CN108931687A - 基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测*** - Google Patents

基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测*** Download PDF

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陈从颜
陈荣荣
洪佳明
李世华
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Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，包括互感器线圈，互感器线圈的输出端连接I/V转换电路的输入端，I/V转换电路的输出端连接电压跟随放大电路的输入端，电压跟随放大电路的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接微处理器，微处理器通过蓝牙模块与手机终端之间交换数据。本发明检测精度在1mA以内，且能够通过蓝牙与手机终端软件进行通讯，在家庭活动范围内及时得到报警讯息，减少事故发生率。

Description

基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***
技术领域
本发明涉及基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***。
背景技术
家用电器方便了农村居民日常生活，但也带来了一些安全隐患。
目前农村触电伤亡事故率远高于城市，特别是地形复杂和多雨的农村地区，需要随时监测剩余电流状况。同时，农网低压线路往往分布广、接线不规范、运行环境恶劣，运维人员很难快速有效查找剩余电流故障位置。低压主流的剩余电流保护手段是电流动作型剩余电流保护器和传统的三级保护。电流动作型剩余电流保护装置虽然能够检测剩余电流故障，但尚未广泛应用于农网环境。
农村地区经济条件有限，很多用户没有安装剩余电流保护器。近几年随着用电负荷持续快速增长，农村“低电压”问题突出，对此的投诉和咨询日益增多。从硬件支持上看，电压质量自动监测点数量较少、没有起到足够的电压监测作用。
因此，研制一套能够实时监测、迅速判断剩余电流故障的家用漏电实时监测报警装置是十分必要的。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够实时检测、迅速判断剩余电流故障的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，包括互感器线圈，互感器线圈的输出端连接I/V转换电路的输入端，I/V转换电路的输出端连接电压跟随放大电路的输入端，电压跟随放大电路的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接微处理器，微处理器通过蓝牙模块与手机终端之间交换数据。
进一步，所述微处理器还与存储器交换数据。
进一步，还包括由微处理器控制的电源转换模块，将220V交流电压转换为5V直流电压，为其他电路供电。
进一步，所述电源转换模块包括变压器T1，变压器T1的二次侧包括四个端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；其中，第二端口接地，第一端口连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极分别连接二极管D2的阴极和电解电容C1的正极，二极管D2的阳极连接第三端口，电解电容C1的正极还连接正向低压降稳压器V1的输入端，正向低压降稳压器V1的输出端分别连接电阻R10的一端和电解电容C2的正极，电阻R10的另一端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极分别连接电感L1的一端和电解电容C3的正极，电感L1的另一端分别连接二极管D4的阳极和正向低压降稳压器 V2的输入端，二极管D4的阴极分别连接正向低压降稳压器V2的输出端、二极管D5的阳极和电容C4的一端，二极管D5的阴极分别连接电容C5的一端和电容C6的一端，电容C6的另一端、电容C5的另一端、电容C4的另一端、正向低压降稳压器V2的接地端、电解电容C3的阴极、电解电容C2的阴极、正向低压降稳压器V1的接地端和电解电容 C1的阴极均接地，第四端口连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和电容C9的一端，电阻R5的另一端连接电容C9的另一端。
进一步，还包括蓝色通讯指示灯、红色报警指示灯和蜂鸣器，三者皆由微处理器控制。
进一步，还包括由微处理器控制的黄色电源指示灯。
进一步，所述I/V转换电路包括并联的电容C7和电阻R1。
进一步，所述电压跟随放大电路包括电阻R3，电阻R3的一端连接I/V转换电路的输出端，电阻R3的另一端分别连接运算放大器U1B的反相输入端和电阻R6的一端，运算放大器U1B的同相输入端通过电阻R15接地，电阻R6的另一端分别连接电阻R13的一端和运算放大器U1A的同相输入端，电阻R13的另一端连接电阻R12的一端，电阻 R12的另一端连接二极管D8的阴极，二极管D8的阳极连接运算放大器U1B的输出端，运算放大器U1A的反相输入端分别连接电阻R16的一端和电阻R14的一端，电阻R16的另一端接地，地址R14的另一端分别连接运算放大器U1A的输出端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端作为电压跟随放大电路的输出端。
有益效果：本发明公开了一种基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，能够通过蓝牙与手机终端软件进行通讯，在家庭活动范围内及时得到报警讯息，减少事故发生率。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中***的外部结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中***的原理框图；
图3为本发明具体实施方式中的电源转换模块的电路图；
图4为本发明具体实施方式中的I/V转换电路和电压跟随放大电路的电路图；
图5为本发明具体实施方式中蓝牙模块与手机端建立联系的过程。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。
本具体实施方式公开了一种基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，如图1和图2所示，包括安装在外壳1内部的互感器线圈，互感器线圈的输出端连接I/V转换电路的输入端，I/V转换电路的输出端连接电压跟随放大电路的输入端，电压跟随放大电路的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接微处理器，微处理器通过蓝牙模块与手机终端8之间交换数据。微处理器还与存储器交换数据。外壳1右侧面板上设有线输入口2和烧录方口7；烧录方口7与微处理器相连；外壳底部设计为梯形槽，便于安装在输电箱内部。
此外，该***还包括电源转换模块，将220V交流电压转换为5V直流电压，为其他电路供电。还包括黄色电源指示灯5、蓝色通讯指示灯4、红色报警指示灯3和蜂鸣器 6，四者皆由微处理器控制。在蓝色通讯指示灯4停止闪烁时，手机终端8可获取微处理器发送而来的报警信息，并查询以往报警讯息。
如图3所示，电源转换模块包括变压器T1，变压器T1的二次侧包括四个端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；其中，第二端口接地，第一端口连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极分别连接二极管D2的阴极和电解电容C1的正极，二极管D2的阳极连接第三端口，电解电容C1的正极还连接正向低压降稳压器V1的输入端，正向低压降稳压器V1的输出端分别连接电阻R10的一端和电解电容C2的正极，电阻R10的另一端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极分别连接电感L1的一端和电解电容C3的正极，电感L1的另一端分别连接二极管D4的阳极和正向低压降稳压器 V2的输入端，二极管D4的阴极分别连接正向低压降稳压器V2的输出端、二极管D5的阳极和电容C4的一端，二极管D5的阴极分别连接电容C5的一端和电容C6的一端，电容C6的另一端、电容C5的另一端、电容C4的另一端、正向低压降稳压器V2的接地端、电解电容C3的阴极、电解电容C2的阴极、正向低压降稳压器V1的接地端和电解电容 C1的阴极均接地，第四端口连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和电容C9的一端，电阻R5的另一端连接电容C9的另一端。
如图4所示，I/V转换电路包括并联的电容C7和电阻R1。电压跟随放大电路包括电阻R3，电阻R3的一端连接I/V转换电路的输出端，电阻R3的另一端分别连接运算放大器U1B的反相输入端和电阻R6的一端，运算放大器U1B的同相输入端通过电阻R15 接地，电阻R6的另一端分别连接电阻R13的一端和运算放大器U1A的同相输入端，电阻R13的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接二极管D8的阴极，二极管D8的阳极连接运算放大器U1B的输出端，运算放大器U1A的反相输入端分别连接电阻R16的一端和电阻R14的一端，电阻R16的另一端接地，地址R14的另一端分别连接运算放大器U1A的输出端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端作为电压跟随放大电路的输出端。
该***的工作流程为：
(1)将任意三相/单相线路的进出线通过输入端口连入该***；
(2)电源转换模块将高交流电压转换为低直流供电电压；
(3)通过I/V转换电路将弱小的电流信号转换为弱小的电压信号；
(4)通过电压跟随放大电路对弱小的电压信号进行跟随和放大处理；
(5)通过整流电路对跟随和放大处理的电压信号进行整流处理；
(6)通过滤波电路对整流完的电压信号进行滤波，以达到去除噪声的目的；
(7)将滤波去噪后的电压信号输入A/D转换模块进行模数转换；
(8)由微处理器对采集的数据进行判断，若其超过设定的危险阈值则微处理器触动报警器(黄色电源指示灯5闪烁，蜂鸣器6发出报警声)，若低于设定的危险阈值则微处理器控制黄色电源指示灯5熄灭；
(9)家庭成员使用手机软件通过蓝牙模块与微处理器相连，如图5所示，及时获取的剩余电流报警信息，并能够对以往报警信号进行查询；
(10)家庭成员在得到报警信息后，对当前检测线路进行排查。

Claims (8)

1.基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，其特征在于：包括互感器线圈，互感器线圈的输出端连接I/V转换电路的输入端，I/V转换电路的输出端连接电压跟随放大电路的输入端，电压跟随放大电路的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接微处理器，微处理器通过蓝牙模块与手机终端(8)之间交换数据。
2.根据原权利要求1所述的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，其特征在于：所述微处理器还与存储器交换数据。
3.根据原权利要求1所述的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，其特征在于：还包括由微处理器控制的电源转换模块，将220V交流电压转换为5V直流电压，为其他电路供电。
4.根据原权利要求3所述的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，其特征在于：所述电源转换模块包括变压器T1，变压器T1的二次侧包括四个端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；其中，第二端口接地，第一端口连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极分别连接二极管D2的阴极和电解电容C1的正极，二极管D2的阳极连接第三端口，电解电容C1的正极还连接正向低压降稳压器V1的输入端，正向低压降稳压器V1的输出端分别连接电阻R10的一端和电解电容C2的正极，电阻R10的另一端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极分别连接电感L1的一端和电解电容C3的正极，电感L1的另一端分别连接二极管D4的阳极和正向低压降稳压器V2的输入端，二极管D4的阴极分别连接正向低压降稳压器V2的输出端、二极管D5的阳极和电容C4的一端，二极管D5的阴极分别连接电容C5的一端和电容C6的一端，电容C6的另一端、电容C5的另一端、电容C4的另一端、正向低压降稳压器V2的接地端、电解电容C3的阴极、电解电容C2的阴极、正向低压降稳压器V1的接地端和电解电容C1的阴极均接地，第四端口连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和电容C9的一端，电阻R5的另一端连接电容C9的另一端。
5.根据原权利要求1所述的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，其特征在于：还包括蓝色通讯指示灯(4)、红色报警指示灯(3)和蜂鸣器(6)，三者皆由微处理器控制。
6.根据原权利要求1所述的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，其特征在于：还包括由微处理器控制的黄色电源指示灯(5)。
7.根据原权利要求1所述的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，其特征在于：所述I/V转换电路包括并联的电容C7和电阻R1。
8.根据原权利要求1所述的基于蓝牙通讯的家用漏电实时监测***，其特征在于：所述电压跟随放大电路包括电阻R3，电阻R3的一端连接I/V转换电路的输出端，电阻R3的另一端分别连接运算放大器U1B的反相输入端和电阻R6的一端，运算放大器U1B的同相输入端通过电阻R15接地，电阻R6的另一端分别连接电阻R13的一端和运算放大器U1A的同相输入端，电阻R13的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接二极管D8的阴极，二极管D8的阳极连接运算放大器U1B的输出端，运算放大器U1A的反相输入端分别连接电阻R16的一端和电阻R14的一端，电阻R16的另一端接地，地址R14的另一端分别连接运算放大器U1A的输出端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端作为电压跟随放大电路的输出端。
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