CN206259757U - 一种基于modbus协议的多功能电力监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，包含数据监控终端以及与其通过MODBUS协议连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含微控制器模块、电压检测模块、电流检测模块、模数转换模块、放大电路模块、RS485接口模块、定位模块、显示模块、无线通信模块、存储器模块、电源管理器和供电模块，其具有成本低、易于实现、通过RS485接口模块连接多个智能电表，将智能电表的读数进行汇总至微控制器模块，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；通过对电压、电流的检测，完成电力参数的智能监控。

Description

一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统

技术领域

本实用新型属于智能监控领域，尤其涉及一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统。

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。

无线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。

实用新型内容

本实用新型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MODBUS协议的多功能电力监控系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，包含数据监控终端以及与其通过MODBUS协议连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含微控制器模块、电压检测模块、电流检测模块、模数转换模块、放大电路模块、RS485接口模块、定位模块、显示模块、无线通信模块、存储器模块、电源管理器和供电模块，所述电压检测模块、电流检测模块分别依次经过模数转换模块、放大电路模块连接微控制器模块，所述RS485接口模块、定位模块、显示模块、无线通信模块、存储器模块分别与微控制器模块连接，所述微控制器模块通过电源管理器与供电模块连接；所述数据监控终端包含主控模块以及分别与其连接的数据接收模块、LCD显示屏、报警模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块。

作为本实用新型一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统的进一步优选方案，所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接主控模块。

作为本实用新型一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统的进一步优选方案，所述放大电路模块包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换模块的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接微控制器模块的输入端。

作为本实用新型一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统的进一步优选方案，所述电压检测模块采用芯片型号为HVD100的电压检测模块。

作为本实用新型一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统的进一步优选方案，所述电流检测模块采用芯片型号为KLARI-MOD SC的电流检测模块。

作为本实用新型一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用芯片型号为MSP430F149的微处理器。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型涉及一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，其具有成本低、易于实现、通过RS485接口模块连接多个智能电表，将智能电表的读数进行汇总至微控制器模块，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；通过对电压、电流的检测，完成电力参数的智能监控；

2、本实用新型数据监控终端采用太阳能电池和家用220 V电源的双供电方式，当有家用电时，通过直流低压继电器巧妙断开太阳能电池；当家用电断开时，太阳能电池充当电源，太阳能电池通过太阳能智能充电器连接太阳能板，充电器在阳光充足时为电池充电，充满电池时自动断开充电，完全满足电路的需要。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构原理图；

图2是本实用新型数据采集终端结构图；

图3是本实用新型放大电路模块电路图；

图4是本实用新型数据监控终端结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，包含数据监控终端以及与其通过MODBUS协议连接的多个数据采集终端，其具有成本低、易于实现、通过RS485接口模块连接多个智能电表，将智能电表的读数进行汇总至微控制器模块，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；通过对电压、电流的检测，完成电力参数的智能监控。

如图2所示，所述数据采集终端包含微控制器模块、电压检测模块、电流检测模块、模数转换模块、放大电路模块、RS485接口模块、定位模块、显示模块、无线通信模块、存储器模块、电源管理器和供电模块，所述电压检测模块、电流检测模块分别依次经过模数转换模块、放大电路模块连接微控制器模块，所述RS485接口模块、定位模块、显示模块、无线通信模块、存储器模块分别与微控制器模块连接，所述微控制器模块通过电源管理器与供电模块连接；所述电压检测模块采用芯片型号为HVD100的电压检测模块，所述电流检测模块采用芯片型号为KLARI-MOD SC的电流检测模块，所述微控制器模块采用芯片型号为MSP430F149的微处理器。所述电压检测模块用于采集电表的电压，所述电流检测模块用于实时采集智能电表的电流，然后经过模数转换模块和放大电路模块的模数转换和放大处理，进而上传至微控制器模块，结合智能电表采集的数据得出有功电量、有功功率、无功功率、电压电流和功率参数，所述显示模块用于实时显示微控制器模块结合智能电表采集的数据得出有功电量、有功功率、无功功率、电压电流和功率参数。所述无线通信模块用于将微控制器模块结合智能电表采集的数据得出有功电量、有功功率、无功功率、电压电流和功率参数上传至数据监控终端。所述供电模块通过电源管理器为微控制器模块、电压检测模块、电流检测模块、模数转换模块、放大电路模块、RS485接口模块、定位模块、显示模块、无线通信模块、存储器模块提供所需电能。

所述微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 KBFlash ROM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。

如图3所示，所述放大电路模块包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换模块的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接微控制器模块的输入端。

如图4所示，所述数据监控终端包含主控模块以及分别与其连接的数据接收模块、LCD显示屏、报警模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块。所述数据接收模块用于接收微控制器模块结合智能电表采集的数据得出有功电量、有功功率、无功功率和功率，所述数据存储模块用于根据时钟模块记录的时间存储接收的数据参数，所述电源模块用于提供主控模块、数据接收模块、LCD显示屏、报警模块、数据存储模块、时钟模块所需电能。

所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接主控模块。

采用太阳能电池和家用220 V电源的双供电方式。当有家用电时，通过直流低压继电器巧妙断开太阳能电池；当家用电断开时，太阳能电池充当电源。太阳能电池通过太阳能智能充电器连接太阳能板，充电器在阳光充足时为电池充电，充满电池时自动断开充电。在充足太阳是充电电流能达到1 A以上，完全满足电路需要。

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）具有与本实用新型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实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型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，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，其特征在于：包含数据监控终端以及与其通过MODBUS协议连接的多个数据采集终端，所述数据采集终端包含微控制器模块、电压检测模块、电流检测模块、模数转换模块、放大电路模块、RS485接口模块、定位模块、显示模块、无线通信模块、存储器模块、电源管理器和供电模块，所述电压检测模块、电流检测模块分别依次经过模数转换模块、放大电路模块连接微控制器模块，所述RS485接口模块、定位模块、显示模块、无线通信模块、存储器模块分别与微控制器模块连接，所述微控制器模块通过电源管理器与供电模块连接；所述数据监控终端包含主控模块以及分别与其连接的数据接收模块、LCD显示屏、报警模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，其特征在于：所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接主控模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，其特征在于：所述放大电路模块包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换模块的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接微控制器模块的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，其特征在于：所述电压检测模块采用芯片型号为HVD100的电压检测模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，其特征在于：所述电流检测模块采用芯片型号为KLARI-MOD SC的电流检测模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于MODBUS协议的多功能电力监控系统，其特征在于：所述微控制器模块采用芯片型号为MSP430F149的微处理器。