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摘要：智慧电源管理系统的优化设计建立在电源的集成调度和组网设计基础上，采用物联网技术和移动通信组网技术，引入电源优化调度理论，进行智慧电源的集成网络调度，保障电源供电的安全和稳定性，传统方法中，智慧电源管理系统设计方法主要建立在嵌入式AＲM内核基础上，结合分散控制系统(DCS)实现智慧电源管理系统的节能设计，智慧电源管理系统采用高频电源设计，通过束缚电子(称光电子)探头进行电源功率分析，采集伽马射线进行电源输出电压测试和功率谱分析，通过前置放大电路进行智慧电源管理系统的自适应放大处理。
关键词：物联网技术；智慧电源管理；系统设计
1物联网概述
物联网(IoT)包含大量低能耗、低成本、存储与计算能力受限、经常休眠的设备,因此需要保证不同种类的感知设备和控制设备在异构环境下高效互联互通。传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
1.1LPWAN物联网技术介绍
下一代移动通信网络—5G服务的三大应用场景包括：增强移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)和超高可靠性低时延通信(uRLLC)。eMTC（）增强机器类通信与mMTC都是大规模物联网应用场景技术应用[1]。mMTC和eMTC各自侧重点不同，mMTC主要是人与物之间的信息交互，eMTC主要体现物与物之间的通信需求。
1.2NB-IoT技术特点
广覆盖、低功耗、大连接、低成本的优势使得NB-IoT能够大规模、远距离接入终端设备，适用于轨道交通智慧工地复杂应用场景。国内现阶段NB-IoT技术研发主要由华为推动，由运营商建网。运营商使用政府下发的FDD-LTE牌照开发NB-IoT，使用NB-IoT技术的终端必须使用运营商的NB-IoT网络，企业无法独立建网，是NB-IoT网联网技术在国内应用的特点。
1.3eMTC技术特点
1.3.1速率高
MTC支持上下行最大1Mbs的峰值速率，在保证覆盖和功耗的基础上足以支撑更丰富的物联应用，如低速视频、语音等，智慧工地上视频数据可采用eMTC技术传输。
1.3.2移动性NB-IoT的移动性差，只支持重选，不支持切换。所以，它一般都用于不怎么需要动的领域，例如水表电表及路灯井盖。但eMTC不同，它支持连接态的移动性，物联网用户可以无缝切换，保障用户体验。因此，在智慧工地中eMTC更适用于智能安全帽、智能巡检设备这样的可穿戴设备。
1.3.3可定位
基于TDD的eMTC，利用基站侧的PRS测量，在无需新增GPS芯片的情况下就可以进行位置定位。这样一来，更有利于eMTC在智慧工地人员定位、机械设备定位、物料跟踪等场景的普及。
1.3.4支持语音
eMTC技术可支持语音传输，而且支持VoLTE。因此，在智慧工地中eMTC可被广泛应用到紧急呼救相关的物联设备中，如智能安全帽可实现语音双向通信功能，可大幅度提高工地应急反应能力，降低安全风险。
1.3.5支持LTE网络复用
eMTC可以基于现有LTE网络直接升级部署，和现有的LTE基站共站址共天馈。这个特点使其可利用到运营商基站快速部署物联网，智慧工地如车辆段、明挖车站等地面施工区域可直接利用运营商基站，向运营商缴纳租用、流量费，施工完成后撤销，可节省硬件成本[2]。
2基于物联网的智慧电源管理系统设计与应用
2.1系统硬件设计
2.1.1电源DSP集成信息处理模块
DSP集成信息处理模块是实现智慧电源管理及集成信息处理和数据采样功能，采用单12V供电作为智慧电源管理系统的启动电压，人机交互模块中设置DMA参数，智慧电源管理系统下的DSP集成信息处理总线的构建主要应用的技术就是VME总线扩展技术(32位)，配置CAN_MBIM1，设定CAN传输速率，采用ADUM1201隔直流电路进行智慧电源管理系统的抗干扰滤波设计。
2.1.2电源阻抗变换模块
电源阻抗变换模块采用Ｒ13和Ｒ14进行分压和阻抗变换，当VCC电压低于启动电压时，改变WDI引脚状态，使用ADM706S设计复位电路，DSP此时工作在SPI从模式，根据ID0x5F来选择DSP，实现智慧电源管理的阻抗变换。
2.1.3信号处理电路模块
信号处理模块是实现智慧电源管理系统的智能信号处理和总线集成功能，用交叉编译控制方法在线下载程序到DSP的ＲAM中，根据智慧电源管理系统的ADI设计HPPCI仿真器，根据总线定义电源管理系统的选择模式、时钟、数据输入串口，在智慧电源管理系统内，进行指令加载的过程中需要运用ISA/EISA/MicroChannel扩充总线，借助针对SEL1电平进行DSP控制的途径，能够开展该系统倍频放大控制、落实系统有源晶振配置任务。
2.1.4功率放大模块
功率放大模块是整个智慧电源管理系统的核心，功率放大模块采用2个32KBSＲAM的Bank实现功率放大和电源管理的指令存储，对于该系统功率放大控制、时钟采样控制功能，可以运用8个32位定时器/计数器来实现，结合DSP控制SEL1电平实现智慧电源管理系统的实时时钟分析和自适应功率放大。
2.2系统软件开发
在整个智慧电源管理系统设计中，硬件设计是基础，软件设计是核心，智慧电源管理系统的软件开发设计建立在数据库引擎基础上，构建资源管理模块和工程数据管理平台，以SQLServer数据库作为智慧电源管理模块的数据管理引擎，建立智慧电源管理的设备目录表、设备属性表，采用Ｒevit软件进行智慧电源管理系统的物联网开发设计[3]。典型的智慧电源管理系统的数据设备库被设计为开放性、可扩展性的数据库，专家策略库是基于现有智能辅助控制系统规范，结合智能辅助控制系统的现有工程设计实例，总结出智慧电源管理系统的场景信息、联动策略、前端设备配置规则及前端设备布置规则。场景信息定义了需要采取的联动策略，智慧电源管理系统各功能区域与前端设备配置之间通过物联网进行联网控制。采用PPI_CONTＲOL寄存器进行电源的集成调度，在以太网中分层的参考模型中进行智慧电源管理系统的物联网协议栈开发[4]。基于以上数据的关联关系，进行智慧电源管理系统的功率增益控制和场景关联设计，可以得出每个功能区域对应的电源管理信息特征。为实现设计过程中数据的数字化流转，接线端口通过线缆与前端设备或功能单元连接，实现前端设备的通信与控制。
结束语：
结合网络通信技术和物联网技术，配以晶振和内部电压调整方法，实现电源的优化调度和智能控制，提出一种基于物联网的智慧电源管理系统设计方案，结合智能辅助控制系统进行物联网环境下的智慧电源管理，采用AＲMCortex－M0处理器内核实现智慧电源管理系统集成设计，基于DSP高速信号处理技术实现对智慧电源管理系统的集成信息处理，进行了系统的硬件设计和软件开发设计。研究得知，设计的智慧电源管理系统具有很好的电源管理能耗均衡性，降低了总的能量消耗，提高了输出功率增益，电源管理效能较好。
参考文献：
[1]陈冠军,孙浩.甘肃某智慧小区智慧灌溉系统升级改造方案设计[J].数字通信世界,2020(02):60+123.
[2]张磊.基于物联网的通信电源智能检测系统的研究[J].智能建筑与智慧城市,2018(02):51-52.
[3]于树新.智慧医疗中的低功耗电源管理的研究[J].电源技术,2018,42(02):283-284.
[4]王利霞,康洪波,徐康顺.基于大数据的智慧园区电源系统管理平台[J].电源技术,2017,41(11):1637-1639.