CN110702967A - 一种智能用电在线监控*** - Google Patents

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黄育明
欧建苗
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Abstract

本发明涉及用电安全技术领域，尤其涉及一种智能用电在线监控***，包括智慧用电云平台、无线网关设备、复数个自组网无线传输设备、复数个电力数据采集终端设备；所述电力数据采集终端设备用于采集实时用电数据，所述实时用电数据包括实时电压数据、实时电流数据、实时电压频率数据、功率因素数据、功率数据、温度数据，各所述自组网无线传输设备间相互组成无线组网并通过无线网关设备连接智慧用电云平台；各所述电力数据采集终端设备连接无线组网。本智能用电安全***能够对用电情况及用电安全进行实时监控，并通过智慧用电云平台进行在线展示和在线监控。

Description

一种智能用电在线监控***
技术领域
本发明涉及用电安全技术领域，尤其涉及一种智能用电在线监控***。
背景技术
随着城市快速发展，高楼大厦如雨后春笋一般迅速拔地而起。城市内的居民住宅区、工业园、软件园、办公楼等用电区域集中，一般设置有专门的配电房并且由专门的电力部门管理。普通的，每一个用户住宅、办公场所只是配置电表箱，户主自行管理，一般户主缺乏电学知识，用电安全隐患多，用电情况复杂，电气火灾事故时常发生，需要行之有效的用电安全管理。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种能够对用电情况及用电安全进行实时监控的智能用电安全***。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种智能用电在线监控***，包括智慧用电云平台、无线网关设备、复数个自组网无线传输设备、复数个电力数据采集终端设备；所述电力数据采集终端设备用于采集实时用电数据，所述实时用电数据包括实时电压数据、实时电流数据、实时电压频率数据、功率因素数据、功率数据、温度数据；
各所述自组网无线传输设备间相互组成无线组网并通过无线网关设备连接智慧用电云平台；各所述电力数据采集终端设备连接无线组网。
进一步的，各所述电力数据采集终端设备均包括微处理器、电源模块、无线通信模块、电子狗模块、电压隔离检测电路、第一运算放大器、第一过零比较器、电流隔离检测电路、第二运算放大器、第二过零比较器、与门电路、红外温度传感器、显示器，所述电源模块与微处理器电源端电连接，所述电子狗模块与微处理器电连接，所述电压隔离检测电路连接微处理器，所述电压隔离检测电路依次通过第一运算放大器、第一过零比较器连接微处理器，所述电流隔离检测电路连接微处理器，所述电流隔离检测电路通过第二运算放大器连接第二过零比较器，所述第二过零比较器连接微处理器，所述过第二过零比较器连接与门电路，所述与门电路连接微处理器的计数器端口，所述红外温度传感器和显示器分别与微处理器电连接，所述无线通信模块与微处理器通信连接，所述无线通信模块连接无线组网。
进一步的，所述无线网关设备采用数据传输单元DTU，所述数据传输单元DTU采用MQTT通信协议。
进一步的，所述无线通信模块采用Wi-fi模块。
进一步的，所述自组网无线传输设备采用MESH智能自组网数字无线传输设备ST5801GB-M。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本智能用电安全***通过电力数据采集终端设备用于采集实时用电数据，所述实时用电数据包括实时电压数据、实时电流数据、实时电压频率数据、功率因素数据、功率数据，电力数据采集终端设备将实时用电数据依次通过无线组网、无线网关设备传递给智慧用电云平台进行在线展示和在线监控，通过无线组网的方式减少布线，布设和维护方便，并且信号传输稳定。进一步的，电力数据采集终端设备通过电压隔离检测电路检测线路检测电压信号传输给微处理器，电压隔离检测电路检测线路电压信号经第一运算放大器、第一过零比较器将正弦波电压信号转化为同相位的同频率方波电压信号；通过电流隔离检测电路检测线路检测电流信号传输给微处理器，电流隔离检测电路检测线路电压信号经第二运算放大器、第二过零比较器将正弦波电流信号转化为同相位的同频率方波电流信号；当且仅当方波电流信号为高电平时，与门电路导通，微处理器40自带有计数器，微处理器40通过计算1min内计数器计数值T1，计算得出实时电流频率数据T1，并相邻电流波高电平的时间间隔t＝60/T1；设定电流信号半周期时间Ti，启动内部计数器对时基信号的脉冲计数，计算相位差角φ＝180t/Ti，检测电流波的高低电平，若为高电平则电流滞后于电压，功率因数取“+”号，反之取“-”号；通过查表程序得到功率因数值。
附图说明
图1是本发明的整体结构框图；
图2是本发明的电力数据采集终端设备电路连接框图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图1和图2，本实施例提供一种智能用电在线监控***，包括智慧用电云平台1、无线网关设备2、复数个自组网无线传输设备3、复数个电力数据采集终端设备4。本具体实施例中，所述无线网关设备2采用数据传输单元DTU，所述数据传输单元DTU采用MQTT通信协议。自组网无线传输设备3采用产品型号为ST5801GB-M的MESH智能自组网数字无线传输设备。
各所述自组网无线传输设备3间相互组成无线组网并通过无线网关设备连接智慧用电云平台1；本具体实施例中，所述智慧用电云平台1采用现有智慧用电云平台，如雅鲁科技有限公司开发的智能配电***，所述智慧用电云平台用于对电力数据采集终端设备采集的实时电压数据、实时电流数据、实时电压频率数据、功率因素数据、功率数据和温度数据进行在线展示和在线监控，本智能用电在线监控***并不涉及智慧用电云平台的计算机程序改进。
各所述电力数据采集终端设备均包括微处理器40、电源模块41、无线通信模块42、电子狗模块43、电压隔离检测电路44、第一运算放大器45、第一过零比较器46、电流隔离检测电路47、第二运算放大器48、第二过零比较器49、与门电路50、红外温度传感器51、显示器52。本具体实施例中，所述微处理器40采用MCS-51单片机，所述无线通信模块42采用Wi-fi模块，所述电压隔离检测电路44采用电压传感器，所述电流隔离检测电路47采用电流传感器，所述第一运算放大器45、第一过零比较器46、第二运算放大器48、第二过零比较器49、与门电路50均为现有电路模块。
所述电源模块41与微处理器40电源端电连接，电源模块41为处理器40供电。所述电子狗模块43与微处理器40电连接，所述电子狗模块43用于防止微处理器40死机。所述电压隔离检测电路44连接微处理器40，电压隔离检测电路44检测线路实时电压数据，并将线路电压传递给微处理器40。所述电压隔离检测电路44依次通过第一运算放大器45、第一过零比较器46连接微处理器40，电压隔离检测电路44检测线路电压信号经第一运算放大器45、第一过零比较器46将正弦波电压信号转化为同相位的同频率方波电压信号传递给微处理器40。所述电流隔离检测电路47连接微处理器40，电流隔离检测电路47检测线路实时电流数据，并将线路电流传递给微处理器40，电流隔离检测电路47检测线路电流信号经第二运算放大器48、第二过零比较器49将正弦波电压信号转化为同相位的同频率方波电流信号传递给微处理器40。微处理器40根据接收的实时电压数据和实时电流数据计算得出功率数据。
所述过第二零比较器49连接与门电路50，所述与门电路50连接微处理器40的计数器端口，当且仅当方波电流信号为高电平时，与门电路50导通，微处理器40(MCS-51单片机)自带有计数器，微处理器40通过计算1min内计数器计数值T1，计算得出实时电流频率数据T1，并相邻电流波高电平的时间间隔t＝60/T1；设定正常情况下电流信号半周期时间Ti，启动内部计数器对时基信号的脉冲计数，计算相位差角φ＝180t/Ti，检测电流波的高低电平，若为高电平则电流滞后于电压，功率因数取“+”号，反之取“-”号；通过查表程序(该查表程序为现有技术，不再赘述)得到功率因数值。所述红外温度传感器51与微处理器40电连接，红外温度传感器51用于检测线路温度数据并传递给微处理器40。所述显示器显示电力数据采集终端设备采集的实时电压数据、实时电流数据、实时电压频率数据、功率因素数据、功率数据。
本智能用电安全***通过电力数据采集终端设备4用于采集实时用电数据，所述实时用电数据包括实时电压数据、实时电流数据、实时电压频率数据、功率因素数据、功率数据，电力数据采集终端设备将实时用电数据依次通过无线组网、无线网关设备2传递给智慧用电云平台1进行在线展示和在线监控，通过无线组网的方式减少布线，布设和维护方便，并且信号传输稳定。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能用电在线监控***，其特征在于：包括智慧用电云平台、无线网关设备、复数个自组网无线传输设备、复数个电力数据采集终端设备；所述电力数据采集终端设备用于采集实时用电数据，所述实时用电数据包括实时电压数据、实时电流数据、实时电压频率数据、功率因素数据、功率数据、温度数据；
各所述自组网无线传输设备间相互组成无线组网并通过无线网关设备连接智慧用电云平台；各所述电力数据采集终端设备连接无线组网。
2.根据权利要求1所述的一种智能用电在线监控***，其特征在于：各所述电力数据采集终端设备均包括微处理器、电源模块、无线通信模块、电子狗模块、电压隔离检测电路、第一运算放大器、第一过零比较器、电流隔离检测电路、第二运算放大器、第二过零比较器、与门电路、红外温度传感器、显示器，所述电源模块与微处理器电源端电连接，所述电子狗模块与微处理器电连接，所述电压隔离检测电路连接微处理器，所述电压隔离检测电路依次通过第一运算放大器、第一过零比较器连接微处理器，所述电流隔离检测电路连接微处理器，所述电流隔离检测电路通过第二运算放大器连接第二过零比较器，所述第二过零比较器连接微处理器，所述过第二过零比较器连接与门电路，所述与门电路连接微处理器的计数器端口，所述红外温度传感器和显示器分别与微处理器电连接，所述无线通信模块与微处理器通信连接，所述无线通信模块连接无线组网。
3.根据权利要求2所述的一种智能用电在线监控***，其特征在于：所述无线网关设备采用数据传输单元DTU，所述数据传输单元DTU采用MQTT通信协议。
4.根据权利要求3所述的一种智能用电在线监控***，其特征在于：所述无线通信模块采用Wi-fi模块。
5.根据权利要求3所述的一种智能用电在线监控***，其特征在于：所述自组网无线传输设备采用MESH智能自组网数字无线传输设备ST5801GB-M。
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