■合肥市第一中学 苏权锦

2019 年暑假，我在写实习报告时突然停电了，来电之后电脑无法开机，我的实验报告永远地消失了。后来我换了一块硬盘，电脑才能正常启动。这次丢失数据的意外事件深深地触动了我，我决定探究如何解决电脑突然断电、丢失数据的问题。

在此过程中，我发现了UPS 系统无法实现安全关机的弊端，进而想到解决因UPS 电量不足导致计算机断电的方法，并开发出一种UPS 断电响应通信模块（以下简称通信模块），用于电源断电检测，实现计算机安全关机。

一、UPS 原理

UPS 即不间断电源，在电网异常的情况下可不间断地为负载电器提供电源。UPS系统由滤波电路、整流器、充电器、电池组、逆变器、旁路开关等构成。

当市电中断时，在极短的时间内，由UPS内置的电池组经逆变器转换为交流电，为用电设备持续提供电源。

图1 市电中断UPS 能量流向系统图

二、设计方案

通信模块由设备硬件和设备固件组成，并与上位机软件（指安装在与通信模块连接的计算机上的通信软件）协同工作。

上位机软件随计算机启动自动运行，并自动读取用户设置的通信模块识别信息、指令发送时间间隔等参数，按照上述参数自动连接通信模块并保持通信。

当市电中断时，UPS 由内置电池组向计算机供电，通信模块检测到市电中断，上位机软件按照用户设置的时间间隔向通信模块发送指令，当连续查询到市电中断信息后，调用对应的程序自动关闭计算机。模块工作方式如图2 所示，其中红色为AC 220V 电路，蓝色为通信电路，绿色为DC 5V 电路。……