CN207488398U - 一种电能监测终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能监测终端，单片机和红外线通信电路、LED单元、电力线载波通信单元、电能监测芯片、监控装置、防盗报警器、身份验证装置电性连接，电力线载波通信单元连接电力线；ACDC电源转换模块连接电力线并从火线取交流电转换为直流电，ACDC电源转换模块为电力线载波通信单元和DCDC电源转换模块供电，DCDC电源转换模块为储能电路、单片机和电能监测芯片供电，储能电路连接单片机为单片机供电；电能监测芯片和第一滤波模块、第二滤波模块电性连接，第一滤波模块和电流互感模块电性连接，第二滤波模块和电压互感模块电性连接。使用方便，成本较低，可适用于大型的电能监测。

Description

一种电能监测终端

技术领域

本实用新型涉及电能监测技术领域，尤其是涉及一种电能监测终端。

背景技术

电能监测涉及到各相干线电流、电压、有功功率、无功功率、频率监测，以及用户累计用电量、入户电流、电压、有功功率、无功功率、频率、窃电信息监测等，需要监测的数据很多，监测的规模大，现有的电能监测终端使用不够方便，功能不够丰富，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种电能监测终端，解决现有技术中的上述技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种电能监测终端，包括：单片机、红外线通信电路、LED单元、电力线载波通信单元、储能电路、DCDC电源转换模块、ACDC电源转换模块、电能监测芯片、第一滤波模块、第二滤波模块、电流互感模块、电压互感模块、监控装置、防盗报警器、身份验证装置；所述单片机和所述红外线通信电路、所述LED单元、所述电力线载波通信单元、所述电能监测芯片、所述监控装置、所述防盗报警器、所述身份验证装置电性连接，所述电力线载波通信单元连接电力线；所述ACDC电源转换模块连接电力线并从火线取交流电转换为直流电，所述ACDC电源转换模块为电力线载波通信单元和所述DCDC电源转换模块供电，所述DCDC电源转换模块为所述储能电路、所述单片机和所述电能监测芯片供电，所述储能电路连接单片机为单片机供电；所述电能监测芯片和所述第一滤波模块、所述第二滤波模块电性连接，所述第一滤波模块和所述电流互感模块电性连接，所述第二滤波模块和所述电压互感模块电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：电能监测终端安装在电力线入户位置，电能监测芯片可实现用户累计用电量、入户单相电流有效值、电压有效值、单相交流电频率、有功功率、无功功率的测量，电能监测终端可通过电力线载波通信将电能监测芯片采集的电能监测数据发送给中继；单片机通过比较火线和零线上的电流有效值之差是否小于阈值判断用户是否存在窃电行为；即使不使用电池也可以实现关键数据的掉电保存；可使用手持PDA方便地与单片机进行红外通信实现电能监测终端的设置、升级、维护，功能强大，使用方便，成本较低，可适用于大型的电能监测。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种电能监测终端结构图。

附图中：1、单片机，2、红外线通信电路，3、LED单元，4、电力线载波通信单元，5、储能电路，6、DCDC电源转换模块，7、ACDC电源转换模块，8、电能监测芯片，9、第一滤波模块，10、第二滤波模块，11、电流互感模块，12、电压互感模块，13、监控装置，14、防盗报警器，15、身份验证装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种电能监测终端，包括：单片机1、红外线通信电路2、LED单元3、电力线载波通信单元4、储能电路5、DCDC电源转换模块6、ACDC电源转换模块7、电能监测芯片8、第一滤波模块9、第二滤波模块10、电流互感模块11、电压互感模块12、监控装置13、防盗报警器14；单片机1和红外线通信电路2、LED单元3、电力线载波通信单元4、电能监测芯片8、监控装置13、防盗报警器14电性连接，电力线载波通信单元4连接电力线；ACDC电源转换模块7连接电力线并从火线取交流电转换为直流电，ACDC电源转换模块7为电力线载波通信单元4和DCDC电源转换模块6供电，DCDC电源转换模块6为储能电路5、单片机1和电能监测芯片8供电，储能电路5连接单片机1为单片机1供电；电能监测芯片8和第一滤波模块9、第二滤波模块10电性连接，第一滤波模块9和电流互感模块11电性连接，第二滤波模块10和电压互感模块12电性连接。

上述技术方案中，电流互感模块11包括第一电流互感器、第二电流互感器，第一电流互感器、第二电流互感器连接电力线，第一电流互感器、第二电流互感器分别用于将电力线的相线电流及中性线电流转换为小电流信号。第一滤波模块9包括两个滤波电路，两个滤波电路分别连接第一电流互感器、第二电流互感器。

上述技术方案中，电压互感模块12连接电力线，电压互感模块12用于将单相的相电压转换为小电压信号。第二滤波模块10为一个滤波电路。

上述技术方案中，单片机1型号为STM8L152。

上述技术方案中，电能监测芯片8型号为RN8209。

上述技术方案中，电力线载波通信单元4与单片机1采用UART串口连接。

上述技术方案中，电能监测终端还可以包括显示屏、身份验证装置15，单片机1和显示屏、身份验证装置15电性连接。显示屏为触摸显示屏，显示屏用于显示相关数据或发送相关指令给单片机1；身份验证装置15为指纹验证装置或声音验证装置或虹膜验证装置或密码验证装置，身份验证装置15用于验证电能监测终端的维护人员的身份，当身份验证通过后，维护人员对电能监测终端进行维护、拆卸等将不触发防盗报警器14。

上述技术方案中，电能监测终端还可包括GPS模块，GPS模块和单片机1电性连接。GPS模块可提供给单片机UTC时间和位置信息。

上述技术方案中，单片机1通过红外线通信电路2和手持PDA进行红外通信，可实现串户监测功能，避免电能计费对象错误，可利用手持PDA对单片机1程序进行设置、升级或维护等。

上述技术方案中，电力线载波通信单元4通过UART串口与单片机1电性连接，电力线载波通信单元4将单片机1发送的数据帧传递到电力线，并将从电力线上接收到的数据帧发送给单片机1。本实用新型的实施例中，若干电能监测终端通过电力线连接到中继，若干中继通过电力线连接到网关，网关连接云服务器，电能监测终端在收到来自中继的电能监测数据查询指令后，通过电力线载波通信方式发送电能监测芯片8采集到的电能监测数据给中继。

上述技术方案中，电能监测芯片8及其外围电路在单片机1的控制下实现入户单相电流有效值、电压有效值、频率、有功功率、无功功率等的测量，具体的，电能监测芯片8可测量：

(1)累计用电量；

(2)单相交流电的频率值；

(3)单相交流电的电压有效值；

(4)单相交流电的电流有效值；

(5)单相交流电的有功功率；

(6)单相交流电的无功功率。

上述技术方案中，单片机1通过比较火线和零线上的电流有效值之差是否小于阈值判断是否存在窃电行为。

上述技术方案中，ACDC电源转换模块7连接电力线并从火线取交流电转换为15V的直流电，ACDC电源转换模块7为电力线载波通信单元4和DCDC电源转换模块6提供直流电，DCDC电源转换模块6将15v直流转换为3.3v直流并为储能电路5、电能监测芯片8和单片机1供电，储能电路5连接单片机1为单片机1供电，储能电路5采用超级电容储能，用于在单片机1的外部供电掉电时完成数据的紧急存储。

上述技术方案中，LED单元3通过亮、灭、不同频率的闪烁表示电能监测终端的工作状态。

上述技术方案中，监控装置13、防盗报警器14和单片机1电性连接，监控装置13用于采集电能监测终端附近的视频画面，防盗报警器14在盗窃者暴力破坏或试图盗窃电能监测终端时产生报警。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：电能监测终端安装在电力线入户位置，电能监测芯片可实现用户累计用电量、入户单相电流有效值、电压有效值、单相交流电频率、有功功率、无功功率的测量，电能监测终端可通过电力线载波通信将电能监测芯片采集的电能监测数据发送给中继；单片机通过比较火线和零线上的电流有效值之差是否小于阈值判断用户是否存在窃电行为；即使不使用电池也可以实现关键数据的掉电保存；可使用手持PDA方便地与单片机进行红外通信实现电能监测终端的设置、升级、维护，功能强大，使用方便，成本较低，可适用于大型的电能监测。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电能监测终端，其特征在于，包括：单片机、红外线通信电路、LED单元、电力线载波通信单元、储能电路、DCDC电源转换模块、ACDC电源转换模块、电能监测芯片、第一滤波模块、第二滤波模块、电流互感模块、电压互感模块、监控装置、防盗报警器、身份验证装置；所述单片机和所述红外线通信电路、所述LED单元、所述电力线载波通信单元、所述电能监测芯片、所述监控装置、所述防盗报警器、所述身份验证装置电性连接，所述电力线载波通信单元连接电力线；所述ACDC电源转换模块连接电力线并从火线取交流电转换为直流电，所述ACDC电源转换模块为电力线载波通信单元和所述DCDC电源转换模块供电，所述DCDC电源转换模块为所述储能电路、所述单片机和所述电能监测芯片供电，所述储能电路连接单片机为单片机供电；所述电能监测芯片和所述第一滤波模块、所述第二滤波模块电性连接，所述第一滤波模块和所述电流互感模块电性连接，所述第二滤波模块和所述电压互感模块电性连接。

2.如权利要求1所述的电能监测终端，其特征在于，所述电流互感模块包括第一电流互感器、第二电流互感器，所述第一电流互感器、所述第二电流互感器连接电力线，所述第一电流互感器、所述第二电流互感器分别用于将电力线的相线电流及中性线电流转换为小电流信号。

3.如权利要求1所述的电能监测终端，其特征在于，所述电压互感模块连接电力线，所述电压互感模块用于将单相的相电压转换为小电压信号。

4.如权利要求1所述的电能监测终端，其特征在于，所述单片机型号为STM8L152。

5.如权利要求1所述的电能监测终端，其特征在于，所述电能监测芯片型号为RN8209。

6.如权利要求1所述的电能监测终端，其特征在于，所述电力线载波通信单元与单片机采用UART串口连接。