一种电源管理系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及电源管理技术领域，特别涉及一种电源管理系统及方法。

背景技术

电源管理是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要。通过降低组件闲置时的能耗，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。电源管理技术也称做电源控制技术，它属于电力电子技术的范畴，是集电力变换，现代电子，网络组建，自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术，现今已经广泛应用到工业，能源，交通，信息，航空，国防，教育，文化等诸多领域。

在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：现有的电源管理系统中，通常需要由监控单元管理多个电源模块，再由监控单元与上位机完成信息交互，这种电源管理系统的设计方式，需要更高的成本，且现场布线的复杂度较高，直接省略监控单元会造成无法实现对电源模块的监控管理。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的目的是提供一种结构简单、成本较低的电源管理系统及方法。

本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种电源管理系统，包括：

上位机，用于输出控制指令并获取电源信息；

至少一个电源模块单元，与所述上位机通信连接，各所述电源模块单元中设置有至少一电源子模块，任一所述电源模块单元中的各电源子模块之间通过总线连接，各所述电源模块单元中皆存在一电源子模块与所述上位机通信连接。

在一些实施例中，所述总线为单主总线时，所述上位机与所述电源模块单元中特定编号的电源子模块连接，以通过所述特定编号的电源子模块向其他的电源子模块广播所述控制指令或者获取所述电源信息。

在一些实施例中，所述总线为多主总线时，所述上位机与所述电源模块单元中的任一电源子模块连接，以通过与所述上位机连接的电源子模块定时广播所述控制指令或者获取所述电源信息。

在一些实施例中，各所述电源子模块中皆设置有内部缓存，各所述内部缓存皆设置有相应的地址索引，各所述电源子模块根据所述地址索引将所述电源信息存储在所述电源子模块的内部缓存中，或者读取存储在电源子模块的内部缓存中的电源信息。

为解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例中提供了一种电源管理方法，其特征在于，通过如上述第一方面所述的电源管理系统执行所述电源管理方法，所述方法包括：

将每一所述电源模块单元中的各电源子模块之间通过总线连接；

将所述上位机与各所述电源模块单元中的一所述电源子模块连接；

所述上位机通过与其连接的电源子模块，经所述总线广播输出控制指令并获取所述电源子模块的电源信息。

在一些实施例中，在所述上位机通过与其连接的电源子模块，经所述总线广播输出控制指令并获取所述电源信息的步骤之前，所述方法还包括：

将每一所述电源模块单元中的各所述电源子模块进行排序，以得到各所述电源子模块的编号信息；

将各所述电源子模块的编号信息与存储在各所述电源子模块中的内部缓存中的地址索引一一相应生成映射后保存至各所述内部缓存中。

在一些实施例中，所述控制指令包含指定电源子模块的编号信息，所述方法还包括：

根据所述编号信息，控制所述指定电源子模块通过所述总线应答所述控制指令，生成所述电源信息并通过所述总线广播；

所述指定电源子模块所在电源模块单元中的各所述电源子模块通过所述总线接收所述电源信息，并按地址索引将所述电源信息保存至其内部缓存中。

在一些实施例中，所述总线为单主总线时，所述上位机与特定编号的电源子模块连接，

所述上位机通过与其连接的电源子模块，经所述总线广播输出控制指令并获取所述电源信息的步骤，进一步包括：

所述上位机通过所述特定编号的电源子模块，经所述单主总线向各所述电源子模块广播所述控制指令；

且有，

所述上位机通过所述特定编号的电源子模块，经所述单主总线接收所述指定电源子模块广播的所述电源信息。

在一些实施例中，所述总线为多主总线时，所述上位机与所述电源模块单元中的任一电源子模块连接，

所述上位机通过与其连接的电源子模块，经所述总线广播输出控制指令并获取所述电源信息的步骤，进一步包括：

所述上位机通过与其连接的电源子模块，定时经所述多主总线向各所述电源子模块广播所述控制指令；

且有，

所述上位机通过定时读取与其连接的电源子模块的内部缓存，获取所述电源信息。

为解决上述技术问题，第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上第二方面所述的方法。

为解决上述技术问题，第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上第二方面所述的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种电源管理系统及方法，该系统包括用于输出控制指令并获取电源信息的上位机，以及至少一个电源模块单元，与所述上位机通信连接，各所述电源模块单元中设置有至少一电源子模块，任一所述电源模块单元中的各电源子模块之间通过总线连接，各所述电源模块单元中皆存在一电源子模块与所述上位机通信连接，所述上位机通过与其连接的电源子模块，经所述总线广播输出控制指令并获取所述电源子模块的电源信息，本发明实施例提供的电源管理系统通过较为简单的结构和较低的成本即可实现电源模块的管理。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例一提供的一种电源管理系统的结构框图；

图2是本发明实施例一提供的一种电源管理系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的另一种电源管理系统的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种电源管理方法的流程示意图；

图5是本发明实施例二提供的另一种电源管理方法的流程示意图；

图6是图4所示方法中步骤230的一子流程；

图7是图4所示方法中步骤230的另一子流程；

图8是本发明实施例三提供的一种电源管理系统的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

实施例一

本发明实施例提供了一种电源管理系统，请参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种电源管理系统的结构框图，所述电源管理系统100包括：上位机110和至少一个电源模块单元120，所述至少一个电源模块单元120与所述上位机110通信连接。

所述上位机110，用于输出控制指令并获取电源信息；所述控制指令可以是用于控制电源子模块进行应答，使得所述上位机110能够查询电源子模块的电源信息的查询指令，也可以是其他控制所述电源执行任务的指令，具体可根据实际需要进行设置。所述上位机110是指可以直接发出操控命令的计算机，例如，可以是PC、服务器、云端等。

所述至少一个电源模块单元120，与所述上位机110通信连接，各所述电源模块单元120中设置有至少一电源子模块121，任一所述电源模块单元120中的各电源子模块121之间通过总线BUS连接，各所述电源模块单元120中皆存在一电源子模块121与所述上位机110通信连接。

所述电源模块单元120的数量可以是一个，也可以是不止一个。当所述电源模块单元120为一个时，可以不需要划分所述电源模块单元120，直接将所有的电源子模块121通过总线连接后，上位机110与其中一电源子模块121连接。当所述电源模块单元120为不止一个时，各所述电源模块单元120中的电源子模块121可以通过不同的总线来连接，也可以通过相同的总线来连接，然后再在每个电源模块单元120中选择电源子模块121来与所述上位机110连接，从而实现信息交互。

其中，所述通信连接可以是有线或无线连接：所述通信连接为有线连接时，可以是通过模块的通讯接口来实现的，例如，可以是通过RS485接口实现通信，或者，可以是通过CAN接口实现通信，或者，可以是通过I2C接口实现通信；所述通信连接为无线连接时，所述上位机110和各所述电源模块单元120中的电源子模块121可通过一定的通信协议通信连接，所述通信协议可以是TCP/IP、NETBEUI和IPX/SPX等通信协议，例如，通过蓝牙建立无线通信，以实现所述上位机110和所述电源模块单元120之间的数据交互。具体地，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本发明实施例的限定。

在一些实施例中，请一并参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种电源管理系统的具体结构，所述总线BUS为单主总线时，所述上位机110与所述电源模块单元120中特定编号的电源子模块121#a连接，以通过所述特定编号的电源子模块121#a向其他的电源子模块(121b、121c、……)广播所述控制指令或者获取所述电源信息。

在本发明实施例中，当所述总线BUS为单主总线时，仅存在一特定编号的电源子模块121#a可以主动发起通信，此时，所述上位机110可通过该特定编号的电源子模块121#a广播所述控制指令，请求得到任一电源子模块121的电源信息。

具体地，所述上位机110通过通信主机，也即是本发明实施例及附图2所示的所述电源子模块121#a，可向总线广播其电源信息，然后向其他电源子模块(121b、121c、……)发送所述控制指令，以查询所述其他电源子模块(121b、121c、……)的电源信息。其中，可以是向特定的某一个或者是几个电源子模块121发送所述控制指令，也可以是向所有的电源子模块121广播发送其控制指令。接着，接收到该控制指令的电源子模块121对于该控制指令以广播的形式应答，以发送其电源信息，优选地，接收到该控制指令的电源子模块121依照编号顺序依次应答该控制指令。

在一些实施例中，请一并参见图3，其示出了本发明实施例提供的另一种电源管理系统的具体结构，所述总线BUS为多主总线时，所述上位机110与所述电源模块单元120中的任一电源子模块(121a、121b、121c、……)连接，以通过与所述上位机110连接的电源子模块121a定时广播所述控制指令或者获取所述电源信息。

在本发明实施例中，当所述总线BUS为多主总线时，任一所述电源子模块121皆可主动发起通信，除发起通信外的电源子模块121其他的电源子模块121皆可以被动接收信息，此时，所述上位机110可以接入任一所述电源子模块121，以广播所述控制指令或者请求得到任一电源子模块121的电源信息。

具体地，每一所述电源模块单元中的各个所述电源子模块121，定期将自己的电源信息通过广播的形式发出来，以使各个电源子模块121都能够获取到除了自身以外的其他电源子模块的电源信息并进行存储，所述上位机110在需要时，或者定时地，可通过通信主机，也即是当前与所述上位机110直接连接的电源子模块121，例如本发明实施例及附图3所示的所述电源子模块121a，直接读取存储在其中的电源信息，从而得到所有电源子模块121的电源信息，或者，还可以是根据地址索引直接读取所想要获取的电源子模块的电源信息，或者，还可以是通过总线读取存储在其他电源子模块(121b、121c、……)中的电源信息。

在一些实施例中，如图2或图3所示的，各所述电源子模块121中皆设置有内部缓存1211(Internal Cache)，各所述内部缓存1211皆设置有相应的地址索引(index ofaddress)，各所述电源子模块121根据所述地址索引将所述电源信息存储在所述电源子模块121的内部缓存1211中，或者读取存储在电源子模块121的内部缓存1211中的电源信息。

在本发明实施例中，各个接收到其他电源新型的电源子模块121，皆能够将接收到的电源信息按照地址索引将所述电源信息保存到各自的内部缓存中。可以根据所述地址索引，在任一所述电源子模块121中读取存储在其所述内部缓存中的任意电源子模块121的编号信息及电源信息。

实施例二

本发明实施例提供了一种电源管理方法，请参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种电源管理方法的流程，所述方法通过如上述实施例一所述的电源管理系统100执行所述电源管理方法，所述方法200包括但不限于以下步骤：

步骤210：将每一所述电源模块单元中的各电源子模块之间通过总线连接；

在本发明实施例中，首先，在每个电源模块单元中，所述各电源子模块之间可以先通过总线建立内部通信，各所述电源子模块都具有相对唯一的物理地址或逻辑地址。

步骤220：将所述上位机与各所述电源模块单元中的一所述电源子模块连接；

其中，所述上位机与各所述电源模块单元中的电源子模块的连接情况，根据电源模块单元中的电源子模块的总线连接方式来确定。例如，当电源模块单元中的电源子模块通过单主总线连接时，所述上位机只能够与其中特定编号的、具有主动发起通信功能的电源子模块连接；但电源模块单元中的电源子模块通过多主总线连接时，所述上位机可以与该电源模块单元中的任意一个电源子模块连接。

步骤230：所述上位机通过与其连接的电源子模块，经所述总线广播输出控制指令并获取所述电源子模块的电源信息。

所述上位机可以是直接读取所述电源子模块中的电源信息，也可以是通过输出控制指令获取电源子模块的应答，以获取所述电源信息。

在一些实施例中，请一并参见图5，其示出了本发明实施例提供的另一种电源管理方法的流程，在所述步骤230之前，所述方法还包括以下步骤：

步骤240：将每一所述电源模块单元中的各所述电源子模块进行排序，以得到各所述电源子模块的编号信息；

在本发明实施例中，对于具有相对唯一的物理地址或逻辑地址的各个所述电源子模块，首先对各个所述电源子模块进行编号排序，以得到各个电源子模块的编号信息。

步骤250：将各所述电源子模块的编号信息与存储在各所述电源子模块中的内部缓存中的地址索引一一相应生成映射后保存至各所述内部缓存中。

然后，将每个电源子模块的编号信息及其地址索引生成映射，然后保存到各个电源子模块的内部缓存中，以用于作为查询所述电源信息的索引依据。

在一些实施例中，所述控制指令包含指定电源子模块的编号信息，请继续参见图5，所述方法还包括以下步骤：

步骤260：根据所述编号信息，控制所述指定电源子模块通过所述总线应答所述控制指令，生成所述电源信息并通过所述总线广播；

在本发明实施例中，所述上位机可以指定某个编号的电源子模块应答所述控制指令，广播其电源信息。

步骤270：所述指定电源子模块所在电源模块单元中的各所述电源子模块通过所述总线接收所述电源信息，并按地址索引将所述电源信息保存至其内部缓存中。

当所述指定电源子模块通过所述广播应答后，其他的电源子模块将其应答的电源信息按照地址索引保存至各自的内部缓存中。上位机根据所述编号信息，直接读取与其连接的电源子模块的内部缓存，以获取该编号的电源子模块的电源信息。

在一些实施例中，所述总线为单主总线时，所述上位机与特定编号的电源子模块连接，请一并参见图6，其示出了图4所示方法中步骤230的一子流程，所述步骤230进一步包括：

所述上位机通过与其连接的电源子模块，经所述总线广播输出控制指令并获取所述电源信息的步骤，进一步包括：

步骤231a：所述上位机通过所述特定编号的电源子模块，经所述单主总线向各所述电源子模块广播所述控制指令；

且有，

步骤232a：所述上位机通过所述特定编号的电源子模块，经所述单主总线接收所述指定电源子模块广播的所述电源信息。

在本发明实施例中，当电源子模块通过单主总线连接时，所述上位机需要通过通信主机，也即是所述特定编号的电源子模块来广播其控制指令，和/或者获取电源信息。

在一些实施例中，所述总线为多主总线时，所述上位机与所述电源模块单元中的任一电源子模块连接，请一并参见图7，其示出了图4所示方法中步骤230的另一子流程，所述步骤230进一步包括：

步骤231b：所述上位机通过与其连接的电源子模块，定时经所述多主总线向各所述电源子模块广播所述控制指令；

且有，

步骤232b：所述上位机通过定时读取与其连接的电源子模块的内部缓存，获取所述电源信息。

在本发明实施例中，当电源子模块通过多主总线连接时，所述上位机可以通过任意一个该电源模块单元中的任意一个电源子模块，来广播其控制指令，和/或者获取电源信息。

实施例三

本发明实施例还提供了一种电源管理系统，请参见图8，其示出了能够执行图4至图7所述电源管理方法的服务器的硬件结构。所述电源管理系统100可以是图1至图3所示的电源管理系统100。

所述电源管理系统100包括：至少一个处理器101；以及，与所述至少一个处理器101通信连接的存储器102，图8中以一个处理器101为例。所述存储器102存储有可被所述至少一个处理器101执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器101执行，以使所述至少一个处理器101能够执行上述图4至图7所述的电源管理方法。所述处理器101和所述存储器102可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

存储器102作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的电源管理方法对应的程序指令/模块，例如，图1至图3所示的各个模块。处理器101通过运行存储在存储器102中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例电源管理方法。

存储器102可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电源管理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器102可选包括相对于处理器101远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电源管理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器102中，当被所述一个或者多个处理器101执行时，执行上述任意方法实施例中的电源管理方法，例如，执行以上描述的图4至图7的方法步骤，实现图1至图3中的各模块和各单元的功能。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图4至图7的方法步骤，实现图1至图3中的各模块的功能。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的电源管理方法，例如，执行以上描述的图4至图7的方法步骤，实现图1至图3中的各模块的功能。

本发明实施例中提供了一种电源管理系统及方法，该系统包括用于输出控制指令并获取电源信息的上位机，以及至少一个电源模块单元，与所述上位机通信连接，各所述电源模块单元中设置有至少一电源子模块，任一所述电源模块单元中的各电源子模块之间通过总线连接，各所述电源模块单元中皆存在一电源子模块与所述上位机通信连接，所述上位机通过与其连接的电源子模块，经所述总线广播输出控制指令并获取所述电源子模块的电源信息，本发明实施例提供的电源管理系统通过较为简单的结构和较低的成本即可实现电源模块的管理。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。