CN201707390U - 带zigbee无线通信功能的电力线路安全监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，旨在提供一种能够进行无线通信的电力线路安全监测仪。它包括电源电路、线序/电压检测电路、MCU单片机、电阻检测电路、LCD显示电路、按键电路和时钟/复位电路，MCU单片机通过电阻检测电路连接需要监测的220V市电，线序/电压检测电路连接220V市电和MCU单片机，LCD显示电路、按键电路和时钟/复位电路分别与MCU单片机连接，电源电路与其它各电路连接，MCU单片机还连接有ZIGBEE无线通信电路。通过ZIGBEE无线通信电路可以将检测到的数据上传到服务器上，不受环境和线缆的限制。本实用新型适用于所有的市电线路的监测。

Description

带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种电力安全监测设备，尤其是涉及一种带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪。

背景技术

合格的电源是一切用电设备正常运行基础，就大多数用户而言，交流电是设备的唯一动力，建筑内的交流电线路是唯一的供电电路。人员触电事故主要是由接地不良、错误接地或无漏电保护装置所造成。电气火灾主要因电弧放电及线缆高阻点产生的高温所引起。设备运行异常多因线缆带载能力不足而出现的欠压、接地不良及中性线对地电压过高导致。实际上，估计80%的交流电质量问题与上述电气线路问题相关。随着国家标准的贯彻执行，人们日益重视用电安全。但在实际工作生活中，由于监控技术和产品的缺乏，人们无法对配电布线网络的安全和质量进行随时随点检测，尤其无法得到量化数据，使得无法对电路的安全和工作隐患进行有效管理。

中华人民共和国国家知识产权局于1999年6月30日公开了授权公告号为CN2326963Y的专利文献，名称是电力负荷监测仪，它由面板、控制部件、壳体等组成，在壳体的内腔中装有控制部件，所述的控制部件中采用PIC16C74单片机进行检测控制，所述的控制部件中还设有RS232接口可与外部计算机进行双向通讯，将检测到的电流、电压的变化值传递给计算机。此方案的不足之处在于通讯时必须采用有线方式，受距离和环境的限制。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在受线缆限制，的技术问题，提供一种采用无线方式，不受线缆限制，受环境和距离影响较小的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，包括电源电路、线序/电压检测电路、MCU单片机、电阻检测电路、LCD显示电路、按键电路和时钟/复位电路， MCU单片机通过电阻检测电路连接需要监测的220V市电，线序/电压检测电路连接220V市电和MCU单片机， LCD显示电路、按键电路和时钟/复位电路分别与MCU单片机连接，电源电路与其它各电路连接，MCU单片机还连接有ZIGBEE无线通信电路。

电源电路为整个电力线路安全监测仪供电。线序/电压检测电路采集被测线路的电压值，同时可以检测线序是否正确。电阻检测电路可以在线路中模拟接入负载，便于检测线路在实际使用情况下的状态。通过按键电路可以设定测量参数，通过LCD显示电路可以显示测量值和当前设定的参数。时钟/复位电路为MCU单片机提供时钟信号和复位信号。ZIGBEE是IEEE 802.15.4协议的代名词，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZIGBEE是一种高可靠的无线数据传输网络，类似于CDMA和GSM网络，通讯距离从标准的75米到几公里，并且支持无限扩展。通过ZIGBEE无线通信电路，电力线路安全监测仪可以与其他节点以及上级服务器连接，并进行数据传输，将采集到的数据传送到监控人员的计算机上，实现远距离无线实时监控。

作为优选，电源电路为220VAC/DC电路， 220VAC/DC电路与220V市电连接。电源电路通过被测线路直接取电，通过变压整流以后得到3V和5V的直流电，为整个电力线路安全监测仪供电，不需要额外加电池。 

作为优选，MCU单片机还连接有存储电路。MCU单片机可以将检测到的数据存储到存储电路中，在不能连接到上级服务器的情况下可以进行多次测量，然后统一上传，最多可以存储127个被测点的数据。并且通过LCD显示电路和按键电路，可以将存储的数据重新显示，方便对比。 

作为优选，线序/电压检测电路为A/D采样电路。通过  A/D采样电路可以检测相零电压的有效值、峰值、波动和零地电压的有效值、峰值、波动，还可以检测相线和零线是否错接或者开路以及地线是否已经连接。

作为优选，电阻检测电路由依次连接的高功率电阻、晶闸管和光耦隔离电路组成，高功率电阻连接被检测的220V市电，光耦隔离电路连接MCU单片机。MCU单片机通过控制光耦隔离电路，进而控制晶闸管，通过晶闸管控制高功率电阻是否接入电路中。当高功率电阻接入电阻中，即可通过线序/电压检测电路获得介入前后的电压值，进而获得线路的降压百分比、相线阻抗和零线阻抗。

本实用新型的带来的有益效果是，能够对交流电路的用电工作状况进行随时检测，通过ZIGBEE网络实时传送检测到的数据，不受环境和线缆的限制，对检测数据进行有效分析，及时发现会导致人员触电、电气火灾、设备运行异常等线路问题，有助发现问题，帮助查明和快速定位故障位置及原因，消除安全隐患，并且能够回溯检测数据，帮助用户实现数据化用电安全和质量的管理，可以直接通过被测电路取电，无需电池等外接电源，可以存储大量数据，方便在没有服务器的情况下使用。

附图说明

附图1是本实用新型的一种电路模块图；

图中：1、电阻检测电路，2、高功率电阻，3、晶闸管，4、光耦隔离电路，5、LCD显示电路，6、按键电路，7、时钟/复位电路，8、存储电路，9、ZIGBEE无线通信电路，10、MCU单片机，11、A/D采样电路，13、220VAC电源入口，14、220VAC/DC电路。 

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，如图1所示，包括电阻检测电路1、LCD显示电路5、按键电路6、时钟/复位电路7、存储电路8、ZIGBEE无线通信电路9、MCU单片机10、线序/电压检测电路和电源电路。MCU单片机10分别与其它各电路连接。电源电路为220VAC/DC电路14,通过220VAC电源入口13直接取电，变压整流后为整个电力线路安全监测仪供电。电阻检测电路1由高功率电阻2、晶闸管3和光耦隔离电路4依次连接而成，高功率电阻2连接220VAC电源入口13，光耦隔离电路4连接MCU单片机10。线序/电压检测电路为A/D采样电路11，与220VAC电源入口13连接。220VAC电源入口为普通三足插头，可以直接检测普通插座的数据。通过  A/D采样电路11可以检测相零电压的有效值、峰值、波动和零地电压的有效值、峰值、波动，还可以检测相线和零线是否错接或者开路以及地线是否已经连接。MCU单片机10通过控制光耦隔离电路4，进而控制晶闸管3，通过晶闸管3控制高功率电阻2是否接入电路中。当高功率电阻2接入电阻中，即可通过线序/电压检测电路获得接入前后的电压值，进而获得线路的降压百分比、相线阻抗和零线阻抗。通过LCD显示电路5和按键电路6可以设定当前检测的插座的序号、监控记录时间，MCU单片机10将上述参数和检测到数据存入存储电路8中，方便统一上传，也可以在检测以后调用查看，存储电路8最多可以存储127个插座的数据。通过ZIGBEE无线通信电路9可以将检测到数据上传到服务器，便于管理人员对整个线路进行监控。

Claims (5)

1.一种带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，包括电源电路、线序/电压检测电路、MCU单片机（10）、电阻检测电路（1）、LCD显示电路（5）、按键电路（6）和时钟/复位电路（7），所述MCU单片机（10）通过所述电阻检测电路（1）连接需要监测的220V市电，所述线序/电压检测电路连接220V市电和所述MCU单片机（10），所述LCD显示电路（5）、所述按键电路（6）和所述时钟/复位电路（7）分别与所述MCU单片机（10）连接，所述电源电路与其它各电路连接，其特征在于，所述MCU单片机（10）还连接有ZIGBEE无线通信电路（9）。

2.根据权利要求1所述的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，其特征在于，所述电源电路为220VAC/DC电路（14），所述220VAC/DC电路（14）与220V市电连接。

3.根据权利要求1所述的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，其特征在于，所述MCU单片机（10）还连接有存储电路（8）。

4.根据权利要求1所述的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，其特征在于，所述线序/电压检测电路为A/D采样电路（11）。

5.根据权利要求1或3所述的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，其特征在于，所述电阻检测电路（1）由依次连接的高功率电阻（2）、晶闸管（3）和光耦隔离电路（4）组成，所述高功率电阻（2）连接被检测的220V市电，所述光耦隔离电路（4）连接MCU单片机（10）。

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