CN109300295A - 电力信息系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力信息系统，包括信息采集单元、微处理器、数据存储模块、显示模块、无线通信模块、监控中心、电源模块和报警模块，信息采集单元采集和录入电力设备的信息，将电力设备的信息传输给微处理器，微处理器对电力设备的信息进行处理，将处理后的信息保存到数据存储模块中，同时将处理后的信息发送给显示模块进行显示；电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电阻、第七电阻、第一三极管、第二电阻、第二三极管、第三三极管、第三电阻、第一电感、第二电容、第四电阻、第五电阻、第一稳压二极管、第四三极管、第六电阻和电压输出端。本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域，特别涉及一种电力信息系统。
背景技术
电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。传统电力系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统电力系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的电力信息系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电力信息系统，包括信息采集单元、微处理器、数据存储模块、显示模块、无线通信模块、监控中心、电源模块和报警模块，所述信息采集单元采集和录入电力设备的信息，将所述电力设备的信息传输给所述微处理器，所述微处理器对所述电力设备的信息进行处理，将处理后的信息保存到所述数据存储模块中，同时将所述处理后的信息发送给所述显示模块进行显示，所述微处理器还将所述处理后的信息通过所述无线通信模块传送给所述监控中心，所述电源模块与所述微处理器连接、用于供电，所述报警模块与所述微处理器连接、用于当所述电力设备的信息超过安全值时发出报警；
所述电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电阻、第七电阻、第一三极管、第二电阻、第二三极管、第三三极管、第三电阻、第一电感、第二电容、第四电阻、第五电阻、第一稳压二极管、第四三极管、第六电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第七电阻的一端和第二三极管的发射极连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第一电容的正极和第一电阻的一端连接，所述第一电容的负极接地，所述第一电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极和第三三极管的基极连接，所述第一三极管的基极分别与所述第二电阻的一端、第一稳压二极管的阳极和第四三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极和第二电阻的另一端均接地，所述第一三极管的发射极通过所述第三电阻接地，所述第二三极管的基极与所述第三三极管的集电极连接，所述第二三极管的集电极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第二电容的正极、第五电阻的一端、第四三极管的发射极和第六电阻的一端连接，所述第二电容的负极接地，所述第五电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端和第一稳压二极管的阴极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端分别与所述电压输出端和第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第四三极管的基极连接，所述第七电阻的阻值为37kΩ，所述第二二极管的型号为S-202T。
在本发明所述的电力信息系统中，所述电源模块还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电容的另一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三电容的电容值为390pF。
在本发明所述的电力信息系统中，所述电源模块还包括第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第二电容的正极连接，所述第八电阻的另一端与所述第四三极管的发射极连接，所述第八电阻的阻值为48kΩ。
在本发明所述的电力信息系统中，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第四电容的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第四电容的电容值为460pF。
在本发明所述的电力信息系统中，所述电源模块还包括第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第九电阻的另一端分别与所述第一稳压二极管的阳极和第四三极管的集电极连接，所述第九电阻的阻值为29kΩ。
在本发明所述的电力信息系统中，所述第一三极管和第三三极管均为NPN型三极管。
在本发明所述的电力信息系统中，所述第二三极管和第四三极管均为PNP型三极管。
在本发明所述的电力信息系统中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。
实施本发明的电力信息系统，具有以下有益效果：由于设有信息采集单元、微处理器、数据存储模块、显示模块、无线通信模块、监控中心、电源模块和报警模块，电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电阻、第七电阻、第一三极管、第二电阻、第二三极管、第三三极管、第三电阻、第一电感、第二电容、第四电阻、第五电阻、第一稳压二极管、第四三极管、第六电阻和电压输出端，该电源模块相对于传统电力系统的供电部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第七电阻用于对第一三极管的集电极电流和第三三极管的基极限流进行限流保护，第二二极管用于对第四三极管的基极电流进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明电力信息系统一个实施例中的结构示意图；
图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明电力信息系统实施例中，该电力信息系统的结构示意图如图1所示。图1中，该电力信息系统包括信息采集单元1、微处理器2、数据存储模块3、显示模块4、无线通信模块5、监控中心6、电源模块7和报警模块8，其中，信息采集单元1采集和录入电力设备的信息后，将电力设备的信息传输给微处理器2，微处理器2对电力设备的信息进行处理，将处理后的信息保存到数据存储模块3中，同时将处理后的信息发送给显示模块4进行显示，微处理器2还将处理后的信息通过无线通信模块5传送给监控中心6，显示模块4采用LED显示屏或LED显示屏，数据存储模块3采用的型号为FM24C16A。
报警模块8与微处理器2连接、用于当电力设备的信息超过安全值时发出报警，具体来讲，当电力设备的信息超过事先设定的安全值时，微处理器2控制报警模块8发出报警，该报警模块8可以是声光报警器，这样该报警模块8就可以通过声音和闪光的方式发出报警。上述微处理器2采用现有技术中能够实现其功能的任意结构的单片机。
本实施例中，上述无线通信模块5为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。
本实施例中，电源模块7与微处理器2连接、用于供电，该电源模块7的电路原理图如图2所示。图2中，该电源模块7包括电压输入端Vin、第一电容C1、第一电阻R1、第七电阻R7、第一三极管Q1、第二电阻R2、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第三电阻R3、第一电感L1、第二电容C2、第四电阻R4、第五电阻R5、第一稳压二极管D1、第四三极管Q4、第六电阻R6和电压输出端Vo，电压输入端Vin分别与第七电阻R7的一端和第二三极管Q2的发射极连接，第七电阻R7的另一端分别与第一电容C1的正极和第一电阻R1的一端连接，第一电容C1的负极接地，第一电阻R1的另一端分别与第一三极管Q1的集电极和第三三极管Q3的基极连接，第一三极管Q1的基极分别与第二电阻R2的一端、第一稳压二极管D1的阳极和第四三极管Q4的集电极连接，第一三极管Q1的发射极和第二电阻R2的另一端均接地，第一三极管Q1的发射极通过第三电阻R3接地，第二三极管Q2的基极与第三三极管Q3的集电极连接，第二三极管Q2的集电极与第一电感L1的一端连接，第一电感L1的另一端分别与第二电容C2的正极、第五电阻R5的一端、第四三极管Q4的发射极和第六电阻R6的一端连接，第二电容C2的负极接地，第五电阻R5的另一端分别与第四电阻R4的一端和第一稳压二极管D1的阴极连接，第四电阻R4的另一端接地，第六电阻R6的另一端分别与电压输出端Vo和第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与第四三极管Q4的基极连接。
该电源模块7相对于传统电力系统的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第七电阻R7为限流电阻，用于对第一三极管Q1的集电极电流和第三三极管Q3的基极限流进行限流保护，第二二极管D2为限流二极管，用于对第四三极管Q4的基极电流进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第七电阻R7的阻值为37kΩ，第二二极管D2的型号为S-202T，当然，在实际应用中，第七电阻R7的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第七电阻R7的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小，第二二极管D2可以采用其他型号具有类似功能的二极管。
该电源模块7的工作原理如下：在t0时刻时第二三极管Q2导通，电压通过第一电感L1到达电压输出端Vo(在本实施例中为+14V输出点)，这时第一电感L1会产生缓慢电流上升过程，当电压输出端Vo的电压大于第一稳压二极管D1的击穿电压(本实施例为9V)时，第一稳压二极管D1反向导通，导致第一三极管Q1导通；也将第三三极管Q3截止，第三三极管Q3截止导致第二三极管Q2截止。第二三极管Q2截止，第一电感L1通过第一稳压二极管D1和第一三极管Q1进行放电直至第一稳压二极管D1截止，从面完成一个稳压周期。
由此可以看出，只要改变第一稳压二极管D1的稳压值就可以改变电压输出端Vo的输出电压，输出电压为14V。该电源模块7的所有的元件都是常用元件三极管或电感，对元件的要求主要是耐压值超过最大的输出电压。该电源模块7的反馈模式为负反馈，反应速度较快，精度较高。
本实施例中，第一三极管Q1和第三三极管Q3均为NPN型三极管，第二三极管Q2和第四三极管Q4均为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1和第三三极管Q3也可以均采用PNP型三极管，第二三极管Q2和第四三极管Q4也可以均采用NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。
本实施例中，该电源模块7还包括第三电容C3，第三电容C3的一端与第二三极管Q2的基极连接，第三电容C3的另一端与第三三极管Q3的集电极连接。第三电容C3为耦合电容，用于防止第二三极管Q2与第三三极管Q3之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电容C3的电容值为390pF，当然，在实际应用中，第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。
本实施例中，该电源模块7还包括第八电阻R8，第八电阻R8的一端与第二电容C2的正极连接，第八电阻R8的另一端与第四三极管Q4的发射极连接。第八电阻R8为限流电阻，用于对第四三极管Q4的发射极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第八电阻R8的阻值为48kΩ，当然，在实际应用中，第八电阻R8的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第八电阻R8的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。
本实施例中，该电源模块7还包括第四电容C4，第四电容C4的一端与第一三极管Q1的集电极连接，第四电容C4的另一端与第三三极管Q3的基极连接。第四电容C4为耦合电容，用于防止第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3之间的干扰，以进一步增强防止信号干扰的效果。值得一提的是，本实施例中，第四电容C4的电容值为460pF，当然，在实际应用中，第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。
本实施例中，该电源模块7还包括第九电阻R9，第九电阻R9的一端与第一三极管Q1的基极连接，第九电阻R9的另一端分别与第一稳压二极管D1的阳极和第四三极管Q4的集电极连接。第九电阻R9为限流电阻，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第九电阻R9的阻值为29kΩ，当然，在实际应用中，第九电阻R9的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第九电阻R9的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。
总之，本实施例中，该电源模块7相对于传统电力系统的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块7中设有限流电阻和限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电力信息系统，其特征在于，包括信息采集单元、微处理器、数据存储模块、显示模块、无线通信模块、监控中心、电源模块和报警模块，所述信息采集单元采集和录入电力设备的信息，将所述电力设备的信息传输给所述微处理器，所述微处理器对所述电力设备的信息进行处理，将处理后的信息保存到所述数据存储模块中，同时将所述处理后的信息发送给所述显示模块进行显示，所述微处理器还将所述处理后的信息通过所述无线通信模块传送给所述监控中心，所述电源模块与所述微处理器连接、用于供电，所述报警模块与所述微处理器连接、用于当所述电力设备的信息超过安全值时发出报警；
所述电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电阻、第七电阻、第一三极管、第二电阻、第二三极管、第三三极管、第三电阻、第一电感、第二电容、第四电阻、第五电阻、第一稳压二极管、第四三极管、第六电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第七电阻的一端和第二三极管的发射极连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第一电容的正极和第一电阻的一端连接，所述第一电容的负极接地，所述第一电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极和第三三极管的基极连接，所述第一三极管的基极分别与所述第二电阻的一端、第一稳压二极管的阳极和第四三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极和第二电阻的另一端均接地，所述第一三极管的发射极通过所述第三电阻接地，所述第二三极管的基极与所述第三三极管的集电极连接，所述第二三极管的集电极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第二电容的正极、第五电阻的一端、第四三极管的发射极和第六电阻的一端连接，所述第二电容的负极接地，所述第五电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端和第一稳压二极管的阴极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端分别与所述电压输出端和第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第四三极管的基极连接，所述第七电阻的阻值为37kΩ，所述第二二极管的型号为S-202T。
2.根据权利要求1所述的电力信息系统，其特征在于，所述电源模块还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电容的另一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三电容的电容值为390pF。
3.根据权利要求2所述的电力信息系统，其特征在于，所述电源模块还包括第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第二电容的正极连接，所述第八电阻的另一端与所述第四三极管的发射极连接，所述第八电阻的阻值为48kΩ。
4.根据权利要求3所述的电力信息系统，其特征在于，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第四电容的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第四电容的电容值为460pF。
5.根据权利要求4所述的电力信息系统，其特征在于，所述电源模块还包括第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第九电阻的另一端分别与所述第一稳压二极管的阳极和第四三极管的集电极连接，所述第九电阻的阻值为29kΩ。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的电力信息系统，其特征在于，所述第一三极管和第三三极管均为NPN型三极管。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的电力信息系统，其特征在于，所述第二三极管和第四三极管均为PNP型三极管。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的电力信息系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。
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