CN107765598A - 一种基于物联网的双供电能耗监控系统 - Google Patents

一种基于物联网的双供电能耗监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的双供电能耗监控系统，包含监控终端以及与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含用于检测电气设备参数的多个智能电表、光耦隔离模块、控制器模块、无线传输模块、USART模块、电源模块，多个智能电表分别通过光耦隔离模块连接控制器模块，通过无线网络的数据传输，有效的提高了效率和准确度，大大的节约了人力资源本发明的备用电池模块：为了防止外部电源意外中断，设计了备用电池模块，在外部电路正常工作时，电池不供电；当外部电源中断，电池立即给系统供电，保证系统正常共作。

Description

一种基于物联网的双供电能耗监控系统
技术领域
本发明属于智能监控领域，尤其涉及一种基于物联网的双供电能耗监控系统。
背景技术
我国大部分城市智能电表一般采用人工抄表管理的方式，寻线人员携带便携式检测设备对各个智能电表，当出现故障，则派工作人员前往修复，然后进行相应处理，这种方式有一定的灵活性和灵敏度，但这种传统的检测方式在时间和空间上存在着许多漏洞，无法及时有效的知晓故障的电表，需要投入大量的人力物力，使用效果欠佳。
以太网指的是将各种信息传感设备，如射频发射器、定位系统、激光扫描器等与互联网结合起来，组成一个巨大的网络。然后，将生活中的所有物品都纳入这个网络，方便识别和管理。通俗地说，互联网的终端是人，而“物联网”的终端是物品，每一件物品都有CPU、网络地址和传感器，物品与物品之间也可以传递信息、发送指令，其主要宗旨是让所有物品与网络连接在一起，系统可以自动的、实时的对物体进行监控、识别、定位、追踪并触发相应事件。物联网的兴起，为智能家居提供了条件。如何通过简化物联网终端设备，最终开发出一套经济实用的支持多终端应用的智能电表物联网平台是非常有意义、有价值的工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于物联网的双供电能耗监控系统，其采用光耦隔离模块，有效地在工业现场由于环境恶劣，在采集信号时，同时要做到隔离。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于物联网的双供电能耗监控系统，包含监控终端以及与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含用于检测电气设备参数的多个智能电表、光耦隔离模块、控制器模块、无线传输模块、USART模块、电源模块，多个智能电表分别通过光耦隔离模块连接控制器模块，所述控制器模块分别与无线传输模块、USART模块、电源模块连接；
所述无线传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网；
电源模块包含市电、EMI滤波模块、电路切换模块、备用电池模块，所述市电依次经过EMI滤波模块、电路切换模块连接备用电池模块。
作为本发明一种基于物联网的双供电能耗监控系统的进一步优选方案，所述光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。
作为本发明一种基于物联网的双供电能耗监控系统的进一步优选方案，所述数据采集终端还包含显示模块、时钟模块和数据存储模块，所述显示模块、时钟模块和数据存储模块分别与控制器模块连接。
作为本发明一种基于物联网的双供电能耗监控系统的进一步优选方案，所述EMI滤波模块包含共模电感、X电容、Y电容与泄放电阻；
所述共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；
X电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；
Y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；
泄放电阻，用于消除在滤波器中出现的静电积累。
作为本发明一种基于物联网的双供电能耗监控系统的进一步优选方案，所述控制器模块采用芯片型号为MSP430F149的微处理器。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明涉及一种基于物联网的双供电能耗监控系统，其具有成本低、易于实现、组网容易等优点，通过485接口连接多个智能电表，将智能电表的读数进行汇总上传至监控终端，通过无线网络的数据传输，有效的提高了效率和准确度，大大的节约了人力资源；
本发明采用光耦隔离模块，有效地在工业现场由于环境恶劣，在采集信号时，同时要做到隔离。
本发明采用EMI滤波模块对交流电处理，包含共模电感、X电容、Y电容与泄放电阻，可以有效滤除电网中的共模与差模干扰，所述共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；X电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；Y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；泄放电阻用于消除在滤波器中出现的静电积累；
本发明的备用电池模块：为了防止外部电源意外中断，设计了备用电池模块，在外部电路正常工作时，电池不供电；当外部电源中断，电池立即给系统供电，保证系统正常共作。
附图说明
图1是本发明的系统结构原理图；
图2是本发明的光耦隔离模块电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种基于物联网的双供电能耗监控系统，包含监控终端以及与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含用于检测电气设备参数的多个智能电表、光耦隔离模块、控制器模块、无线传输模块、USART模块、电源模块，多个智能电表分别通过光耦隔离模块连接控制器模块，所述控制器模块分别与无线传输模块、USART模块、电源模块连接；本发明涉及一种基于物联网的双供电能耗监控系统，其具有成本低、易于实现、组网容易等优点，通过485接口连接多个智能电表，将智能电表的读数进行汇总上传至监控终端，通过无线网络的数据传输，有效的提高了效率和准确度，大大的节约了人力资源；
所述无线传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网；
电源模块包含市电、EMI滤波模块、电路切换模块、备用电池模块，所述市电依次经过EMI滤波模块、电路切换模块连接备用电池模块。本发明的备用电池模块：为了防止外部电源意外中断，设计了备用电池模块，在外部电路正常工作时，电池不供电；当外部电源中断，电池立即给系统供电，保证系统正常共作。
所述光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。本发明采用光耦隔离模块，有效地在工业现场由于环境恶劣，在采集信号时，同时要做到隔离。
所述数据采集终端还包含显示模块、时钟模块和数据存储模块，所述显示模块、时钟模块和数据存储模块分别与控制器模块连接。
所述EMI滤波模块包含共模电感、X电容、Y电容与泄放电阻；
所述共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；
X电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；
Y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；
泄放电阻，用于消除在滤波器中出现的静电积累。
本发明采用EMI滤波模块对交流电处理，包含共模电感、X电容、Y电容与泄放电阻，可以有效滤除电网中的共模与差模干扰，所述共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；X电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；Y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；泄放电阻用于消除在滤波器中出现的静电积累；
如图2所示，所述智能电表与控制器模块之间还设有一光耦隔离模块，所述光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。
所述数据采集终端还包含显示模块、时钟模块和数据存储模块，所述显示模块、时钟模块和数据存储模块分别与控制器模块连接。
所述控制器模块采用芯片型号为MSP430F149的微处理器。这里采用MSP430F149型处理器：供电电压仅1．8～3．6 V，具有16位RISC结构、125 ns指令同周期、多达60 KB FlashROM和2 KB RAM。另外该器件还配有：12位200 kS／s的MD转换器(自带采样保持)、内部温度传感器、具有3个捕获／比较寄存器的16位定时器Timer_A／Timer__B、2个串口(工作于 UART或SPI模式)、6个8位并口(2个具有中断能力)和硬件乘法器，整个电路结构紧凑且高效。其丰富的寻址方式。简洁的内核指令。较高的处理速度，大量的寄存器及数据存储器使之具有强大的处理能力，丰富的器件内外设接口可简化整个电路设计，减少节点功耗和体积，非常适于节点设计。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于物联网的双供电能耗监控系统，其特征在于：包含监控终端以及与其连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含用于检测电气设备参数的多个智能电表、光耦隔离模块、控制器模块、无线传输模块、USART模块、电源模块，多个智能电表分别通过光耦隔离模块连接控制器模块，所述控制器模块分别与无线传输模块、USART模块、电源模块连接；
所述无线传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网；
电源模块包含市电、EMI滤波模块、电路切换模块、备用电池模块，所述市电依次经过EMI滤波模块、电路切换模块连接备用电池模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的双供电能耗监控系统，其特征在于：所述光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的双供电能耗监控系统，其特征在于：所述数据采集终端还包含显示模块、时钟模块和数据存储模块，所述显示模块、时钟模块和数据存储模块分别与控制器模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的双供电能耗监控系统，其特征在于：所述EMI滤波模块包含共模电感、X电容、Y电容与泄放电阻；
所述共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；
X电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；
Y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；
泄放电阻，用于消除在滤波器中出现的静电积累。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的双供电能耗监控系统，其特征在于：所述控制器模块采用芯片型号为MSP430F149的微处理器。
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