CN113885374A - 重要设备停电实时报警装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重要设备停电实时报警装置及其实现方法，本发明解决现有技术的问题，其技术方案要点是：包括接口模块、停电检测单元、数据通信模块和信息报送平台，所述接口模块连接用户自定义重要设备，所述停电检测单元对用户自定义重要设备进行停电检测，数据通信模块将当前停电检测结果上报至信息报送平台，所述停电检测单元包括单片机、FRAM存储电路和停电判断电路。实现了即插即用、停电检测、及时上报、信息报送平台四个基本功能，从而最大限度地满足用户需求，提高管控水平。

Description

重要设备停电实时报警装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及了一种停电实时报警装置，特别是涉及了一种重要设备停电实时报警装置及其实现方法。

背景技术

随着经济技术的不断发展，特定用电客户，例如芯片、生物技术、互联网、设计等企业对用电设备的运行可靠性要求非常高，但是此类用户往往在办公写字楼或者工业园区进行研究生产工作，非供电公司直供电用户。这些因素导致其停电不可控、通知不及时等问题。因此用户对其重要设备的停电监控需求非常大。一些对电能质量、用电可靠性有一定要求的企业，其所需要进行停电管理的需求非常强烈，所要管控的设备数量业较多，平均可达10.3个重要设备，用户对重要设备的停电发现时间平均在3.67小时左右。当前市面上的停电报警装置却无法满足用户的需求，究其原因，主要存在着三方面的问题：1、市面上设备多为离线报警，造成通知不及时；2、通用性差，布置困难，难以满足用户易布置需求；3、成本高，难以多点部署。

发明内容

针对上述技术方案还是存在1、市面上设备多为离线报警，造成通知不及时；2、通用性差，布置困难，难以满足用户易布置需求；3、成本高，难以多点部署的问题，本发明提供了一种重要设备停电实时报警装置及其实现方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种重要设备停电实时报警装置，包括接口模块、停电检测单元、数据通信模块和信息报送平台，所述接口模块连接用户自定义重要设备，所述停电检测单元对用户自定义重要设备进行停电检测，数据通信模块将当前停电检测结果上报至信息报送平台，所述停电检测单元包括单片机、FRAM存储电路和停电判断电路，

所述FRAM存储电路包括FRAM芯片U4、电阻R16、电阻R18、电阻R21和电容C19，所述电阻R16、电阻R18的电阻R21第一端均与电源VCC连接，所述电阻R16的第二端与FRAM芯片U4的WP端以及单片机的一个输入输出接口连接，所述电阻R18的第二端与FRAM芯片U4的SCL端以及单片机的一个输入输出接口连接，所述电阻R21的第二端与FRAM芯片U4的SDA端以及单片机的一个输入输出接口连接，FRAM芯片U4的VCC端连接电源VCC，且FRAM芯片U4的VCC端还通过电容C19接地，所述FRAM芯片U4的NC端和GND端均接地，所述停电判断电路，包括电阻串和电阻R62、二极管D10、电容C41、电容C42、光耦U9、电阻R48，所述电阻R62的第一端通过电阻串与目标的相线连接，所述电阻R62的第二端与接地端AGND1连接，电阻R62的第二端与二极管D10的阳极连接，二极管D10的阴极与光耦U9的控制输入端连接，二极管D10的阴极还分别通过电容C41和电容C42与接地端AGND1连接，光耦U9的控制输出端与接地端AGND1连接，电源VCC与电阻R48的第一端连接，电阻R48的第二端与单片机的一个输入输出接口连接，电阻R48的第二端还与光耦U9的受控输入端连接，光耦U9的受控输出端接地。

本发明中，停电实时报警装置具有即插即用的接入模块，目前可供借鉴的市场产品和相关文献较多，无论是可替换接口类型，以及插头标准都已经比较成熟。接入模块与装置之间通过航空插头或者插座模块进行连接，本装置的接入模块部分可借鉴航空插头或者插座模块，而停电实时报警装置通过数据传输系统实现装置监测点用电状态的实时观察，目前各类移动式监控设备中均已得到成熟应用。本发明的核心点在于，本发明中，设备对接入的电源应同时具备停电、送电检测感知的功能，通过调节动作阈值以及返回阈值，配合历史数据记录，再通过就地或着云平台的复归确认按钮，可以准确、快捷了解当前检测点所处的供电状态，了解设备运行情况。这个发明目的的实现主要在于本发明中提供了一个合适的FRAM存储电路和停电判断电路。利用本发明提供的FRAM存储电路和停电判断电路可以有效实现对自定义设备的快速报警。使得本发明适用于插座、剥皮电线、空开桩头、设备报警开关量等多种应用场景，不停电进行安装，同时低廉的成本等均保证了本装置可以方便地进行全分支、全设备布置保障，保证了设备故障上报即故障确认，即重要设备的停电发现时间即为本装置的信号检测、分析与报送时间。

作为优选，所述停电检测单元和数据通信模块均由接入电源配合超级电容进行供电。

作为优选，所述超级电容为小尺寸的SH-SPW超级电容，SH-SPW超级电容的持续放电时间超过50秒。

作为优选，超级电容的充电电路接收接入电源的5.3V输入，所述超级电容的充电电路包括三极管T1和超级电容U3、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电阻R23、电阻R24、二极管D3、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24，超级电容U3的S端连接5.3V输入，超级电容U3的S端与超级电容U3的G端之间通过电阻R17连接，超级电容U3的G端与三极管T1的集电极连接，三极管T1的发射极接地，三极管T1的基极与电阻R23的第一端连接，电阻R23的第二端与单片机的一个输入输出接口连接，电阻R23的第二端通过电阻R24与三极管T1的发射极连接，超级电容U3的D端通过由电阻R14、电阻R15、电阻R19和电阻R20组成的混联电阻串与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极为4.2V电源供电端，二极管D3的阳极还分别通过电容C21、电容C22、电容C23和电容C24接地。

作为优选，所述混联电阻串中电阻R14和电阻R15串联，电阻R19和电阻R20串联。

作为优选，数据通信模块包括与单片机连接的GPRS通讯接口电路，GPRS通讯接口电路内连接有公网运营商SIM卡。

作为优选，所述单片机为GD32F350RBT6单片机，重要设备停电实时报警装置的外壳为PC塑料外壳，重要设备停电实时报警装置中用于与相线连接的接口为航空接口。

重要设备停电实时报警装置的实现方法，基于重要设备停电实时报警装置，包括以下步骤，

步骤一，所述接口模块连接用户自定义重要设备，所述停电检测单元对用户自定义重要设备进行停电检测，

步骤二，数据通信模块将当前停电检测结果上报至信息报送平台，

步骤三，信息报送平台通过调节动作阈值以及返回阈值，配合历史数据记录，了解当前检测点所处的供电状态，了解设备运行情况；在上述过程中，停电检测单元和数据通信模块均由接入电源配合超级电容进行供电。

本发明的实质性效果是：本发明适用于插座、剥皮电线、空开桩头、设备报警开关量等多种应用场景，不停电进行安装，同时低廉的成本等均保证了本装置可以方便地进行全分支、全设备布置保障，保证了设备故障上报即故障确认，即重要设备的停电发现时间即为本装置的信号检测、分析与报送时间。

附图说明

图1为本发明的一张整体结构示意图；

图2为本发明中FRAM部分的电路原理图；

图3为本发明中停电判断电路部分的电路原理图；

图4为本发明中超级电容部分的电路原理图；

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种重要设备停电实时报警装置(参见附图1)，包括接口模块、停电检测单元、数据通信模块和信息报送平台，所述接口模块连接用户自定义重要设备，所述停电检测单元对用户自定义重要设备进行停电检测，数据通信模块将当前停电检测结果上报至信息报送平台，所述停电检测单元包括单片机、FRAM存储电路和停电判断电路，

本实施例中，连接接口可选方案包括航空插头或多空插座，模块材料可选方案为PC塑料或ABS塑料，控制器可选方案为MCU电路即本文中的单片机或树莓派控制方案，电源可选方案包括内置充电电池或超级电容+接入电源，数据处理可以是预设固化的数据处理也可以是用户个性设置，通信模式则不局限于GPRS、WiFi或蓝牙等，信息报送平台则可以是云学堂平台或者是自开发系统，综上所述，本实施例中，接口模块、模块材料、控制器、电源、数据处理、通信模式、平台等都有多种选择，本实施例只针对各个部分介绍其中一种技术方案，其他技术方案的选择和替换本领域技术人员应当知晓其替换的方式，故此不再赘述。

本实施例中，所述FRAM存储电路(参见附图2)包括FRAM芯片U4、电阻R16、电阻R18、电阻R21和电容C19，所述电阻R16、电阻R18的电阻R21第一端均与电源VCC连接，所述电阻R16的第二端与FRAM芯片U4的WP端以及单片机的一个输入输出接口连接，所述电阻R18的第二端与FRAM芯片U4的SCL端以及单片机的一个输入输出接口连接，所述电阻R21的第二端与FRAM芯片U4的SDA端以及单片机的一个输入输出接口连接，FRAM芯片U4的VCC端连接电源VCC，且FRAM芯片U4的VCC端还通过电容C19接地，所述FRAM芯片U4的NC端和GND端均接地，所述停电判断电路(参见附图3)包括电阻串和电阻R62、二极管D10、电容C41、电容C42、光耦U9、电阻R48，所述电阻R62的第一端通过电阻串与目标的相线连接，所述电阻R62的第二端与接地端AGND1连接，电阻R62的第二端与二极管D10的阳极连接，二极管D10的阴极与光耦U9的控制输入端连接，二极管D10的阴极还分别通过电容C41和电容C42与接地端AGND1连接，光耦U9的控制输出端与接地端AGND1连接，电源VCC与电阻R48的第一端连接，电阻R48的第二端与单片机的一个输入输出接口连接，电阻R48的第二端还与光耦U9的受控输入端连接，光耦U9的受控输出端接地。所述停电检测单元和数据通信模块均由接入电源配合超级电容进行供电。所述超级电容为小尺寸的SH-SPW超级电容，SH-SPW超级电容的持续放电时间超过50秒。

超级电容的充电电路接收接入电源的5.3V输入，所述超级电容的充电电路(参见附图4)包括三极管T1和超级电容U3、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电阻R23、电阻R24、二极管D3、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24，超级电容U3的S端连接5.3V输入，超级电容U3的S端与超级电容U3的G端之间通过电阻R17连接，超级电容U3的G端与三极管T1的集电极连接，三极管T1的发射极接地，三极管T1的基极与电阻R23的第一端连接，电阻R23的第二端与单片机的一个输入输出接口连接，电阻R23的第二端通过电阻R24与三极管T1的发射极连接，超级电容U3的D端通过由电阻R14、电阻R15、电阻R19和电阻R20组成的混联电阻串与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极为4.2V电源供电端，二极管D3的阳极还分别通过电容C21、电容C22、电容C23和电容C24接地。所述混联电阻串中电阻R14和电阻R15串联，电阻R19和电阻R20串联。数据通信模块包括与单片机连接的GPRS通讯接口电路，GPRS通讯接口电路内连接有公网运营商SIM卡。所述单片机为GD32F350RBT6单片机，重要设备停电实时报警装置的外壳为PC塑料外壳，重要设备停电实时报警装置中用于与相线连接的接口为航空接口。

重要设备停电实时报警装置的实现方法，基于重要设备停电实时报警装置，包括以下步骤，

步骤一，所述接口模块连接用户自定义重要设备，所述停电检测单元对用户自定义重要设备进行停电检测，

步骤二，数据通信模块将当前停电检测结果上报至信息报送平台，

步骤三，信息报送平台通过调节动作阈值以及返回阈值，配合历史数据记录，了解当前检测点所处的供电状态，了解设备运行情况；在上述过程中，停电检测单元和数据通信模块均由接入电源配合超级电容进行供电。

本实施例中，停电实时报警装置具有即插即用的接入模块，目前可供借鉴的市场产品和相关文献较多，无论是可替换接口类型，以及插头标准都已经比较成熟。接入模块与装置之间通过航空插头或者插座模块进行连接，本装置的接入模块部分可借鉴航空插头或者插座模块，而停电实时报警装置通过数据传输系统实现装置监测点用电状态的实时观察，目前各类移动式监控设备中均已得到成熟应用。本实施例的核心点在于，本实施例中，设备对接入的电源应同时具备停电、送电检测感知的功能，通过调节动作阈值以及返回阈值，配合历史数据记录，再通过就地或着云平台的复归确认按钮，可以准确、快捷了解当前检测点所处的供电状态，了解设备运行情况。这个实施例目的的实现主要在于本实施例中提供了一个合适的FRAM存储电路和停电判断电路。利用本实施例提供的FRAM存储电路和停电判断电路可以有效实现对自定义设备的快速报警。使得本实施例适用于插座、剥皮电线、空开桩头、设备报警开关量等多种应用场景，不停电进行安装，同时低廉的成本等均保证了本装置可以方便地进行全分支、全设备布置保障，保证了设备故障上报即故障确认，即重要设备的停电发现时间即为本装置的信号检测、分析与报送时间。

上述实施例的具体实验效果如表1所述：

表1即插即用型智能设备效果试验表

综上所述，本实施例在实现了即插即用、停电检测、及时上报、信息报送平台四个基本功能，从而最大限度地满足用户需求，提高管控水平，并且经过试验得到本实施例可以将发现故障时长缩短至6秒左右，符合预设目标。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.重要设备停电实时报警装置，其特征是，包括接口模块、停电检测单元、数据通信模块和信息报送平台，所述接口模块连接用户自定义重要设备，所述停电检测单元对用户自定义重要设备进行停电检测，数据通信模块将当前停电检测结果上报至信息报送平台，所述停电检测单元包括单片机、FRAM存储电路和停电判断电路，

所述FRAM存储电路包括FRAM芯片U4、电阻R16、电阻R18、电阻R21和电容C19，所述电阻R16、电阻R18的电阻R21第一端均与电源VCC连接，所述电阻R16的第二端与FRAM芯片U4的WP端以及单片机的一个输入输出接口连接，所述电阻R18的第二端与FRAM芯片U4的SCL端以及单片机的一个输入输出接口连接，所述电阻R21的第二端与FRAM芯片U4的SDA端以及单片机的一个输入输出接口连接，FRAM芯片U4的VCC端连接电源VCC，且FRAM芯片U4的VCC端还通过电容C19接地，所述FRAM芯片U4的NC端和GND端均接地，所述停电判断电路，包括电阻串和电阻R62、二极管D10、电容C41、电容C42、光耦U9、电阻R48，所述电阻R62的第一端通过电阻串与目标的相线连接，所述电阻R62的第二端与接地端AGND1连接，电阻R62的第二端与二极管D10的阳极连接，二极管D10的阴极与光耦U9的控制输入端连接，二极管D10的阴极还分别通过电容C41和电容C42与接地端AGND1连接，光耦U9的控制输出端与接地端AGND1连接，电源VCC与电阻R48的第一端连接，电阻R48的第二端与单片机的一个输入输出接口连接，电阻R48的第二端还与光耦U9的受控输入端连接，光耦U9的受控输出端接地。

2.根据权利要求1所述的重要设备停电实时报警装置，其特征在于，所述停电检测单元和数据通信模块均由接入电源配合超级电容进行供电。

3.根据权利要求2所述的重要设备停电实时报警装置，其特征在于，所述超级电容为小尺寸的SH-SPW超级电容，SH-SPW超级电容的持续放电时间超过50秒。

4.根据权利要求3所述的重要设备停电实时报警装置，其特征在于，超级电容的充电电路接收接入电源的5.3V输入，所述超级电容的充电电路包括三极管T1和超级电容U3、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电阻R23、电阻R24、二极管D3、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24，超级电容U3的S端连接5.3V输入，超级电容U3的S端与超级电容U3的G端之间通过电阻R17连接，超级电容U3的G端与三极管T1的集电极连接，三极管T1的发射极接地，三极管T1的基极与电阻R23的第一端连接，电阻R23的第二端与单片机的一个输入输出接口连接，电阻R23的第二端通过电阻R24与三极管T1的发射极连接，超级电容U3的D端通过由电阻R14、电阻R15、电阻R19和电阻R20组成的混联电阻串与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极为4.2V电源供电端，二极管D3的阳极还分别通过电容C21、电容C22、电容C23和电容C24接地。

5.根据权利要求4所述的重要设备停电实时报警装置，其特征在于，所述混联电阻串中电阻R14和电阻R15串联，电阻R19和电阻R20串联。

6.根据权利要求4所述的重要设备停电实时报警装置，其特征在于，数据通信模块包括与单片机连接的GPRS通讯接口电路，GPRS通讯接口电路内连接有公网运营商SIM卡。

7.根据权利要求6所述的重要设备停电实时报警装置，其特征在于，所述单片机为GD32F350RBT6单片机，重要设备停电实时报警装置的外壳为PC塑料外壳，重要设备停电实时报警装置中用于与相线连接的接口为航空接口。

8.重要设备停电实时报警装置的实现方法，基于权利要求1-7所述的重要设备停电实时报警装置，其特征是，包括以下步骤，

步骤一，所述接口模块连接用户自定义重要设备，所述停电检测单元对用户自定义重要设备进行停电检测，

步骤二，数据通信模块将当前停电检测结果上报至信息报送平台，

步骤三，信息报送平台通过调节动作阈值以及返回阈值，配合历史数据记录，了解当前检测点所处的供电状态，了解设备运行情况；在上述过程中，停电检测单元和数据通信模块均由接入电源配合超级电容进行供电。

Images