CN113300461A - 智能配电箱和智能配电*** - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种智能配电箱和智能配电***，其中智能配电箱包括：至少一个单路载波通信智能开关模块，单路载波通信智能开关模块通过入户空开连接在电力***的被测回路中；单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将电力***传输至服务器，并接收服务器发送的控制指令，根据控制指令控制被测回路的断开或接通。该智能配电箱采用波通信技术，无需额外部署通信线，传输稳定、可靠；智能配电箱可计量用户用电情况，分析用户用电数据，提供对应的节能方案；智能配电箱接收服务器的控制指令，从而实现远程控制电路，方便快捷。

Description

智能配电箱和智能配电***
技术领域
本申请涉及配电箱技术领域，特别是涉及一种智能配电箱和智能配电***。
背景技术
近几年随着物联网技术迅速发展，其在电力配送领域也有应用。智能配电箱即是随物联网技术发展而产生的电力化产品，智能配电箱不仅实现了传统配电箱的配电功能，还可远程控制电路的通断，能达到安全用电、节能等目的。
通信***是智能配电箱中重要组成部分。目前，智能配电箱内的通信***主要采用rs485通信或无线射频通信。但配电箱内采用rs485通信时，需额外增加两根485通信线，使配电箱内的线路更加复杂，空间更加紧张；而采用无线射频通信时，容易相互干扰，从而导致信号差，信号传输不连续，设备容易掉线的情况。
发明内容
基于此，有必要针对目前的智能配电箱通信***布线复杂、容易互相干扰，从而导致信号差的技术问题，提供一种智能配电箱和智能配电***。
本发明提供一种智能配电箱，包括：至少一个单路载波通信智能开关模块，所述单路载波通信智能开关模块通过入户空开连接在电力***的被测回路中；
所述单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将所述电力***传输至服务器，并接收所述服务器发送的控制指令，根据所述控制指令控制所述被测回路的断开或接通。
本发明提供的智能配电箱，包括：至少一个单路载波通信智能开关模块，单路载波通信智能开关模块通过入户空开连接在电力***的被测回路中；单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将电力***传输至服务器，并接收服务器发送的控制指令，根据控制指令控制被测回路的断开或接通。
该智能配电箱采用波通信技术，无需额外部署通信线，传输稳定、可靠；智能配电箱可计量用户用电情况，分析用户用电数据，提供对应的节能方案；智能配电箱接收服务器的控制指令，从而实现远程控制电路，方便快捷。
进一步地，所述单路载波通信智能开关模块包括交流采集模块、电能计量模块、微处理器、载波通信模块和继电开出模块；所述交流采集模块的一端连接所述被测回路，另一端通过所述电能计量模块连接所述微处理器；所述载波通信模块一端连接所述被测回路，另一端连接所述微处理器；所述微处理器通过所述继电开出模块连接所述被测回路；
所述交流采集模块用于采集所述被测回路的电流信号和电压信号；
所述电能计量模块对所述电流信号和电压信号进行处理，得到电力信息，将所述电力信息依次通过所述载波通信模块和所述网关发送至所述服务器；
所述微处理器用于根据所述控制指令通过所述继电开出模块控制所述被测回路的断开或接通。
进一步地，所述交流采集模块包括电流信号采集电路和电压信号采集电路；
所述电流信号采集电路用于采集所述被测回路的电流信号；
所述电压信号采集电路用于采集所述被测回路的电压信号。
进一步地，所述电流信号包括模拟电流信号；所述电流信号采集电路包括依次连接的电流互感器、差分电路和第一RC滤波电路，其中所述电流互感器连接所述被测回路，所述第一RC滤波器连接所述电能计量模块；
所述电流互感器用于采集所述被测回路的模拟电流信号，并将所述模拟电流信号依次通过所述差分电路和所述第一RC滤波电路发送至所述电能计量模块。
进一步地，所述电压信号包括模拟电压信号；所述电压信号采集电路包括依次连接的降压电路和第二RC滤波电路；所述降压电压连接所述被测回路，所述第二RC滤波电路连接所述电能计量模块；
所述降压电路用于采集所述模拟电压信号，并将所述模拟电压信号通过所述第二RC滤波电路发送至所述电能计量模块。
进一步地，，还包括：电源模块；所述电源模块的一端连接所述被测回路，另一端分别连接所述微处理器和所述继电开出模块。
根据上述的智能配电箱，本发明还提供了一种智能配电***。
一种智能配电***，包括网关、服务器和所述智能配电箱；所述单路载波通信智能开关模块通过所述网关连接服务器；
所述单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将所述电力***传输至服务器，并接收所述服务器发送的控制指令，根据所述控制指令控制所述被测回路的断开或接通。
本发明提供的智能配电***由于采用了本发明的智能配电箱，如此便具有相应的效果。因此该智能配电***采用波通信技术，无需额外部署通信线，传输稳定、可靠；智能配电箱可计量用户用电情况，分析用户用电数据，提供对应的节能方案；智能配电箱接收服务器的控制指令，从而实现远程控制电路，方便快捷。
进一步地，还包括：终端设备；所述终端设备连接服务器；
所述终端设备通过所述服务器获取电力信息或发生所述控制指令。
进一步地，所述服务器包括云端服务器。
进一步地，终端设备包括移动终端和/或电脑终端。
附图说明
图1是本发明的智能配电箱的一个实施例图；
图2为本发明的单路载波通信智能开关模块的一个实施例图；
图3为本发明的智能配电***的一个实施例图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1是本发明智能配电箱的一个实施例图。如图1所示，一种智能配电箱，包括：至少一个单路载波通信智能开关模块，单路载波通信智能开关模块通过入户空开连接在电力***的被测回路中；单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将电力***传输至服务器，并接收服务器发送的控制指令，根据控制指令控制被测回路的断开或接通。
具体的，单路载波通信智能开关模块通常设置于智能配电箱中，其数量可以是一个或多个。单路载波通信智能开关模块通常有两个接线端，分别是L火线接线端和N零线接线端，其中L火线接线端通过与入户空开的L火线接线端连接，N零线接线端通过零线排与入户空开的N零线接线端连接，入户空开连接于电力***的被测回路中。另外，单路载波通信智能开关模块与网关连接，然后通过网关与服务器进行信息交互。
单路载波智能开关模块可以采集其所在电力线回路(即被测回路)中的电力信息，然后通过载波通信方式和网关进行信息交换，上传采集到的电力信息至服务器，然后接收服务器发送的控制指令，然后根据控制指令控制被测回路的接通或断开。
其中，电力信息是指与电力相关的数据，包括电压、电流、功率、电能数据等。控制指令是指用来控制被测回路的开启以及关闭。控制指令通常包括闭合电路指令和断开电路指令，其中闭合电路指令用于控制被测回路接通，断开电路指令用于控制被测回路断开。
本发明提供的智能配电箱，包括：至少一个单路载波通信智能开关模块，单路载波通信智能开关模块通过入户空开连接在电力***的被测回路中；单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将电力***传输至服务器，并接收服务器发送的控制指令，根据控制指令控制被测回路的断开或接通。该智能配电箱采用波通信技术，无需额外部署通信线，传输稳定、可靠；智能配电箱可计量用户用电情况，分析用户用电数据，提供对应的节能方案；智能配电箱接收服务器的控制指令，从而实现远程控制电路，方便快捷。
在一个实施例中，请参照图2，单路载波通信智能开关模块包括交流采集模块、电能计量模块、微处理器、载波通信模块和继电开出模块；交流采集模块的一端连接被测回路，另一端通过电能计量模块连接微处理器；载波通信模块一端连接被测回路，另一端连接微处理器；微处理器通过继电开出模块连接被测回路；交流采集模块用于采集被测回路的电流信号和电压信号；电能计量模块对电流信号和电压信号进行处理，得到电力信息，将电力信息依次通过载波通信模块和网关发送至服务器；微处理器用于根据控制指令通过继电开出模块控制被测回路的断开或接通。
具体的，单路载波通信智能开关模块包括载波通信模块、交流采集模块、电能计量模块、微处理器和继电开出模块。单路载波通信智能开关模块通过载波通信模块和其它设备(图中未示出)交互，实现电能信息上传、电路通断控制等功能。
在一个可选的实施方式中，单路载波通信智能开关模块的载波通信模块使用OFDM(正交频分复用)技术，载波频率0.7～12MHz，支持分频段，传输速率可配置，最高可达15Mbps，远高于普通的无线射频通信速率。采用turbo编码技术，实现数据纠错，确保数据传输的准确性。模块接收灵敏度大于100dB。载波通信模块的L、N接线端直接与该单路载波通信智能开关模块测量的电力***中被测回路的L、N连接，RX、TX脚分别与微处理器uart的TX、RX脚相连。发送信息时，微处理器将需要发送的信息通过通用异步收发传输器(uart)发送到载波通信模块，由载波通信模块将该信息调制成0.7～12MHz的高频信号后，将该信号送到被测回路上，经被测回路中的电力线传输给接收信息设备。接收信息时，过程为发送信息过程的逆过程。
其次，交流采集模块主要用于采集被测回路的电压信号和电流信号，然后将电压信号和电路信号发送至电能计量模块。其中，交流采集模块采集的电压信号和电流信号通常都是模拟信号，电能计量模块主要用于将模拟电压信号和模拟电流信号分别转换成数字电压信号和数字电流信号并处理，得到电力信息如电压、电流、电能等。
微处理器综合调度上述除电源模块外的其它模块以完成电能计量、被测回路通断控制、电力信息载波通信发送及远程控制指令接收等功能。可选的，微处理器GPIO口之一经放大电路与继电开出模块连接，继电开出模块中的继电器用于控制被测回路的通断状态。
在一个实施例中，交流采集模块包括电流信号采集电路和电压信号采集电路；电流信号采集电路用于采集被测回路的电流信号；电压信号采集电路用于采集被测回路的电压信号。
在一个实施例中，电流信号包括模拟电流信号；电流信号采集电路包括依次连接的电流互感器、差分电路和第一RC滤波电路，其中电流互感器连接被测回路，第一RC滤波器连接电能计量模块；电流互感器用于采集被测回路的模拟电流信号，并将模拟电流信号依次通过差分电路和第一RC滤波电路发送至电能计量模块。
在一个实施例中，电压信号包括模拟电压信号；电压信号采集电路包括依次连接的降压电路和第二RC滤波电路；降压电压连接被测回路，第二RC滤波电路连接电能计量模块；降压电路用于采集模拟电压信号，并将模拟电压信号通过第二RC滤波电路发送至电能计量模块。
具体的，交流采集模块包含电流信号采集电路和电压信号采集电路，分别用于采集电流信号和电压信号。
其中，电流信号采集电路包含电流互感器、差分电路和第一RC滤波电路，电流互感器将从被测回路中采集到的被测电流按一定的比例转换为小电流模拟信号，该小电流模拟信号经差分电路、第一RC滤波电路处理，然后接入电能计量模块。在本实施例中，采用差分电路和第一RC滤波电路能有效去除环境因素如温度、高频干扰等对上述小电流模拟信号的影响。
电压信号采集电路包含降压电路和第二RC滤波电路，其中降压电路用于采集被测回路中的模拟电压信号，然后对模拟电流信号先经降压电路处理，再经过第二RC滤波电路处理后接入电能计量模块。
在一个实施例中，如图2所示，还包括：电源模块；电源模块的一端连接被测回路，另一端分别连接微处理器和继电开出模块。
具体而言，电源模块用于给载波通信模块、交流采集模块、电能计量模块、微处理器和继电开出模块提供电能。
根据上述的智能配电箱，本发明还提供了一种智能配电***。
一种智能配电***，如图3所示，包括网关、服务器和智能配电箱；单路载波通信智能开关模块通过网关连接服务器；单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将电力***传输至服务器，并接收服务器发送的控制指令，根据控制指令控制被测回路的断开或接通。
在一个实施例中，还包括：终端设备；终端设备连接服务器；终端设备通过服务器获取电力信息或发生控制指令。
在一些实施例中，终端设备包括移动终端和/或电脑终端。
具体的，用户可以使用终端设备访问服务器来获取载波智能开关模块采集到的电力信息，也可发送控制命令到服务器，再由服务器经网关发送至单路载波通信智能开关模块，实现对单路载波通信智能开关模块所在回路的远程通断控制。也可定制个性化方案，由云端服务器自动下发控制命令，实现自动控制、定时控制，以达到节能目的。
另外，终端设备可以是移动终端(例如手机)和/或电脑终端(例如桌面端)，采用多种终端方式可以方便用户控制单路载波通信智能开关模块。
在一个实施例中，服务器包括云端服务器。
可选的，服务器可以是云端服务器。该云端服务器一方面可以用来存储电力信息，另一方面可以用来发生控制指令从而控制单路载波通信智能开关模块所在的电力回路(即被测回路)通断状态。采用云端服务器可以减少服务器的设置，使用非常方便。
本发明提供的智能配电***由于采用了本发明的智能配电箱，如此便具有相应的效果。因此该智能配电***采用波通信技术，无需额外部署通信线，传输稳定、可靠；智能配电箱可计量用户用电情况，分析用户用电数据，提供对应的节能方案；智能配电箱接收服务器的控制指令，从而实现远程控制电路，方便快捷。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能配电箱，其特征在于，包括：至少一个单路载波通信智能开关模块，所述单路载波通信智能开关模块通过入户空开连接在电力***的被测回路中；
所述单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将所述电力***传输至服务器，并接收所述服务器发送的控制指令，根据所述控制指令控制所述被测回路的断开或接通。
2.根据权利要求1所述的智能配电箱，其特征在于，所述单路载波通信智能开关模块包括交流采集模块、电能计量模块、微处理器、载波通信模块和继电开出模块；所述交流采集模块的一端连接所述被测回路，另一端通过所述电能计量模块连接所述微处理器；所述载波通信模块一端连接所述被测回路，另一端连接所述微处理器；所述微处理器通过所述继电开出模块连接所述被测回路；
所述交流采集模块用于采集所述被测回路的电流信号和电压信号；
所述电能计量模块对所述电流信号和电压信号进行处理，得到电力信息，将所述电力信息依次通过所述载波通信模块和所述网关发送至所述服务器；
所述微处理器用于根据所述控制指令通过所述继电开出模块控制所述被测回路的断开或接通。
3.根据权利要求2所述的智能配电箱，其特征在于，所述交流采集模块包括电流信号采集电路和电压信号采集电路；
所述电流信号采集电路用于采集所述被测回路的电流信号；
所述电压信号采集电路用于采集所述被测回路的电压信号。
4.根据权利要求3所述的智能配电箱，其特征在于，所述电流信号包括模拟电流信号；所述电流信号采集电路包括依次连接的电流互感器、差分电路和第一RC滤波电路，其中所述电流互感器连接所述被测回路，所述第一RC滤波器连接所述电能计量模块；
所述电流互感器用于采集所述被测回路的模拟电流信号，并将所述模拟电流信号依次通过所述差分电路和所述第一RC滤波电路发送至所述电能计量模块。
5.根据权利要求3所述的智能配电箱，其特征在于，所述电压信号包括模拟电压信号；所述电压信号采集电路包括依次连接的降压电路和第二RC滤波电路；所述降压电压连接所述被测回路，所述第二RC滤波电路连接所述电能计量模块；
所述降压电路用于采集所述模拟电压信号，并将所述模拟电压信号通过所述第二RC滤波电路发送至所述电能计量模块。
6.根据权利要求1-5所述的智能配电箱，其特征在于，还包括：电源模块；
所述电源模块的一端连接所述被测回路，另一端分别连接所述微处理器和所述继电开出模块。
7.一种智能配电***，包括网关、服务器和权利要求1-6任一项所述智能配电箱；所述单路载波通信智能开关模块通过所述网关连接服务器；
所述单路载波通信智能开关模块用于采集被测回路的电力信息，将通过网关将所述电力***传输至服务器，并接收所述服务器发送的控制指令，根据所述控制指令控制所述被测回路的断开或接通。
8.根据权利要求7所述的智能配电***，其特征在于，还包括：终端设备；所述终端设备连接服务器；
所述终端设备通过所述服务器获取电力信息或发生所述控制指令。
9.根据权利要求7或8所述的智能配电箱，其特征在于，所述服务器包括云端服务器。
10.根据权利要求9所述的智能配电箱，其特征在于，所述终端设备包括移动终端和/或电脑终端。
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