CN204408016U - 一种家居电力负荷监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种家居电力负荷监测系统。本系统可以清晰地辨识各家用电器的具体负荷特性，获得具体家用电器的负荷数据，根据这些具体清晰的数据，用户可以优化用电结构，设计节电策略，电力公司可以分析用电复合成分和特征，提高监控水平，获取精确用电数据，调整并提供供电质量，提高供电可靠性，提升供电服务水平。一种家居电力负荷监测系统，其组成包括：电源转接模块，采集与控制终端模块，传输与处理中心模块。其特征是：所述的电源转接模块安装在家用电器和插座之间，所述的采集与控制终端模安装在电源转接模块塑料壳内部，所述的传输与处理中心模块安装在家居主配电箱内。

Description

一种家居电力负荷监测系统

技术领域：

本实用新型涉及一种家居电力负荷监测系统。

背景技术：

电力负荷监测是开展电能节约工作的基础，它有助于用电单位了解自身不同时段电能的使用情况，制定合理的节电计划。对于电力公司来说，准确及时的负荷监测可以更好了解电力用户负荷的组成，合理安排负荷使用时间，提高电网的利用效率和减少电力系统投资；对电力系统的规划和调度改善具有重要价值。家庭电力负荷和工业、商业负荷用电一样在全社会的电力负荷中占有相当重要的地位。但是对于家庭电力负荷的监测统计不同于其他领域，由于家庭用电电器的复杂多样性，不仅仅要求的是目前智能电表所能测量的总负荷，而是要具体到家庭内每个设备的用电信息，因此，家居电器负荷信息一直是负荷监测研究的难点。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种可精确获取家居电力负荷信息的监测系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种家居电力负荷监测系统，其组成包括：电源转接模块，采集与控制终端模块，传输与处理中心模块。所述的电源转接模块安装在家用电器和插座之间，所述的采集与控制终端模安装在电源转接模块塑料壳内部，所述的传输与处理中心模块安装在家居主配电箱内。

所述的家居电力负荷监测系统，所述的电源转接模块包括三孔插座，三孔插头，电磁继电器，所述的三孔插座的火线与电磁继电器A端子连接，所述的 三孔插座的零线和地线通过导线与三孔插头的零线和地线相连，三孔插座，三孔插头，电磁继电器固定在绝缘塑料外壳上。

所述的家居电力负荷监测系统，所述的采集与控制终端模块包括：电流采集电路，功率芯片，所述的电流采集电路与信号调理电路连接，所述的信号调理电路与微控制器的A/D接口相连，所述的功率芯片与ARM处理器I/O口连接，所述的微控制器具有ZigBee无线网络通信功能，所述的电流采集电路，微控制器安装在PCB电路板上，所述的PCB电路板固定在绝缘塑料外壳上。

所述的要求所述的家居电力负荷监测系统，所述的传输与处理中心模块包括：载波通信芯片，SD存储卡，ARM处理器连接，所述的载波通信芯片与ARM处理器连接，所述的SD存储卡与SPI接口芯片连接，所述的SPI接口芯片与ARM处理器连接，所述的ARM处理器与人机交互触摸屏连接，所述的载波通信芯片，SD存储卡，ARM处理器，SPI接口芯片，人机交互触摸屏安装在PCB电路板上。

所述的家居电力负荷监测系统及工作方法，该方法包括如下步骤：

(1)安装与布置：家用电器的插头插入电源转接模块的三孔插座上，电源转接模块的三孔插头插在家居的插座上，三孔插头和采集与控制终端模块的PCB板固定安装在电源转接模块的塑料壳体内部；采集与控制终端模块中的元器件固定在PCB板上，电流采集电路串联在电源火线上，一端通过导线连接与三孔插座火线连接，另一端通过导线与电磁继电器A端子连接，电磁继电器B端子与三孔插头火线连接；功率芯片与电磁继电器的线圈连接；

传输与处理中心模块的元器件安装在PCB电路板上，PCB电路板安装在塑料外壳上，传输与处理中心模块安装在家居主配电箱内。

(2)工作过程：电源转接模块将家用电器和家居的电源插座连接，电磁继电器根据采集与控制终端模块的微控制器命令对电路按需要通断；家电使用时 采集与控制终端模块实时采集电流负荷信息，通过无线网络通讯向传输与处理中心模块传输数据，输与处理中心模块对收到的数据存储在SD卡中或者经过载波通讯向上传输至电力部门的中心数据库

本实用新型的有益效果：

本实用新型充分利用了嵌入式测控技术、物联网通信技术，基于嵌入式处理器配套相应的硬件电路实现对具体家用电器的用电负荷进行实时、详细监测，监测的数据通过无线物联网络实时精确地传输至传输与处理中心模块，传输与处理中心模块将此数据存储到大容量SD卡内或者经过载波通讯向上传输至电力部门的中心数据库，以提供给电力专业部门进行家居用电行为的大数据分析，为电力系统的供配电策略和方案提供参考。系统的实现可以借用家居智能电器的监控硬件平台，辅以必要的数据采集电路，利用现有智能家居的无线网络系统进行数据传输，在硬件成本上只增加电流采集电路即实现负荷数据采集。

附图说明：

附图1是本家居电力负荷监测系统结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种家居电力负荷监测系统，其组成包括：电源转接模块，采集与控制终端模块，传输与处理中心模块。其特征是：所述的电源转接模块安装在家用电器和插座之间，所述的采集与控制终端模安装在电源转接模块塑料壳内部，所述的传输与处理中心模块安装在家居主配电箱内。

实施例2：

根据实施例1所述的家居电力负荷监测系统，所述的电源转接模块包括三 孔插座1，三孔插头2，电磁继电器3，所述的三孔插座的火线与电磁继电器A端子连接，所述的三孔插座的零线和地线通过导线4与三孔插头的零线和地线相连，三孔插座，三孔插头，电磁继电器固定在绝缘塑料外壳上。

实施例3：

根据实施例1或2所述的家居电力负荷监测系统，所述的采集与控制终端模块包括：电流采集电路5，功率芯片6，所述的电流采集电路与信号调理电路连接7，所述的信号调理电路与微控制器8的A/D接口相连，所述的功率芯片与微控制器8的I/O口连接，所述的微控制器具有ZigBee无线网络通信功能，所述的电流采集电路，微控制器安装在PCB电路板9上，所述的PCB电路板固定在电源转接模块塑料外壳上。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的家居电力负荷监测系统，所述的传输与处理中心模块包括：载波通讯芯片10，SD存储卡11，ARM处理器12，所述的载波通讯芯片与ARM处理器连接连接，所述的SD存储卡与SPI接口芯片连13，所述的SPI接口芯片与ARM处理器连接，所述的ARM处理器与人机交互触摸屏14连接，所述的载波通讯芯片，SD存储卡，ARM处理器，SPI接口芯片，人机交互触摸屏均安装在PCB电路板15上，PCB电路板固定在传输与处理中心模块的塑料外壳上

实施例5：

根据实施例1或2或3或4所述的家居电力负荷监测系统及工作方法，该方法包括如下步骤：

(1)安装与布置：家用电器的插头插入电源转接模块的三孔插座上，电源 转接模块的三孔插头插在家居的插座上，三孔插头和采集与控制终端模块的PCB板固定安装在电源转接模块的塑料壳体内部；采集与控制终端模块中的元器件固定在PCB板上，电流采集电路串联在电源火线上，一端通过导线连接与三孔插座火线连接，另一端通过导线与电磁继电器A端子连接，电磁继电器B端子与三孔插头火线连接；功率芯片与电磁继电器的线圈连接；

传输与处理中心模块的元器件安装在PCB电路板上，PCB电路板安装在塑料外壳上，传输与处理中心模块安装在家居主配电箱内。

(2)工作过程：电源转接模块将家用电器和家居的电源插座连接，电磁继电器根据采集与控制终端模块的微控制器命令对电路按需要通断；家电使用时采集与控制终端模块实时采集电流负荷信息，通过无线网络通讯向传输与处理中心模块传输数据，输与处理中心模块对收到的数据存储在SD卡中或者经过载波通讯向上传输至电力部门的中心数据库。

Claims (4)

1.一种家居电力负荷监测系统，其组成包括：电源转接模块，采集与控制终端模块，传输与处理中心模块,其特征是：所述的电源转接模块安装在家用电器和插座之间，所述的采集与控制终端模安装在电源转接模块塑料壳内部，所述的传输与处理中心模块安装在家居主配电箱内。

2.根据权利要求1所述的家居电力负荷监测系统，其特征是，所述的电源转接模块包括三孔插座，三孔插头，电磁继电器，所述的三孔插座的火线与电磁继电器A端子连接，所述的三孔插座的零线和地线通过导线与三孔插头的零线和地线相连，三孔插座，三孔插头，电磁继电器固定在绝缘塑料外壳上。

3.根据权利要求1或2所述的家居电力负荷监测系统，其特征是，所述的采集与控制终端模块包括：电流采集电路，功率芯片，所述的电流采集电路与信号调理电路连接，所述的信号调理电路与微控制器的A/D接口相连，所述的功率芯片与微控制器I/O口连接，所述的微控制器具有ZigBee无线网络通信功能，所述的电流采集电路，微控制器安装在PCB电路板上，所述的PCB电路板固定在绝缘塑料外壳上。

4.根据权利要求1或2或3所述的家居电力负荷监测系统，其特征是，所述的传输与处理中心模块包括：载波通信芯片，SD存储卡，ARM处理器，所述的载波通信芯片与ARM处理器连接连接，所述的SD存储卡与SPI接口芯片连接，所述的SPI接口芯片与ARM处理器连接，所述的ARM处理器与人机交互触摸屏连接，所述的载波通信芯片，SD存储卡，ARM处理器，SPI接口芯片，人机交互触摸屏均安装在PCB电路板上，PCB电路板固定在塑料外壳上。