CN112751309B - 基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***及保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***及保护方法，配合用电设备，通过断路器与一个或多个用电设备配合，将工作的用电设备接入线路并在判断到非正常的用电设备后对其断开，以用电反馈模块获取当前一个或多个用电设备的电流指纹，以通信反馈模块获取当前一个或多个用电设备的接入或断开，断路器、用电反馈模块和通信反馈模块配合有控制器，用于获得用电反馈模块和通信反馈模块的数据控制断路器。本发明通过智慧AI断路器的AIoT技术和电流指纹技术对线路中实际负载设备的电流精准识别，对电流实时监控，分析线路负载设备电流的情况并记录学习、判断，实际接入的运行电流对线路电流在安全范围实时整定，对用电设备进行实际保护。
Description
技术领域
本发明涉及电开关；继电器；选择器；紧急保护装置的技术领域，特别涉及一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***及保护方法。
背景技术
小型断路器又称微型断路器，是一种适用于交流50或60Hz、额定电压400V以下、额定电流为63A以下的线路的过载和短路保护的设备，在正常情况下也可以用于线路的不频繁操作转换；由于小型断路器具有结构先进、性能可靠、分断能力强、外型美观小巧等特点，故主要用于工业、商业、高层和民用住宅等场所，作办公楼、住宅和类似的建筑物的照明、配电线路及设备的过载和短路保护，亦可作为线路不频繁通断操作与转换之用。
现有技术中，小型断路器通过人工前期预估线路可能负荷状态并输入可调电流整定定值，然而在实际使用的过程中，线路往往长时间多为使用不饱和状态，在线路电流负荷小的情况下，一旦有用电设备发生故障、过载，可能因线路电流无法达到前期设定值而无法识别故障，进而无法对用电设备起到保护功能，引起事故。
发明内容
本发明解决了现有技术中的问题，提供了一种优化的基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***及保护方法。
本发明所采用的技术方案是，一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***，所述***配合用电设备设置，所述***包括：
一断路器，与一个或多个用电设备配合，用于将工作的用电设备接入线路并在判断到非正常的用电设备后对其进行断开；
一用电反馈模块，用于获取当前一个或多个用电设备的电流指纹；
一通信反馈模块，用于获取当前一个或多个用电设备的接入或断开的状态；
一控制端，与断路器、用电反馈模块和通信反馈模块配合设置，用于获得用电反馈模块和通信反馈模块的数据对断路器进行控制。
优选地，所述用电反馈模块包括配合任一用电设备设置的采样单元，所述采样单元连接有放大单元和MCU，所述MCU与控制端配合设置。
优选地，所述采样单元、放大单元和MCU设于控制板上。
优选地，所述通信反馈模块包括配合MCU设置的通信单元。
优选地，所述通信反馈模块包括设于用电设备上的信号发射组件，所述信号发射组件与控制端配合设置。
一种所述的基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***的用电设备保护方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：在控制端逐次配置用电设备；
步骤2：任一已配置的用电设备启动，通信反馈模块反馈至控制端，控制端分配工作内存，开始监控；
步骤3：控制端通过用电反馈模块实时获得当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率；
步骤4：若当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率与配置的用电设备的信息不符，则控制端直接控制断路器将当前用电设备断开，否则重复步骤3。
优选地，所述步骤1中，将用电设备的ID、IP和端口配置到控制端；
控制端发送验证数据包至用电设备，用电设备返回验证数据包中的标识内容至控制端，则配置成功，否则重新配置。
优选地，对配置成功的用电设备获取额定工作电流、额定工作电压和额定工作功率并存入数据库作为电流指纹。
优选地，控制端每隔预设时间发送心跳包至未在监测中的用电设备，若任一用电设备返回预设信息，则通知关注当前用电设备。
本发明提供了一种优化的基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***及保护方法，配合用电设备设置，通过断路器与一个或多个用电设备配合，用于将工作的用电设备接入线路并在判断到非正常的用电设备后对其进行断开，以用电反馈模块获取当前一个或多个用电设备的电流指纹，以通信反馈模块获取当前一个或多个用电设备的接入或断开，与断路器、用电反馈模块和通信反馈模块配合设置有控制器，用于获得用电反馈模块和通信反馈模块的数据对断路器进行控制。
本发明通过智慧AI断路器的AIoT技术和电流指纹技术对于线路中实际负载设备的电流精准识别，对电流进行实时监控，分析线路负载设备电流的运行情况，并记录学习、判断，可由实际接入的运行电流对线路电流在安全范围进行实时整定，对用电设备进行实际的保护。
附图说明
图1为本发明的***结构示意图，其中，实线箭头为用电数据的传输方向，虚线箭头为信号传输的方向；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明涉及一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***，所述***配合用电设备设置。
本发明中，充分利用了现在的用电设备都或多或少开始加入智能控制的功能，利用融合AI技术和IoT技术的AIoT对用电设备进行联网管理，并通过电流指纹技术对进入网络的用电设备进行实时工作状态的采集，通过多种方式进行用电设备的确认，可由实际接入的运行电流对线路电流在安全范围进行实时整定。
所述***包括：
一断路器，与一个或多个用电设备配合，用于将工作的用电设备接入线路并在判断到非正常的用电设备后对其进行断开；
本发明中，断路器还是起到了电闸的作用，每个断路器配合设置一个或多个用电设备，电闸合上时用电设备正常作业，控制端控制断路器断开或人工控制断路器断开时，对应的用电设备停止工作。
一用电反馈模块，用于获取当前一个或多个用电设备的电流指纹；
所述用电反馈模块包括配合任一用电设备设置的采样单元，所述采样单元连接有放大单元和MCU，所述MCU与控制端配合设置。
所述采样单元、放大单元和MCU设于控制板上。
本发明中，用电反馈模块用于用于对用电设备进行采样，采样包括但不限于实时的电流和电压，对于采样的信息进行放大后由MCU进行整合并输送至控制端。
本发明中，一般来说不设置滤波单元，保证了电流的实际工作情况能完整被控制端获取。
一通信反馈模块，用于获取当前一个或多个用电设备的接入或断开的状态；
所述通信反馈模块包括配合MCU设置的通信单元。
所述通信反馈模块包括设于用电设备上的信号发射组件，所述信号发射组件与控制端配合设置。
本发明中，以通信反馈模块与用电反馈模块协同工作，通信反馈模块用于获取当前用电设备“工作中”的状态，而用电反馈模块用于获取当前用电设备的工作的状态。
本发明中，通信反馈模块包括至少两种设置实施方式：
实施方式一：
直接在MCU中配置通信单元与控制端进行通信，有别于用电反馈模块与控制端的交互，通信单元仅向控制端输送用电设备开启或关闭的单电平信号；
实施方式二：
在用电设备上设置信号发射组件，当用电设备开启时，信号发射组件向控制端发射信号，关闭时则停止发射。
本发明中，实施方式一和二可以并存，也可以择一。
本发明中，通信连接为本领域技术人员容易理解的内容，本领域技术人员可以依据需求自行设置。
一控制端，与断路器、用电反馈模块和通信反馈模块配合设置，用于获得用电反馈模块和通信反馈模块的数据对断路器进行控制。
本发明中，控制端实际为控制平台端，用于配置用电设备，获取用电设备的用电信息和开关信息，并基于用电信息和开关信息进行用电管理，正常则用电设备持续工作，否则强制通过断开断路器关闭用电设备，保证了用电设备的使用安全。
本发明还涉及一种所述的基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***的用电设备保护方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：在控制端逐次配置用电设备；
所述步骤1中，将用电设备的ID、IP和端口配置到控制端；
控制端发送验证数据包至用电设备，用电设备返回验证数据包中的标识内容至控制端，则配置成功，否则重新配置。
对配置成功的用电设备获取额定工作电流、额定工作电压和额定工作功率并存入数据库作为电流指纹。
本发明中，用电设备的配置内容包括但不限于ID、IP和端口，主要用于完成控制端和用电设备间的互认，且双方可以接受对方发出的信息、向对方发出信息。
本发明中，验证数据包一般为加密序列，当配合手机或PC进行配置时，可以向手机或PC发送秘钥，解密后，用电设备获得加密序列中的标识内容，用电设备将标识内容发送至控制端后，不仅可以互认，配置成功，同时还可以绑定手机或PC，便于后台管理。
步骤2：任一已配置的用电设备启动，通信反馈模块反馈至控制端，控制端分配工作内存，开始监控；
步骤3：控制端通过用电反馈模块实时获得当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率；
本发明中，用电设备启动，用电设备通过通信反馈模块发送工作信息至控制端，控制端开始监控用电设备的用电情况，包括但不限于获得当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率。
步骤4：若当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率与配置的用电设备的信息不符，则控制端直接控制断路器将当前用电设备断开，否则重复步骤3。
本发明中，在实际监控过程中，当用电设备的工作电流、工作电压和工作功率与电流指纹信息不符时，至少说明其未工作在正常状态，故首先处理断开并发送通知至用户；用户判断用电设备的状态，若其实际状态为正常，则需要修改其电流指纹，或为其配置浮动范围值。
控制端每隔预设时间发送心跳包至未在监测中的用电设备，若任一用电设备返回预设信息，则通知关注当前用电设备。
本发明中，用电设备开启后，会发送信号至控制端，但若控制端始终未检测到其用电数据，则说明用电反馈模块可能存在异常，故需要每隔预设时间发送心跳包至未在监测中的用电设备，返回预设信息的情况下，需要进行关注，如在雷雨环境下，应当将其断电，而不是处于待机状态中。
Claims (9)
1.一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***，所述***配合用电设备设置，其特征在于：所述***包括：
一断路器，与一个或多个用电设备配合，用于将工作的用电设备接入线路并在判断到非正常的用电设备后对其进行断开；
一用电反馈模块，用于获取当前一个或多个用电设备的电流指纹；
一通信反馈模块，用于获取当前一个或多个用电设备的接入或断开的状态；
一控制端，与断路器、用电反馈模块和通信反馈模块配合设置，用于获得用电反馈模块和通信反馈模块的数据对断路器进行控制；
在控制端逐次配置用电设备；任一已配置的用电设备启动，通信反馈模块反馈至控制端，控制端分配工作内存，开始监控；通信反馈模块直接在MCU中配置通信单元与控制端进行通信，通信单元仅向控制端输送用电设备开启或关闭的单电平信号，和/或在用电设备上设置信号发射组件，当用电设备开启时，信号发射组件向控制端发射信号；
控制端通过用电反馈模块实时获得当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率；若当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率与配置的用电设备的信息不符，则控制端直接控制断路器将当前用电设备断开，发送通知至用户，用户判断用电设备的状态，若其实际状态为正常，则修改其电流指纹，或为其配置浮动范围值。
2.根据权利要求1所述的一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***，其特征在于：所述用电反馈模块包括配合任一用电设备设置的采样单元，所述采样单元连接有放大单元和MCU，所述MCU与控制端配合设置。
3.根据权利要求2所述的一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***，其特征在于：所述采样单元、放大单元和MCU设于控制板上。
4.根据权利要求3所述的一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***，其特征在于：所述通信反馈模块包括配合MCU设置的通信单元。
5.根据权利要求1所述的一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***，其特征在于：所述通信反馈模块包括设于用电设备上的信号发射组件，所述信号发射组件与控制端配合设置。
6.一种权利要求1~5之一所述的基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***的用电设备保护方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：在控制端逐次配置用电设备；
步骤2：任一已配置的用电设备启动，通信反馈模块反馈至控制端，控制端分配工作内存，开始监控；
步骤3：控制端通过用电反馈模块实时获得当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率；
步骤4：若当前用电设备的工作电流、工作电压和工作功率与配置的用电设备的信息不符，则控制端直接控制断路器将当前用电设备断开，否则重复步骤3。
7.根据权利要求6所述的一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***的用电设备保护方法，其特征在于：所述步骤1中，将用电设备的ID、IP和端口配置到控制端；
控制端发送验证数据包至用电设备，用电设备返回验证数据包中的标识内容至控制端，则配置成功，否则重新配置。
8.根据权利要求7所述的一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***的用电设备保护方法，其特征在于：对配置成功的用电设备获取额定工作电流、额定工作电压和额定工作功率并存入数据库作为电流指纹。
9.根据权利要求6所述的一种基于AIoT和电流指纹的用电设备保护***的用电设备保护方法，其特征在于：控制端每隔预设时间发送心跳包至未在监测中的用电设备，若任一用电设备返回预设信息，则通知关注当前用电设备。
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