CN102005822A - 一种可对低压用电设备进行单点监控的装置 - Google Patents

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李奇富
张豪
刘志刚
林春艾
郭鹏伟
王建伟
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Abstract

一种可对低压用电设备进行单点监控的装置。设计一种体积小巧的硬件模块，兼有数据采集、通断控制及电力线载波通讯功能，使用时串接在电力线与低压用电设备之间。硬件设计分6部分：SOC芯片、电源、PLC模拟前端、电能采集、继电器控制单元、RS232通讯接口。软件设计分3部分：应用层、接口层和驱动层。可以采集低压用电设备的现场数据，可以根据设定的策略进行通断控制，还可以与支持电力线载波通讯的上位机组网实现集中监控。本装置功耗低、成本低廉、体积小巧、安装简便、组网简单，适合大规模应用。

Description

一种可对低压用电设备进行单点监控的装置
所属技术领域
本发明涉及一种可对低压用电设备进行单点监控的装置，属于物联网应用领域的智能电网方向。
背景技术
在生产生活中对各种低压用电设备进行集中监控具有极大的现实意义，可以即时处理故障，节约能源，降低维护费用，增进***可靠性。
目前已经存在一种采用“单片机+GPRS”的方式对低压用电设备进行监控的方法，即通过单片机及检测电路采集用电设备的工作状态信息，再通过GPRS来实现与远程上位机的通讯。这种做法的缺点是监控模块功耗较大，不节能。
目前还存在一种采用“单片机+ZigBee”的方式对低压用电设备进行监控的方法，即通过单片机及检测电路采集用电设备的工作状态信息，再通过ZigBee来实现与远程上位机的通讯。这种方法克服了“单片机+GPRS”的方式高功耗的缺点，但由于ZigBee是一种近距离小范围的无线组网通信技术，不适合与距离较远的上位机进行通讯。
上述两种方法所设计出的产品，都存在成本较高，产品体积较大不便于安装的缺点，只能应用于特定的场合，满足特殊的需要。
发明内容
为了满足生产生活中对低压用电设备进行较为经济的集中监控的需要，本发明提出一种采用“单片机+电能计量+继电器+电力线载波通讯”方式对低压用电设备进行单点监控的装置。
为达到以上目的，本发明所采用的技术方案为：设计一种体积小巧的硬件模块，兼有数据采集、通断控制及电力线载波通讯功能，使用时串接在电力线与低压用电设备之间。
本发明的有益效果是，本装置实现了对低压用电设备进行单点监控的功能，功耗低、成本低廉、体积小巧、安装简便、组网简单，适合大规模应用。
附图说明
图1为本发明所描述的装置的硬件***原理图。
图2为本发明所描述的装置的软件***原理图。
具体实施方式
在图1中，本发明的硬件设计分6部分：SOC芯片、电源、PLC模拟前端、电能采集、继电器控制单元、RS232通讯接口。SOC芯片：：集成了51单片机内核、2个串行通讯口、3个定时器、PLC通讯控制器、电能计量单元和IO口。电源：从电力线上取电，给终端供电。PLC模拟前端：包括电力载波信号接收和发送模块。接收模块负责从电力线上解调特定频率(120KHz)的电力载波信号给PLC通信控制器的接收端。发送模块将PLC通信控制器接收端的信号放大并加载到电力线上。电能采集：包括电压采集和电流采集。电压采集为分压采集，电流采集为电流转电压采集。继电器控制单元：在SOC内的IO口通过驱动电路控制继电器开关。RS232通讯接口：完成TTL电平和EIA电平的双向转换，实现与模块外部的RS232通讯。按照这样的设计生产出来的硬件模块，体积小巧，可安装于墙壁开关插座的暗盒内。
在图2中，本发明的软件设计分3部分：应用层、接口层和驱动层。应用层包括通讯处理模块、策略处理模块和组网服务模块。通讯处理模块处理上层下发的即时处理命令，策略处理模块分析上层下发的策略、存储信息并执行响应操作，组网服务模块包括初次组网服务、路由更新服务和重新组网服务。接口层作为应用层和驱动层的接口实现一些特定的功能供应用层直接调用。驱动层包括Eeprom驱动、串口驱动、PLC驱动、继电器驱动和时间驱动。Eeprom驱动实现对eeprom的读写操作，串口驱动可实现串口通过协议收发数据，PLC驱动可实现对载波信号的接收和发送，继电器驱动通过一个IO口控制继电器的开关，时间驱动通过定时器实现***时间、闹钟功能和延时功能。
通过上述的软硬件设计，在一个体积小巧的硬件模块内，实现了数据采集、通断控制及电力线载波通讯功能，可以采集低压用电设备的现场数据，可以根据设定的策略进行通断控制，还可以与支持电力线载波通讯的上位机组网实现集中监控。

Claims (3)

1.一种可对低压用电设备进行单点监控的装置，其特征是：兼有数据采集、通断控制及电力线载波通讯功能，可以采集低压用电设备的现场数据，可以根据设定的策略进行通断控制，还可以与支持电力线载波通讯的上位机组网实现集中监控。
2.根据权利要求1所述的可对低压用电设备进行单点监控的装置，其特征是：硬件设计包括SOC芯片、电源、PLC模拟前端、电能采集、继电器控制单元、RS232通讯接口，SOC芯片集成了51单片机内核、2个串行通讯口、3个定时器、PLC通讯控制器、电能计量单元和IO口，电源从电力线上取电并给终端供电，PLC模拟前端包括电力载波信号接收和发送模块，电能采集包括电压采集和电流采集，继电器控制单元在SOC内的IO口通过驱动电路控制继电器开关，RS232通讯接口完成TTL电平和EIA电平的双向转换从而实现与模块外部的RS232通讯。
3.根据权利要求1所述的可对低压用电设备进行单点监控的装置，其特征是：软件设计包括应用层、接口层和驱动层，应用层包括通讯处理模块、策略处理模块和组网服务模块，通讯处理模块处理上层下发的即时处理命令，策略处理模块分析上层下发的策略、存储信息并执行响应操作，组网服务模块包括初次组网服务、路由更新服务和重新组网服务，接口层作为应用层和驱动层的接口实现一些特定的功能供应用层直接调用，驱动层包括Eeprom驱动、串口驱动、PLC驱动、继电器驱动和时间驱动，Eeprom驱动实现对eeprom的读写操作，串口驱动可实现串口通过协议收发数据，PLC驱动可实现对载波信号的接收和发送，继电器驱动通过一个IO口控制继电器的开关，时间驱动通过定时器实现***时间、闹钟功能和延时功能。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103051054A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 无锡天鸿信息技术有限公司 一种集中管理城市公共用电终端的控制***
CN104730390A (zh) * 2015-03-30 2015-06-24 青岛东软载波智能电子有限公司 一种用电监控器
CN107134078A (zh) * 2017-03-24 2017-09-05 康体佳智能科技（深圳）有限公司 一种自动柜员机运维***

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110406