CN207490962U - 一种电能监测网关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能监测网关，单片机和LED单元、红外线通信电路、以太网控制器、4G通信模块、SD卡、电力线载波通信单元电性连接，4G通信模块连接天线，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和单片机供电，储能电路连接单片机为单片机供电。有益效果：可通过电力线载波通信获取中继和终端的数据，可通过SD卡实现离线备份，可将数据上传至云服务器供用户在云端查看，可使用手持PDA方便实现网关系统的部署和管理，功能强大，使用方便，成本较低，可适用于大型的电能监测。

Description

一种电能监测网关

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网关。

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，现有的电能监测网关使用不够方便，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，提出一种电能监测网关，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网关，包括：单片机、LED单元、红外线通信电路、以太网控制器、4G通信模块、天线、SD卡、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；单片机和LED单元、红外线通信电路、以太网控制器、4G通信模块、SD卡、电力线载波通信单元电性连接，4G通信模块连接天线，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和单片机供电，储能电路连接单片机为单片机供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：可通过电力线载波通信获取中继和终端的数据，无需使用电池即可实现关键数据的掉电保存和掉电时的时钟保持，可通过SD卡实现离线备份，可将数据上传至云服务器供用户在云端查看，可使用手持PDA方便实现网关系统的部署和管理，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网关结构图。

附图中：1、单片机，2、以太网控制器，3、红外线通信电路，4、SD卡，5、LED单元，6、4G通信模块，7、天线，8、第一电力线载波通信电路，9、第二电力线载波通信电路，10、第三电力线载波通信电路，11、储能电路，12、DCDC电源转换模块，13、ACDC电源转换模块。

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网关，包括：单片机1、LED单元5、红外线通信电路3、以太网控制器2、4G通信模块6、天线7、SD卡4、电力线载波通信单元、储能电路11、DCDC电源转换模块12、ACDC电源转换模块13；单片机1和LED单元5、红外线通信电路3、以太网控制器2、4G通信模块6、SD卡4、电力线载波通信单元电性连接，4G通信模块6连接天线7，电力线载波通信单元连接电力线，ACDC电源转换模块13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13为电力线载波通信单元和DCDC电源转换模块12供电，DCDC电源转换模块12为储能电路11和单片机1供电，储能电路11连接单片机1为单片机1供电。

上述技术方案中，单片机1型号为STM32F103ZET6，以太网控制器2型号为W5500，4G通信模块6型号为SIM7600CE。

上述技术方案中，电能监测网关还包括GPS模块，GPS模块和单片机1电性连接。

上述技术方案中，单片机1通过红外线通信电路3和手持PDA进行红外通信。

上述技术方案中，电力线载波通信单元包括第一电力线载波通信电路8、第二电力线载波通信电路9、第三电力线载波通信电路10，第一电力线载波通信电路8连接电力线的A相电路，第二电力线载波通信电路9连接电力线的B相电路，第三电力线载波通信电路10连接电力线的C相电路。电力线载波通信单元通过UART串口与单片机1电性连接，电力线载波通信单元将单片机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。

上述技术方案中，电能监测网关连接若干中继，中继连接若干终端，电能监测网关通过电力线载波通信获取以下数据：

(1)轮询各中继，以获取各中继采集到的各相干线电流、电压、有功功率、无功功率、频率；

(2)通过中继转发，轮询中继下属的各终端采集到的用户入户电流、电压、有功功率、无功功率、频率、窃电报警信息；

(3)接收中继发出的温度越限报警和温度变化速率越限报警。

上述技术方案中，电能监测网关利用SD卡4对通过电力线载波通信获取的数据以及网关的配置信息进行离线备份。

上述技术方案中，电能监测网关通过电力线载波通信获取的数据经STM32F103ZET6单片机1打包后经4G网络或以太网上传至云服务器。

上述技术方案中，电能监测网关通过红外线通信电路3与手持PDA实现设备信息的录入、系统部署时的调试和设备入网移除的管理操作。

上述技术方案中，电能监测网关通过以太网、4G网络或GPS获取UTC时间，并将其作为标准时间，通过电力线通信实现各中继单元与标准时间的同步。

上述技术方案中，ACDC电源转换模块13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13为电力线载波通信单元和DCDC电源转换模块12提供直流电，DCDC电源转换模块12将15v直流转换为3.3v直流并为储能电路11和单片机1供电，储能电路11连接单片机1为单片机1供电，储能电路11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和短期的时钟保持。

上述技术方案中，LED单元5包括多个LED电路，LED单元5通过亮、灭、不同频率的闪烁表示网关的工作状态。

上述技术方案中，电能监测网关还可以包括一外壳体，外壳体包裹单片机、LED单元、红外线通信电路、以太网控制器、4G通信模块、天线、SD卡、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，外壳体具有通风孔，外壳体的四面可掀开，外壳体的顶部设有防雨板，防雨板用于遮挡雨水，防止电能监测网关内部器件被雨水淋湿。

上述技术方案中，电能监测网关还可以包括显示屏，显示屏和单片机电性连接，显示屏为触摸显示屏，用于显示相关数据信息或发送相关指令。

本实用新型提供的电能监测网关在使用过程中，通过电力线载波通信获取中继和终端的数据，通过SD卡存储相关数据实现相关数据的离线备份，通过以太网控制器、4G通信模块与云服务器进行通信并上传数据到云服务器，通过红外线通信电路与手持PDA进行红外通信实现网关系统的部署和管理，通过以太网控制器、4G通信模块、GPS模块获取UTC时间，通过LED单元亮、灭、不同频率的闪烁表示网关的工作状态，通过储能电路在单片机的外部供电掉电时完成数据的紧急存储和短期的时钟保持。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：可通过电力线载波通信获取中继和终端的数据，无需使用电池即可实现关键数据的掉电保存和掉电时的时钟保持，可通过SD卡实现离线备份，可将数据上传至云服务器供用户在云端查看，可使用手持PDA方便实现网关系统的部署和管理，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 (7)

1.一种电能监测网关，其特征在于，包括：单片机、LED单元、红外线通信电路、以太网控制器、4G通信模块、天线、SD卡、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；所述单片机和所述LED单元、所述红外线通信电路、所述以太网控制器、所述4G通信模块、所述SD卡、所述电力线载波通信单元电性连接，所述4G通信模块连接所述天线，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DCDC电源转换模块供电，所述DCDC电源转换模块为储能电路和单片机供电，所述储能电路连接所述单片机为单片机供电。

2.如权利要求1所述的电能监测网关，其特征在于，所述单片机型号为STM32F103ZET6。

3.如权利要求1所述的电能监测网关，其特征在于，所述电力线载波通信单元包括第一电力线载波通信电路、第二电力线载波通信电路、第三电力线载波通信电路，所述第一电力线载波通信电路连接电力线的A相电路，所述第二电力线载波通信电路连接电力线的B相电路，所述第三电力线载波通信电路连接电力线的C相电路。

4.如权利要求1所述的电能监测网关，其特征在于，所述以太网控制器型号为W5500。

5.如权利要求1所述的电能监测网关，其特征在于，所述4G通信模块型号为SIM7600CE。

6.如权利要求1所述的电能监测网关，其特征在于，还包括GPS模块，所述GPS模块和所述单片机电性连接。

7.如权利要求1所述的电能监测网关，其特征在于，所述单片机通过红外线通信电路和手持PDA进行红外通信。