CN205229336U - 一种用电监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用电监控装置，它包括微处理器、用电信息采集电路、通讯接口、LED指示灯、存储器、继电器控制输出电路和开关电源，微处理器分别与用电信息采集电路的输出端、通讯接口、LED指示灯、存储器和继电器控制输出电路的输入端相连；用电信息采集电路的输入端与设置在交流电源线路中传感器的输出端相连，输出端与继电器的控制端相连；通讯接口与多个不同的通讯模块相连；开关电源将外部交流电源转换为直流电后为微处理器供电。本实用新型不仅结构紧凑、设计小巧、便于安装，具备电参数实时测量功能，集成了多种用电控制方式，而且具备对外通讯和数据交互功能，与上位机结合可用于各种低压用电领域对用电设备的监测和控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监控装置，具体地说是一种用电监控装置，属于数据信息采集技术领域。
背景技术
当前，电子产业高速发展，用电设备无处不在，无论是在工矿、企业还是事业单位、办公场所，很多用电设备需要对用电状况进行监测和控制。用电监测主要是实时监测用电设备的电压、电流、功率等参数；用电控制包括通断电控制、电压输出控制、电流输出控制，控制方式更是多种多样，有的设备需要实时控制，有的设备需要定时控制，有的设备需要按照预订的用电方案进行曲线控制。
目前市场上有多种多样的仪表(如普通电表、监测仪表)，可以用于用电参数的测量；对用电的控制则是采用PLC或其他外置模块。
但是，很多的用电设备不具备自身监测和管理功能，目前对用电设备的监测主要有安装监测仪表、手工测量两种方式，监测仪表对外通讯方式一般为485方式或载波方式，且没有用电控制功能，更不可能按照用户的需求配置运行预案。
实用新型内容
为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用电监控装置，其可以实时测量用电设备的用电参数，完成各种低压用电领域对用电设备的监测和控制。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用电监控装置，其特征是：包括微处理器、用电信息采集电路、通讯接口、LED指示灯、存储器、继电器控制输出电路和开关电源，所述微处理器分别与用电信息采集电路的输出端、通讯接口、LED指示灯、存储器和继电器控制输出电路的输入端相连；所述用电信息采集电路的输入端与设置在交流电源线路中传感器的输出端相连，所述继电器控制输出电路的输出端与继电器的控制端相连；所述通讯接口分别与RS-232通讯模块、RS-485通讯模块、ZigBee通讯模块、RF433通讯模块和/或PLC电力线载波通讯模块相连；所述开关电源将外部交流电源转换为直流电后为微处理器供电。
优选地，所述设置在交流电源线路中传感器包括三个电流互感器和三个电压互感器，三个电流互感器分别设置在交流电源三相线路中，用以采集每一相线路的电流信号；三个电压互感器分别设置在交流电源三相线路中，用以采集每一相线路的电压信号。
优选地，所述用电信息采集电路包括三相多功能计量芯片，所述三相多功能计量芯片的输入端分别与电流互感器和电压互感器的输出端相连，三相多功能计量芯片的输出端与微处理器的信号输入端相连。
优选地，所述三相多功能计量芯片采用ATT7022E芯片，所述电流互感器采用天瑞公司生产的TR2121-1C芯片。
优选地，所述PLC电力线载波通讯模块采用GDW-PLCModem载波通讯模块。
优选地，所述继电器控制输出电路包括继电器控制电路和可调控制输出电路，所述可调控制输出电路包括0～5v或0～10v或4～20mA可调控制输出电路。
优选地，所述处理器采用意法半导体公司的ARMCortex-M3微处理器STM32F103RCT6。
优选地，所述存储器采用FM24W256-G铁电存储器。
本实用新型的有益效果是：采用上述结构后，本实用新型通过用电信息采集电路实时测量各个用电设备用电参数，并向上位机上报监测数据，同时响应上位机的用电状态调整命令控制用电设备的供电状态。
本实用新型改进了现有的用电测控模式，扩展了通信方式，使用电设备具备了用电管理功能和对外交互功能，不仅结构紧凑、设计小巧、便于安装，具备电参数实时测量功能，集成了多种用电控制方式，而且具备对外通讯和数据交互功能，与上位机结合可以用于各种低压用电领域对用电设备的监测和控制。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型所述微处理器的电路图；
图3是本实用新型所述用电信息采集电路的电路图；
图4是本实用新型所述电流互感器的电路图；
图5是本实用新型所述电压互感器的电路图；
图6是本实用新型所述LED指示灯的电路图；
图7是本实用新型所述存储器的电路图；
图8是本实用新型所述PLC电力线载波通讯模块的电路图。
具体实施方式
为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型的一种用电监控装置，它包括微处理器、用电信息采集电路、通讯接口、LED指示灯、存储器、继电器控制输出电路和开关电源，所述微处理器分别与用电信息采集电路的输出端、通讯接口、LED指示灯、存储器和继电器控制输出电路的输入端相连；所述用电信息采集电路的输入端与设置在交流电源线路中传感器的输出端相连，所述继电器控制输出电路的输出端与继电器的控制端相连；所述通讯接口分别与RS-232通讯模块、RS-485通讯模块、ZigBee通讯模块、RF433通讯模块和/或PLC电力线载波通讯模块相连；所述开关电源将外部交流电源转换为直流电后为微处理器供电。所述继电器控制输出电路包括继电器控制电路和可调控制输出电路，所述可调控制输出电路包括0～5v或0～10v或4～20mA可调控制输出电路。
如图2所示，本实用新型所述处理器采用意法半导体公司的ARMCortex-M3微处理器STM32F103RCT6。
如图3、图4和图5所示，本实用新型所述设置在交流电源线路中传感器包括三个电流互感器和三个电压互感器，CT1、CT2和CT3三个电流互感器分别设置在交流电源的A、B、C三相线路中，所述电流互感器采用天瑞公司生产的TR2121-1C芯片，用以采集每一相线路的电流信号；PT1、PT2和PT3三个电压互感器分别设置在交流电源的A、B、C三相线路中，用以采集每一相线路的电压信号。所述用电信息采集电路包括三相多功能计量芯片，所述三相多功能计量芯片的输入端分别与电流互感器和电压互感器的输出端相连，三相多功能计量芯片的输出端与微处理器的信号输入端相连。所述三相多功能计量芯片采用ATT7022E芯片，ATT7022E芯片是一颗高精度、低功耗、带零线电流、三相电能计量IC，工作电压为3.3V，在5000:1的动态范围内功率测量精度优于0.1％，采用标准SPI接口，速率高达10Mbps，并提供四路灵活的脉冲输出；ATT7022E芯片内部集成了7路19bit二阶sigma-deltaADC、基准电压电路以及数字信号处理等电路，ADC采样率高达28KHz，能够测量总(基波和谐波)有功功率、无功功率、视在功率和各路有效值，此外所提供的电压夹角精度可达0.1度，各种参数刷新速率可达28.8Hz。内部采用数字滤波器方式，正常模式下7路ADC开启时的功耗为6.5mA，全失压功耗仅4mA；ATT7022E芯片能够提供电流和电压的同步ADC数据，并可存于芯片内部的1Kbytes缓存，极大的方便谐波分析的应用，可实现41次分次谐波的应用。ATT7022E采用绿色无铅封装，管脚基本兼容ATT7022C/D,并且ADC测量基准偏置为AGND。
如图6所示，本实用新型所述的LED指示灯包括红色LED灯LD1和绿色LED灯LD6，红色LED灯LD1通过PNP晶体管Q1来驱动，绿色LED灯LD6通过PNP晶体管Q2来驱动，晶体管Q1和晶体管Q2均采用MMBT3904晶体管。
如图7所示，本实用新型所述存储器采用FM24W256-G铁电存储器。
如图8所示，本实用新型所述PLC电力线载波通讯模块采用GDW-PLCModem载波通讯模块M1,GDW-PLCModem载波通讯模块为电能表窄带载波MODEM，可以完成载波信道到TTL串口信道的网络层规约格式解析，负责载波接收、发送、中继转发应答；载波MODEM从微处理器STM32F103RCT6接收数据后、向电力线载波转发，及载波MODEM从线路上接收正确信息后转发给上位机。
本实用新型采用ARM32-bitCortex微处理器，并采用模块式结构设计，它具备以下功能：
1)用电参数采集：电压、电流、功率、电量；
2)通断电控制：具备多路继电器控制输出；
3)模拟量控制：具备0～5V或0～10V或4～20mA控制输出；
4)通信功能：兼容电力载波、RS485、Zigbee、433无线等多种通信方式。
本实用新型通过用电信息采集电路实时测量各个用电设备用电参数，并向上位机上报监测数据，同时响应上位机的用电状态调整命令控制用电设备的供电状态。
本实用新型改进了现有的用电测控模式，扩展了通信方式，使用电设备具备了用电管理功能和对外交互功能，不仅结构紧凑、设计小巧、便于安装，具备电参数实时测量功能，集成了多种用电控制方式，而且具备对外通讯和数据交互功能，与上位机结合可以用于各种低压用电领域对用电设备的监测和控制。
以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种用电监控装置，其特征是：包括微处理器、用电信息采集电路、通讯接口、LED指示灯、存储器、继电器控制输出电路和开关电源，所述微处理器分别与用电信息采集电路的输出端、通讯接口、LED指示灯、存储器和继电器控制输出电路的输入端相连；所述用电信息采集电路的输入端与设置在交流电源线路中传感器的输出端相连，所述继电器控制输出电路的输出端与继电器的控制端相连；所述通讯接口分别与RS-232通讯模块、RS-485通讯模块、ZigBee通讯模块、RF433通讯模块和/或PLC电力线载波通讯模块相连；所述开关电源将外部交流电源转换为直流电后为微处理器供电。
2.根据权利要求1所述的一种用电监控装置，其特征是：所述设置在交流电源线路中传感器包括三个电流互感器和三个电压互感器，三个电流互感器分别设置在交流电源三相线路中，用以采集每一相线路的电流信号；三个电压互感器分别设置在交流电源三相线路中，用以采集每一相线路的电压信号。
3.根据权利要求2所述的一种用电监控装置，其特征是：所述用电信息采集电路包括三相多功能计量芯片，所述三相多功能计量芯片的输入端分别与电流互感器和电压互感器的输出端相连，三相多功能计量芯片的输出端与微处理器的信号输入端相连。
4.根据权利要求3所述的一种用电监控装置，其特征是：所述三相多功能计量芯片采用ATT7022E芯片，所述电流互感器采用天瑞公司生产的TR2121-1C芯片。
5.根据权利要求1所述的一种用电监控装置，其特征是：所述PLC电力线载波通讯模块采用GDW-PLCModem载波通讯模块。
6.根据权利要求1所述的一种用电监控装置，其特征是：所述继电器控制输出电路包括继电器控制电路和可调控制输出电路，所述可调控制输出电路包括0～5v或0～10v或4～20mA可调控制输出电路。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种用电监控装置，其特征是：所述处理器采用意法半导体公司的ARMCortex-M3微处理器STM32F103RCT6。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的一种用电监控装置，其特征是：所述存储器采用FM24W256-G铁电存储器。
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| CN201520982210.5U CN205229336U (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 一种用电监控装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107144771A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-09-08 | 康体佳智能科技（深圳）有限公司 | 一种内置智能监测功能的水流指示器系统 |
| CN114002499A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-02-01 | 浙江京禾电子科技有限公司 | 多回路交直流一体化广域量测终端 |
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2015
- 2015-12-01 CN CN201520982210.5U patent/CN205229336U/zh active Active
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