CN106647467B - 一种电力数据信息云端综合监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力数据信息云端综合监控系统，包括：服务器及多个与服务器通信连接的数据获取终端；系统的获取电能信息及时，精确度高、实时性好、传输速度快；电能统计过程全自动，保证可靠性的同时节省了人力资源；电能统计具有针对性，使运维人员及时了解电网各个用电户的用电情况。避免了仅靠增加抄表人员、延长抄表时间、增加抄表次数。利于系统的健康稳定发展。

Description

一种电力数据信息云端综合监控系统

技术领域

本发明涉及电能统计领域，尤其涉及一种电力数据信息云端综合监控系统。

背景技术

IC卡预付费方式是用户先购电，然后用电的一种方式，够买的电量从电力局到用户的载体是IC卡，抄表人员不需要到用户处，采用这种抄表方式的地方有大部分的二级城市和部分的一级城市。远程抄表方式就是监控中心通过远程通信系统(例如公用电话网、电力线载波、数据网等)自动获取远程仪表数据的方式。

随着国民经济的飞速发展，“一户一表”政策的实施以及多种电价制度的执行，常规抄表方式的质量和效率问题也逐渐暴露出来。人工抄表已明显跟不上社会的步伐，一是不能实时的检测设备的工作状态，二是人工处理数据效率太低，容易出错，数据不容易统计；IC卡电表开放的读写窗口，易受外界攻击，造成控制系统失效，还有很容易被解密，造成假卡泛滥，给物业管理部门和国家带来巨大的损失。这些问题，仅靠增加抄表人员、延长抄表时间、增加抄表次数，不仅无济于问题的解决，而且会造成整个供电部门成本上升、效益下降、管理混乱，不利于系统的健康稳定发展。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种电力数据信息云端综合监控系统，包括：服务器及多个与服务器通信连接的数据获取终端；

服务器包括：基础单元、中间单元以及应用单元；

基础单元用于通过广域网络向电能计量管理人员提供虚拟机、存储空间、网络连接及防火墙；电能计量管理人员在基础层的基础上运行操作系统和应用程序；

中间单元用于为系统提供运行环境，支持软件的安装、卸载、运行，支持系统以实例化方式运行；设置电能计量管理人员的权限；提供电力电能数据信息的消息总线，把邮件、短信、站内消息抽象为电力电能数据信息统一消息服务，通过工控机及终端机调用电力电能数据信息消息，并实现发送或接收电力电能数据信息消息；对电力电能数据信息进行管理服务，提供电力电能数据信息发布平台，为电力电能数据信息提供缓存，对电力电能数据信息均进行缓存，利用缓存提高电力电能数据信息储取性能；提供全监控区域的电力电能数据信息索引库，实现全监控区域电力电能数据信息检索，同时实现索引和检索的可定制化，随时添加新的可检索数据；提供可视化模板定制服务；

应用单元包括：中央处理器、服务器通信模块、数据统计模块、地址设置模块、系统数据库、显示屏、电能阈值设置模块；

电能阈值设置模块用于设置每个用电户的电能使用阈值；

中央处理器用于将数据获取终端发送的数据信息进行整理，并对数据获取终端发送的数据信息与设置的电能使用阈值进行对比形成资源统计信息以及将数据获取终端发送的数据信息与所对应往期使用数据获取终端数据进行对比形成资源统计信息，并将资源统计信息反馈至数据获取终端，通过显示屏显示，当用电户的使用电能超出设置的电能使用阈值时，通过服务器通信模块向该数据获取终端发出超阈值控制指令；

所述服务器通信模块用于使服务器与每个数据获取终端之间通过蓝牙或者zigbee或WIFI或光缆的形式通信连接，共享数据库储存的数据信息，对网拓扑管理、数据获取终端管理、网络性能管理；

所述数据统计模块用于从数据角度同时整合用电户的用电数据、用电时段、用电时间通过线路、表格、图形的展现形式进行有机整合，通过对数据的可视化管理，让所有数据关键参数在显示屏上显示，辅助运维人员了解用电状况，对电力系统进行跟踪管理；

地址设置模块用于对每个数据获取终端设置唯一的地址，使服务器通过地址查询每个数据获取终端的数据信息，或向每个数据获取终端发送数据信息、或接收每个数据获取终端发送的数据信息；

所述系统数据库用于采用Oracle存储平台来进行系统的数据存储，并对应保存每个数据获取终端发送的历史数据，生成相应的趋势分析报告，进行保存；

数据获取终端包括：处理器，电压采集模块，存储器，无线发送模块，电流采集模块、电能计算模块、供电电池、继电器、滤波电路、信号放大电路；

继电器、电压采集模块，存储器，无线发送模块，电流采集模块、电能计算模块分别与处理器连接；

电压采集模块设置在用电户总开关的出线端，电压采集模块用于出线端的电压，并将电压值传输给处理器；电流采集模块设置在用电户总开关的出线端，电流采集模块用于采集出线端的电流，并将电流值传输给处理器；

继电器分别与处理器和用电户总开关连接；

电压采集模块和电流采集模块分别与电能计算模块连接，用于根据采集的出线端电压和电流计算出用电户的电能，并将电能传输给处理器；

处理器用于将获取的用电户的电压值，电流值以及电能，并将获取的电压值，电流值以及电能值经过滤波电路和信号放大电路后，通过无线发送模块发送至服务器，同时将数据信息存储至存储器以及用于接收服务器发送的超阈值控制指令，根据接收的超阈值控制指令，控制继电器动作，使继电器控制用电户总开关断开；

电压采集模块包括：第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第七电容C7；

第四电阻R4与第五电阻R5组成串联电路，且第四电阻R4与第五电阻R5之间接地；第四电阻R4与第五电阻R5组成的串联电路第一端，第三电阻R3的第一端，第六电阻R6的第一端接电压采集模块检测正极；第四电阻R4与第五电阻R5组成的串联电路第二端，第七电阻R7的第一端，第三电阻R3的第二端接电压采集模块检测负极；第六电阻R6的第二端，第七电容C7的第一端接电压采集模块输出正极，第七电阻R7的第二端，第七电容C7的第二端接电压采集模块输出负极；

电流采集模块包括：第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第八电容C8；

第八电阻R8第一端接电流采集模块检测正极，第十电阻R10，第十一电阻R11组成串联电路，且第十电阻R10，第十一电阻R11之间接地；第十电阻R10，第十一电阻R11组成的串联电路第一端，第八电阻R8第二端，第九电阻R9的第一端，第十二电阻R12的第一端连接在一起；

第十电阻R10，第十一电阻R11组成的串联电路第二端，第九电阻R9的第二端，第十三电阻R13的第一端接电压采集模块检测负极；

第十二电阻R12的第二端，第八电容C8的第一端接电流采集模块输出正极，第八电容C8的第二端，第十三电阻R13的第二端接电流采集模块输出负极；

电能计算模块包括：CS5463单相电能芯片，晶振X2，第二电阻R2，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6；

CS5463单相电能芯片的第九脚接电压采集模块输出正极，第十脚接电压采集模块输出负极；第十六脚接电流采集模块输出正极，第十五脚接电流采集模块输出负极，晶振X2两端分别与CS5463单相电能芯片的第一脚和第二十四脚连接；CS5463单相电能芯片的第三脚接通过第二电阻R2接电源，第四电容C4与第五电容C5并列，第四电容C4与第五电容C5并列的第一端接第二电阻R2和电源，第四电容C4与第五电容C5并列的第二端接地；CS5463单相电能芯片的第十一脚和第十二脚接地；

供电电池的输出端通过变压电路和稳压电路给数据获取终端内部元件供电；

稳压电路包括：第四二极管D4，第二十一电容C21，第二十二电容C22，稳压芯片，漏电保护器F1，第五二极管D5，第二十三电容C23，第二十四电容C24，第四十一电阻R41，第一发光二极管D1；

稳压电路输入端一连接第四二极管D4正极，第四二极管D4负极，第二十一电容C21第一端，第二十二电容C22第一端，稳压芯片一脚连接在一起；稳压芯片二脚通过漏电保护器F1连接在一起，第五二极管D5负极，第二十三电容C23第一端，第二十四电容C24第一端，第四十一电阻R41第一端，电源；第四十一电阻R41第二端通过第一发光二极管D1接地；第二十一电容C21第二端，第二十二电容C22第二端，稳压芯片二脚，第五二极管D5正极，第二十三电容C23第二端，第二十四电容C24第二端接地；

继电器包括：第四十二电阻R42，第四十三电阻R43，第四十四电阻R44，第四十五电阻R45，第二十七电容C27，第二十八电容C28，第二二极管D2，三极管Q，动作线圈；

动作线圈的一触点通过第四十二电阻R42接电源；动作线圈的二触点接有转换开关，转换开关在动作线圈的一触点和三触点之间转换；动作线圈的二触点分别连接处理器的ADC脚以及通过第二十七电容C27接地；动作线圈的四触点和动作线圈的五触点之间连接有控制切换开关的控制线圈；动作线圈的五触点，第二二极管D2负极端，第二十八电容C28第一端接电源；动作线圈的四触点，第二二极管D2正极端，第二十八电容C28第二端，三极管Q集电极连接在一起；三极管Q发射极接地，三极管Q基极通过第四十四电阻R44接处理器的RELAY2脚，通过第四十五电阻R45接地；第二二极管D2具有反向保护作用；

滤波电路包括：滤波第一电容、滤波第二电容、滤波第三电容、滤波第四电容、滤波第五电容、滤波第一电阻、滤波第二电阻、滤波第三电阻、滤波第四电阻、滤波第五电阻、滤波第六电阻、滤波二极管一、滤波二极管二、滤波运放器一、滤波运放器二；

滤波第一电阻第一端、滤波二极管一负极、滤波二极管二正极与滤波第二电阻第一端连接；滤波第一电阻第二端，滤波二极管一正极，滤波二极管二负极，滤波第一电容第一端同时接地；滤波第二电阻第二端，滤波第一电容第二端，滤波第三电阻第一端连接；滤波第三电阻第二端，滤波第二电容第一端，滤波第四电阻第一端连接在一起，滤波第四电阻第二端，滤波第三电容第一端，滤波运放器一正极输入端连接在一起，滤波第三电容第二端接地；滤波运放器一负极输入端，滤波运放器一输出端，滤波第二电容第二端，滤波第五电阻第一端连接在一起；滤波第五电阻第二端，滤波第四电容，滤波第六电阻连接在一起，并通过滤波第四电容接地；滤波第六电阻接滤波运放器二的正极输入端；滤波运放器二的负极输入端，滤波运放器二的输出端，滤波第四电容连接在一起；滤波运放器一、滤波运放器二分别连接5V电源；

信号放大电路包括：三极管Q11、三极管Q12、电阻R111、电阻R112；

三极管Q11的集电极和三极管Q12的集电极、二极管VD的阳极分别与水平度传感器连接，二极管VDfd的阴极连接电源；二极管VD连接电源起到稳流、续流作用；三极管Q12的发射极接地；三极管Q11的发射极通过电阻R112与信号滤波模块连接，三极管Q11的基极和三极管Q12的基极通过电阻R111与信号滤波模块连接；三极管Q11、三极管Q12起到信号双重放大的作用。

优选地，数据获取终端还包括：电压调节电路；

供电电池通过电压调节电路给处理器供电；

电压调节电路包括：电源接口，第一稳压芯片，第二稳压芯片，第一电容，第二电容，第三电容，第四电容，第五电容，第六电容；

电源接口三脚连接第一电容第一端，第一稳压芯片一号脚；第一稳压芯片二号脚连接第三电容第一端，第五电容第一端及5v输出端；

电源接口一脚连接第二电容第一端，第二稳压芯片一号脚；第一稳压芯片三号脚连接第四电容第一端，第六电容第一端及-5v输出端；

电源接口二脚连接第一电容第二端，第一稳压芯片三号脚，第三电容第二端，第五电容第二端，第二电容第二端，第二稳压芯片一号脚，第四电容第二端，第六电容第二端接大地。

优选地，服务器还包括：安全防护模块、身份认证安全模块；

安全防护模块用于将服务器设备安置在专用的机房，具有良好的电磁兼容工作环境，防护包括防磁、防尘、防静电、防雷保护、防水、防火，防止电磁泄漏；设备具有冗余后备系统；具有UPS 后备电源；电源具有接地装置；

身份认证安全模块用于使系统安全包括统一身份认证，统一权限管理，包括系统软件和应用软件应具有访问控制功能，包括角色权限控制、用户登录访问控制、文件属性安全控制、目录级安全控制；系统数据库和应用按照预设的期限进行完全备份，使用基于PKI-CA 体系的数字证书实现电力数据信息应用系统的用户身份验证、数字签名功能。

优选地，处理器采用atmega16单片机。

优选地，服务器还包括：检索模块；

检索模块用于提供系统索引库，实现系统信息一站式检索，实现检索输入和检索输出的定制化，根据管理员添加检索数据；检索基于EAP 平台的基础服务。

优选地，应用单元还包括：实时数据显示模块、历史数据查询模块、数据动态分析模块、数据报表生成和下载模块

实时数据显示模块用于自动实时刷新服务器获取的数据，对数据获取终端实时发送到服务器的数据通过显示器进行实时显示；

历史数据查询模块用于通过选择查询起始日期和中止日期和在服务器的数据获取终端列表中选定数据获取终端，实现对任意数据获取终端数据的任意历史阶段的信息查询；

数据动态分析模块用于对实时和历史数据的基于图形曲线的分析，通过选择某一数据获取终端，通过显示器自动显示该数据获取终端所采集到的所有数据信息，并提供选择显示一天，或者一星期，或者一个月的数据，自动生成其数据分析曲线；

数据报表生成和下载模块用于对数据获取终端的数据导出及格式转换，通过选定数据获取终端，起始日期和中止日期，以实现对任一数据获取终端的任一历史阶段数据的数据格式转换，实现数据导出下载为预设的格式。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

系统的获取电能信息及时，精确度高、实时性好、传输速度快；电能统计过程全自动，保证可靠性的同时节省了人力资源；电能统计具有针对性，使运维人员及时了解电网各个用电户的用电情况。避免了仅靠增加抄表人员、延长抄表时间、增加抄表次数。利于系统的健康稳定发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为电力数据信息云端综合监控系统的整体示意图；

图2为服务器的示意图；

图3为数据获取终端的示意图；

图4 电压采集模块电路图；

图5电流采集模块电路图；

图6电能计算模块电路图；

图7为稳压电路电路图；

图8继电器电路图；

图9为滤波电路电路图；

图10为信号放大电路电路图；

图11为电压调节电路电路图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本发明提供一种电力数据信息云端综合监控系统，如图1至11所示，包括：服务器1及多个与服务器1通信连接的数据获取终端2；

服务器1包括：基础单元11、中间单元12以及应用单元13；

基础单元11用于通过广域网络向电能计量管理人员提供虚拟机、存储空间、网络连接及防火墙；电能计量管理人员在基础层的基础上运行操作系统和应用程序；

中间单元12用于为系统提供运行环境，支持软件的安装、卸载、运行，支持系统以实例化方式运行；设置电能计量管理人员的权限；提供电力电能数据信息的消息总线，把邮件、短信、站内消息抽象为电力电能数据信息统一消息服务，通过工控机及终端机调用电力电能数据信息消息，并实现发送或接收电力电能数据信息消息；对电力电能数据信息进行管理服务，提供电力电能数据信息发布平台，为电力电能数据信息提供缓存，对电力电能数据信息均进行缓存，利用缓存提高电力电能数据信息储取性能；提供全监控区域的电力电能数据信息索引库，实现全监控区域电力电能数据信息检索，同时实现索引和检索的可定制化，随时添加新的可检索数据；提供可视化模板定制服务；

应用单元13包括：中央处理器14、服务器通信模块15、数据统计模块16、地址设置模块17、系统数据库18、显示屏19、电能阈值设置模块20；

电能阈值设置模块20用于设置每个用电户的电能使用阈值；

中央处理器14用于将数据获取终端发送的数据信息进行整理，并对数据获取终端发送的数据信息与设置的阈值进行对比形成资源统计信息以及将数据获取终端发送的数据信息与所对应往期使用数据获取终端数据进行对比形成资源统计信息，并将资源统计信息反馈至数据获取终端，通过显示屏显示，当用电户的使用电能超出设置的电能使用阈值时，通过服务器通信模块向该数据获取终端发出超阈值控制指令；

所述服务器通信模块15用于使服务器与每个数据获取终端之间通过WIFI或者zigb ee或蓝牙或光缆的形式通信连接，共享数据库储存的数据信息，对网拓扑管理、数据获取终端管理、网络性能管理；

所述数据统计模块16用于从数据角度同时整合用电户的用电数据、用电时段、用电时间通过线路、表格、图形的展现形式进行有机整合，通过对数据的可视化管理，让所有数据关键参数在显示屏上显示，辅助运维人员了解用电状况，对电力系统进行跟踪管理；

地址设置模块17用于对每个数据获取终端设置唯一的地址，使服务器通过地址查询每个数据获取终端的数据信息，或向每个数据获取终端发送数据信息、或接收每个数据获取终端发送的数据信息；

所述系统数据库18用于采用Oracle存储平台来进行系统的数据存储，并对应保存每个数据获取终端发送的历史数据，生成相应的趋势分析报告，进行保存；

数据获取终端2包括：处理器21，电压采集模块3，存储器23，无线发送模块24，电流采集模块4、电能计算模块22、供电电池26、继电器25、滤波电路27、信号放大电路28；

继电器25、电压采集模块，存储器，无线发送模块，电流采集模块、电能计算模块分别与处理器连接；

电压采集模块3设置在用电户总开关5的出线端，电压采集模块用于出线端的电压，并将电压值传输给处理器；电流采集模块设置在用电户总开关5的出线端，电流采集模块4用于采集出线端的电流，并将电流值传输给处理器；

继电器分别与处理器和用电户总开关连接；

电压采集模块3和电流采集模4块分别与电能计算模块连接，用于根据采集的出线端电压和电流计算出用电户的电能，并将电能传输给处理器；

处理器21用于将获取的用电户的电压值，电流值以及电能，并将获取的电压值，电流值以及电能值经过滤波电路27和信号放大电路28后，通过无线发送模块发送至服务器，同时将数据信息存储至存储器以及用于接收服务器发送的超阈值控制指令，根据接收的超阈值控制指令，控制继电器动作，使继电器控制用电户总开关断开；

电压采集模块包括：第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第七电容C7；

第四电阻R4与第五电阻R5组成串联电路，且第四电阻R4与第五电阻R5之间接地；第四电阻R4与第五电阻R5组成的串联电路第一端，第三电阻R3的第一端，第六电阻R6的第一端接电压采集模块检测正极；第四电阻R4与第五电阻R5组成的串联电路第二端，第七电阻R7的第一端，第三电阻R3的第二端接电压采集模块检测负极；第六电阻R6的第二端，第七电容C7的第一端接电压采集模块输出正极，第七电阻R7的第二端，第七电容C7的第二端接电压采集模块输出负极；

电流采集模块包括：第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第八电容C8；

第八电阻R8第一端接电流采集模块检测正极，第十电阻R10，第十一电阻R11组成串联电路，且第十电阻R10，第十一电阻R11之间接地；第十电阻R10，第十一电阻R11组成的串联电路第一端，第八电阻R8第二端，第九电阻R9的第一端，第十二电阻R12的第一端连接在一起；

第十电阻R10，第十一电阻R11组成的串联电路第二端，第九电阻R9的第二端，第十三电阻R13的第一端接电压采集模块检测负极；

第十二电阻R12的第二端，第八电容C8的第一端接电流采集模块输出正极，第八电容C8的第二端，第十三电阻R13的第二端接电流采集模块输出负极；

电能计算模块包括：CS5463单相电能芯片，晶振X2，第二电阻R2，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6；

CS5463单相电能芯片的第九脚接电压采集模块输出正极，第十脚接电压采集模块输出负极；第十六脚接电流采集模块输出正极，第十五脚接电流采集模块输出负极，晶振X2两端分别与CS5463单相电能芯片的第一脚和第二十四脚连接；CS5463单相电能芯片的第三脚接通过第二电阻R2接电源，第四电容C4与第五电容C5并列，第四电容C4与第五电容C5并列的第一端接第二电阻R2和电源，第四电容C4与第五电容C5并列的第二端接地；CS5463单相电能芯片的第十一脚和第十二脚接地。

供电电池连接有变压电路和稳压电路，供电电池的输出端通过变压电路和稳压电路给数据获取终端内部元件供电；

稳压电路包括：第四二极管D4，第二十一电容C21，第二十二电容C22，稳压芯片，漏电保护器F1，第五二极管D5，第二十三电容C23，第二十四电容C24，第四十一电阻R41，第一发光二极管D1；

稳压电路输入端一连接第四二极管D4正极，第四二极管D4负极，第二十一电容C21第一端，第二十二电容C22第一端，稳压芯片一脚连接在一起；稳压芯片二脚通过漏电保护器F1连接在一起，第五二极管D5负极，第二十三电容C23第一端，第二十四电容C24第一端，第四十一电阻R41第一端，电源；第四十一电阻R41第二端通过第一发光二极管D1接地；第二十一电容C21第二端，第二十二电容C22第二端，稳压芯片二脚，第五二极管D5正极，第二十三电容C23第二端，第二十四电容C24第二端接地；

继电器包括：第四十二电阻R42，第四十三电阻R43，第四十四电阻R44，第四十五电阻R45，第二十七电容C27，第二十八电容C28，第二二极管D2，三极管Q，动作线圈；

动作线圈的一触点通过第四十二电阻R42接电源；动作线圈的二触点接有转换开关，转换开关在动作线圈的一触点和三触点之间转换；动作线圈的二触点分别连接处理器的ADC脚以及通过第二十七电容C27接地；动作线圈的四触点和动作线圈的五触点之间连接有控制切换开关的控制线圈；动作线圈的五触点，第二二极管D2负极端，第二十八电容C28第一端接电源；动作线圈的四触点，第二二极管D2正极端，第二十八电容C28第二端，三极管Q集电极连接在一起；三极管Q发射极接地，三极管Q基极通过第四十四电阻R44接处理器的RELAY2脚，通过第四十五电阻R45接地；第二二极管D2具有反向保护作用。

低通滤波器包括：滤波第一电容Cb1、滤波第二电容Cb2、滤波第三电容Cb3、滤波第四电容Cb4、滤波第五电容Cb5、滤波第一电阻Rb1、滤波第二电阻Rb2、滤波第三电阻Rb3、滤波第四电阻Rb4、滤波第五电阻Rb5、滤波第六电阻Rb6、滤波二极管一DB1、滤波二极管二DB2、滤波运放器一44、滤波运放器二45；

滤波第一电阻第一端、滤波二极管一负极、滤波二极管二正极与滤波第二电阻第一端连接；滤波第一电阻第二端，滤波二极管一正极，滤波二极管二负极，滤波第一电容第一端同时接地；滤波第二电阻第二端，滤波第一电容第二端，滤波第三电阻第一端连接；滤波第三电阻第二端，滤波第二电容第一端，滤波第四电阻第一端连接在一起，滤波第四电阻第二端，滤波第三电容第一端，滤波运放器一正极输入端连接在一起，滤波第三电容第二端接地；滤波运放器一负极输入端，滤波运放器一输出端，滤波第二电容第二端，滤波第五电阻第一端连接在一起；滤波第五电阻第二端，滤波第四电容，滤波第六电阻连接在一起，并通过滤波第四电容接地；滤波第六电阻接滤波运放器二的正极输入端；滤波运放器二的负极输入端，滤波运放器二的输出端，滤波第四电容连接在一起；滤波运放器一、滤波运放器二分别连接5V电源；

信号放大电路包括：三极管Q11、三极管Q12、电阻R111、电阻R112；

三极管Q11的集电极和三极管Q12的集电极、二极管VD的阳极分别与水平度传感器连接，二极管VDfd的阴极连接电源；二极管VD连接电源起到稳流、续流作用；三极管Q12的发射极接地；三极管Q11的发射极通过电阻R112与信号滤波模块连接，三极管Q11的基极和三极管Q12的基极通过电阻R111与信号滤波模块连接；三极管Q11、三极管Q12起到信号双重放大的作用。

本实施例中，数据获取终端还包括：电压调节电路；供电电池通过电压调节电路给处理器供电；供电电池给其他元件供电时可以通过变压电路和稳压电路进行输出供电。这里是为了保证处理器稳定的运行。

电压调节电路包括：电源电路包括：第一电容Czd1，第二电容Czd2，第三电容Czd3，第四电容Czd4，第五电容Czd5，第六电容Czd6，电源接口43，第一稳压芯片41，第二稳压芯片42，

电源接口三脚连接第一电容第一端，第一稳压芯片一号脚；第一稳压芯片二号脚连接第三电容第一端，第五电容第一端及5v输出端；

电源接口一脚连接第二电容第一端，第二稳压芯片一号脚；第一稳压芯片三号脚连接第四电容第一端，第六电容第一端及-5v输出端；

电源接口二脚连接第一电容第二端，第一稳压芯片三号脚，第三电容第二端，第五电容第二端，第二电容第二端，第二稳压芯片一号脚，第四电容第二端，第六电容第二端接大地。

服务器还包括：安全防护模块、身份认证安全模块；

安全防护模块用于将服务器设备安置在专用的机房，具有良好的电磁兼容工作环境，防护包括防磁、防尘、防静电、防雷保护、防水、防火，防止电磁泄漏；设备具有冗余后备系统；具有UPS 后备电源；电源具有接地装置；

身份认证安全模块用于使系统安全包括统一身份认证，统一权限管理，包括系统软件和应用软件应具有访问控制功能，包括角色权限控制、用户登录访问控制、文件属性安全控制、目录级安全控制；系统数据库和应用按照预设的期限进行完全备份，使用基于PKI-CA 体系的数字证书实现电力数据信息应用系统的用户身份验证、数字签名功能。

处理器采用atmega16单片机

本实施例中，服务器还包括：检索模块；检索模块用于提供系统索引库，实现系统信息一站式检索，实现检索输入和检索输出的定制化，根据管理员添加检索数据；检索基于EAP 平台的基础服务。

本实施例中，应用单元还包括：实时数据显示模块、历史数据查询模块、数据动态分析模块、数据报表生成和下载模块

实时数据显示模块用于自动实时刷新服务器获取的数据，对数据获取终端实时发送到服务器的数据通过显示器进行实时显示；

历史数据查询模块用于通过选择查询起始日期和中止日期和在服务器的数据获取终端列表中选定数据获取终端，实现对任意数据获取终端数据的任意历史阶段的信息查询；

数据动态分析模块用于对实时和历史数据的基于图形曲线的分析，通过选择某一数据获取终端，通过显示器自动显示该数据获取终端所采集到的所有数据信息，并提供选择显示一天，或者一星期，或者一个月的数据，自动生成其数据分析曲线；

数据报表生成和下载模块用于对数据获取终端的数据导出及格式转换，通过选定数据获取终端，起始日期和中止日期，以实现对任一数据获取终端的任一历史阶段数据的数据格式转换，实现数据导出下载为预设的格式。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种电力数据信息云端综合监控系统，其特征在于，包括：服务器及多个与服务器通信连接的数据获取终端；

服务器包括：基础单元、中间单元以及应用单元；

基础单元用于通过广域网络向电能计量管理人员提供虚拟机、存储空间、网络连接及防火墙；电能计量管理人员在基础层的基础上运行操作系统和应用程序；

中间单元用于为系统提供运行环境，支持软件的安装、卸载、运行，支持系统以实例化方式运行；设置电能计量管理人员的权限；提供电力电能数据信息的消息总线，把邮件、短信、站内消息抽象为电力电能数据信息统一消息服务，通过工控机及终端机调用电力电能数据信息消息，并实现发送或接收电力电能数据信息消息；对电力电能数据信息进行管理服务，提供电力电能数据信息发布平台，为电力电能数据信息提供缓存，对电力电能数据信息均进行缓存，利用缓存提高电力电能数据信息储取性能；提供全监控区域的电力电能数据信息索引库，实现全监控区域电力电能数据信息检索，同时实现索引和检索的可定制化，随时添加新的可检索数据；提供可视化模板定制服务；

应用单元包括：中央处理器、服务器通信模块、数据统计模块、地址设置模块、系统数据库、显示屏、电能阈值设置模块；

电能阈值设置模块用于设置每个用电户的电能使用阈值；

中央处理器用于将数据获取终端发送的数据信息进行整理，并对数据获取终端发送的数据信息与设置的电能使用阈值进行对比形成资源统计信息以及将数据获取终端发送的数据信息与所对应往期使用数据获取终端数据进行对比形成资源统计信息，并将资源统计信息反馈至数据获取终端，通过显示屏显示，当用电户的使用电能超出设置的电能使用阈值时，通过服务器通信模块向该数据获取终端发出超阈值控制指令；

所述服务器通信模块用于使服务器与每个数据获取终端之间通过蓝牙或者zigb ee或WIFI或光缆的形式通信连接，共享数据库储存的数据信息，对网拓扑管理、数据获取终端管理、网络性能管理；

所述数据统计模块用于从数据角度同时整合用电户的用电数据、用电时段、用电时间通过线路、表格、图形的展现形式进行有机整合，通过对数据的可视化管理，让所有数据关键参数在显示屏上显示，辅助运维人员了解用电状况，对电力系统进行跟踪管理；

地址设置模块用于对每个数据获取终端设置唯一的地址，使服务器通过地址查询每个数据获取终端的数据信息，或向每个数据获取终端发送数据信息、或接收每个数据获取终端发送的数据信息；

所述系统数据库用于采用Oracle存储平台来进行系统的数据存储，并对应保存每个数据获取终端发送的历史数据，生成相应的趋势分析报告，进行保存；

数据获取终端包括：处理器，电压采集模块，存储器，无线发送模块，电流采集模块、电能计算模块、供电电池、继电器、滤波电路、信号放大电路；

继电器、电压采集模块，存储器，无线发送模块，电流采集模块、电能计算模块分别与处理器连接；

电压采集模块设置在用电户总开关的出线端，电压采集模块用于出线端的电压，并将电压值传输给处理器；电流采集模块设置在用电户总开关的出线端，电流采集模块用于采集出线端的电流，并将电流值传输给处理器；

继电器分别与处理器和用电户总开关连接；

电压采集模块和电流采集模块分别与电能计算模块连接，用于根据采集的出线端电压和电流计算出用电户的电能，并将电能传输给处理器；

处理器用于将获取的用电户的电压值，电流值以及电能，并将获取的电压值，电流值以及电能值经过滤波电路和信号放大电路后，通过无线发送模块发送至服务器，同时将数据信息存储至存储器以及用于接收服务器发送的超阈值控制指令，根据接收的超阈值控制指令，控制继电器动作，使继电器控制用电户总开关断开；

电压采集模块包括：第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第七电容C7；

第四电阻R4与第五电阻R5组成串联电路，且第四电阻R4与第五电阻R5之间接地；第四电阻R4与第五电阻R5组成的串联电路第一端，第三电阻R3的第一端，第六电阻R6的第一端接电压采集模块检测正极；第四电阻R4与第五电阻R5组成的串联电路第二端，第七电阻R7的第一端，第三电阻R3的第二端接电压采集模块检测负极；第六电阻R6的第二端，第七电容C7的第一端接电压采集模块输出正极，第七电阻R7的第二端，第七电容C7的第二端接电压采集模块输出负极；

电流采集模块包括：第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第八电容C8；

第八电阻R8第一端接电流采集模块检测正极，第十电阻R10，第十一电阻R11组成串联电路，且第十电阻R10，第十一电阻R11之间接地；第十电阻R10，第十一电阻R11组成的串联电路第一端，第八电阻R8第二端，第九电阻R9的第一端，第十二电阻R12的第一端连接在一起；

第十电阻R10，第十一电阻R11组成的串联电路第二端，第九电阻R9的第二端，第十三电阻R13的第一端接电压采集模块检测负极；

第十二电阻R12的第二端，第八电容C8的第一端接电流采集模块输出正极，第八电容C8的第二端，第十三电阻R13的第二端接电流采集模块输出负极；

电能计算模块包括：CS5463单相电能芯片，晶振X2，第二电阻R2，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6；

CS5463单相电能芯片的第九脚接电压采集模块输出正极，第十脚接电压采集模块输出负极；第十六脚接电流采集模块输出正极，第十五脚接电流采集模块输出负极，晶振X2两端分别与CS5463单相电能芯片的第一脚和第二十四脚连接；CS5463单相电能芯片的第三脚接通过第二电阻R2接电源，第四电容C4与第五电容C5并列，第四电容C4与第五电容C5并列的第一端接第二电阻R2和电源，第四电容C4与第五电容C5并列的第二端接地；CS5463单相电能芯片的第十一脚和第十二脚接地；

供电电池的输出端通过变压电路和稳压电路给数据获取终端内部元件供电；

稳压电路包括：第四二极管D4，第二十一电容C21，第二十二电容C22，稳压芯片，漏电保护器F1，第五二极管D5，第二十三电容C23，第二十四电容C24，第四十一电阻R41，第一发光二极管D1；

稳压电路输入端一连接第四二极管D4正极，第四二极管D4负极，第二十一电容C21第一端，第二十二电容C22第一端，稳压芯片一脚连接在一起；稳压芯片二脚通过漏电保护器F1连接在一起，第五二极管D5负极，第二十三电容C23第一端，第二十四电容C24第一端，第四十一电阻R41第一端，电源；第四十一电阻R41第二端通过第一发光二极管D1接地；第二十一电容C21第二端，第二十二电容C22第二端，稳压芯片二脚，第五二极管D5正极，第二十三电容C23第二端，第二十四电容C24第二端接地；

继电器包括：第四十二电阻R42，第四十三电阻R43，第四十四电阻R44，第四十五电阻R45，第二十七电容C27，第二十八电容C28，第二二极管D2，三极管Q，动作线圈；

动作线圈的一触点通过第四十二电阻R42接电源；动作线圈的二触点接有转换开关，转换开关在动作线圈的一触点和三触点之间转换；动作线圈的二触点分别连接处理器的ADC脚以及通过第二十七电容C27接地；动作线圈的四触点和动作线圈的五触点之间连接有控制切换开关的控制线圈；动作线圈的五触点，第二二极管D2负极端，第二十八电容C28第一端接电源；动作线圈的四触点，第二二极管D2正极端，第二十八电容C28第二端，三极管Q集电极连接在一起；三极管Q发射极接地，三极管Q基极通过第四十四电阻R44接处理器的RELAY2脚，通过第四十五电阻R45接地；第二二极管D2具有反向保护作用；

滤波电路包括：滤波第一电容、滤波第二电容、滤波第三电容、滤波第四电容、滤波第五电容、滤波第一电阻、滤波第二电阻、滤波第三电阻、滤波第四电阻、滤波第五电阻、滤波第六电阻、滤波二极管一、滤波二极管二、滤波运放器一、滤波运放器二；

滤波第一电阻第一端、滤波二极管一负极、滤波二极管二正极与滤波第二电阻第一端连接；滤波第一电阻第二端，滤波二极管一正极，滤波二极管二负极，滤波第一电容第一端同时接地；滤波第二电阻第二端，滤波第一电容第二端，滤波第三电阻第一端连接；滤波第三电阻第二端，滤波第二电容第一端，滤波第四电阻第一端连接在一起，滤波第四电阻第二端，滤波第三电容第一端，滤波运放器一正极输入端连接在一起，滤波第三电容第二端接地；

滤波运放器一负极输入端，滤波运放器一输出端，滤波第二电容第二端，滤波第五电阻第一端连接在一起；滤波第五电阻第二端，滤波第四电容，滤波第六电阻连接在一起，并通过滤波第四电容接地；滤波第六电阻接滤波运放器二的正极输入端；滤波运放器二的负极输入端，滤波运放器二的输出端，滤波第四电容连接在一起；滤波运放器一、滤波运放器二分别连接5V电源；

信号放大电路包括：三极管Q11、三极管Q12、电阻R111、电阻R112；

三极管Q11的集电极和三极管Q12的集电极、二极管VD的阳极分别与水平度传感器连接，二极管VDfd的阴极连接电源；二极管VD连接电源起到稳流、续流作用；三极管Q12的发射极接地；三极管Q11的发射极通过电阻R112与信号滤波模块连接，三极管Q11的基极和三极管Q12的基极通过电阻R111与信号滤波模块连接；三极管Q11、三极管Q12起到信号双重放大的作用。

2.根据权利要求1所述的电力数据信息云端综合监控系统，其特征在于，

数据获取终端还包括：电压调节电路；

供电电池通过电压调节电路给处理器供电；

电压调节电路包括：电源接口，第一稳压芯片，第二稳压芯片，第一电容，第二电容，第三电容，第四电容，第五电容，第六电容；

电源接口三脚连接第一电容第一端，第一稳压芯片一号脚；第一稳压芯片二号脚连接第三电容第一端，第五电容第一端及5v输出端；

电源接口一脚连接第二电容第一端，第二稳压芯片一号脚；第一稳压芯片三号脚连接第四电容第一端，第六电容第一端及-5v输出端；

电源接口二脚连接第一电容第二端，第一稳压芯片三号脚，第三电容第二端，第五电容第二端，第二电容第二端，第二稳压芯片一号脚，第四电容第二端，第六电容第二端接大地。

3.根据权利要求1所述的电力数据信息云端综合监控系统，其特征在于，

服务器还包括：安全防护模块、身份认证安全模块；

安全防护模块用于将服务器设备安置在专用的机房，具有良好的电磁兼容工作环境，防护包括防磁、防尘、防静电、防雷保护、防水、防火，防止电磁泄漏；设备具有冗余后备系统；具有UPS 后备电源；电源具有接地装置；

身份认证安全模块用于使系统安全包括统一身份认证，统一权限管理，包括系统软件和应用软件应具有访问控制功能，包括角色权限控制、用户登录访问控制、文件属性安全控制、目录级安全控制；系统数据库和应用按照预设的期限进行完全备份，使用基于PKI-CA体系的数字证书实现电力数据信息应用系统的用户身份验证、数字签名功能。

4.根据权利要求1所述的电力数据信息云端综合监控系统，其特征在于，

处理器采用atmega16单片机。

5.根据权利要求1所述的电力数据信息云端综合监控系统，其特征在于，

服务器还包括：检索模块；

检索模块用于提供系统索引库，实现系统信息一站式检索，实现检索输入和检索输出的定制化，根据管理员添加检索数据；检索基于EAP 平台的基础服务。

6.根据权利要求1所述的电力数据信息云端综合监控系统，其特征在于，

应用单元还包括：实时数据显示模块、历史数据查询模块、数据动态分析模块、数据报表生成和下载模块

实时数据显示模块用于自动实时刷新服务器获取的数据，对数据获取终端实时发送到服务器的数据通过显示器进行实时显示；

历史数据查询模块用于通过选择查询起始日期和中止日期和在服务器的数据获取终端列表中选定数据获取终端，实现对任意数据获取终端数据的任意历史阶段的信息查询；

数据动态分析模块用于对实时和历史数据的基于图形曲线的分析，通过选择某一数据获取终端，通过显示器自动显示该数据获取终端所采集到的所有数据信息，并提供选择显示一天，或者一星期，或者一个月的数据，自动生成其数据分析曲线；

数据报表生成和下载模块用于对数据获取终端的数据导出及格式转换，通过选定数据获取终端，起始日期和中止日期，以实现对任一数据获取终端的任一历史阶段数据的数据格式转换，实现数据导出下载为预设的格式。