CN207541148U

CN207541148U - 一种电能在线监测终端

Info

Publication number: CN207541148U
Application number: CN201721700550.XU
Authority: CN
Inventors: 罗璠; 李梦杰; 黄天戍; 汪银平
Original assignee: Hubei Power Technology Co Ltd
Current assignee: Hubei Power Technology Co Ltd
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2018-06-26
Anticipated expiration: 2027-12-08

Abstract

本实用新型公开了一种电能在线监测终端，包括：顶层板、电源板、控制板；顶层板包括LED模块、红外通信模块、储能模块；电源板包括电力线载波通信单元、电压互感器、电流互感器、ACDC电源转换模块；控制板包括单片机、电能监测芯片、DCDC电源转换模块、电流信号滤波模块、电压信号滤波模块；顶层板、电源板、控制板采用排针连接。有益效果：电能在线监测终端安装在电力线入户位置，电能监测芯片可实现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，结构紧凑、体积小，功能强大，成本较低，可适用于大型的电能监测；组装方便、灵活，使用便利。

Description

一种电能在线监测终端

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在线监测终端。

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，体积较大、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，提出一种电能在线监测终端，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在线监测终端，包括：顶层板、电源板、控制板；顶层板包括LED模块、红外通信模块、储能模块；电源板包括电力线载波通信单元、电压互感器、电流互感器、ACDC电源转换模块；控制板包括单片机、电能监测芯片、DCDC电源转换模块、电流信号滤波模块、电压信号滤波模块；顶层板包括排针P20、排针P21，电源板包括排针P10、排针P11，控制板包括排针P1、排针P2；LED模块和排针P20的第5针脚及排针P21的第2针脚、第3针脚、第4针脚连接，红外通信模块和排针P20的第5针脚及排针P21的第5针脚、第6针脚、第7针脚连接，储能模块和排针P20的第5针脚、第6针脚连接；电力线载波通信单元和排针P10的第10针脚及排针P11的第1针脚、第2针脚连接，电压互感器和排针P10的第2针脚、第3针脚连接，电流互感器和排针P10的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚连接，ACDC电源转换模块和排针P10的第10针脚连接；DCDC电源转换模块和排针P1的第9针脚、第10针脚连接，电流信号滤波模块的输入端连接排针P1的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚，电流信号滤波模块的输出端连接电能监测芯片；电压信号滤波模块的输入端连接排针P1的第2针脚、第3针脚，电压信号滤波模块的输出端连接电能监测芯片；电能监测芯片和排针P1的第8针脚连接，电能监测芯片和单片机连接；单片机和排针P2的第1针脚、第2针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接，单片机和排针P1的第8针脚连接；排针P20的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚分别和排针P10的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接；排针P21的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚分别和排针P11的第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接；排针P10的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚、第10针脚分别和排针P1的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚、第10针脚连接，排针P11的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚分别和排针P2的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：电能在线监测终端安装在电力线入户位置，电能监测芯片可实现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，电能在线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；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；电能在线监测终端采用顶层板、电源板、控制板三层PCB板组合而成，三层PCB板使用排针连接，避免了所有电路集成在一块PCB板上导致电路复杂的问题，组装方便、灵活，使用便利，结构紧凑、体积小。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种电能在线监测终端结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种电能在线监测终端的控制图；

图3是LED模块电路图；

图4是红外通信模块电路图；

图5是储能模块电路图；

图6是电力线载波通信单元电路图；

图7是电压互感器电路图；

图8是ACDC电源转换模块电路图；

图9是单片机电路图；

图10是电能监测芯片电路图；

图11是DCDC电源转换模块电路图；

图12是电流信号滤波模块电路图；

图13是电压信号滤波模块电路图。

附图中：1、顶层板，2、电源板，3、控制板，4、排针。

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在线监测终端，包括：顶层板1、电源板2、控制板3；顶层板1包括LED模块、红外通信模块、储能模块；电源板2包括电力线载波通信单元、电压互感器、电流互感器、ACDC电源转换模块；控制板3包括单片机、电能监测芯片、DCDC电源转换模块、电流信号滤波模块、电压信号滤波模块。

上述技术方案中，顶层板包括排针P20、排针P21，电源板包括排针P10、排针P11，控制板包括排针P1、排针P2。

上述技术方案中，LED模块和排针P20的第5针脚及排针P21的第2针脚、第3针脚、第4针脚连接，红外通信模块和排针P20的第5针脚及排针P21的第5针脚、第6针脚、第7针脚连接，储能模块和排针P20的第5针脚、第6针脚连接。

上述技术方案中，电力线载波通信单元和排针P10的第10针脚及排针P11的第1针脚、第2针脚连接，电压互感器和排针P10的第2针脚、第3针脚连接，电流互感器和排针P10的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚连接，ACDC电源转换模块和排针P10的第10针脚连接。

上述技术方案中，DCDC电源转换模块和排针P1的第9针脚、第10针脚连接，电流信号滤波模块的输入端连接排针P1的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚，电流信号滤波模块的输出端连接电能监测芯片；电压信号滤波模块的输入端连接排针P1的第2针脚、第3针脚，电压信号滤波模块的输出端连接电能监测芯片；电能监测芯片和排针P1的第8针脚连接，电能监测芯片和单片机连接；单片机和排针P2的第1针脚、第2针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接，单片机和排针P1的第8针脚连接。

上述技术方案中，排针P20的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚分别和排针P10的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接；排针P21的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚分别和排针P11的第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接；排针P10的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚、第10针脚分别和排针P1的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚、第10针脚连接，排针P11的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚分别和排针P2的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接。

上述技术方案中，电力线载波通信单元还连接电力线。

上述技术方案中，ACDC电源转换模块还连接电力线。

上述技术方案中，电能监测芯片采用RN08209D芯片。

上述技术方案中，单片机采用STM8L152R8。

上述技术方案中，顶层板1、电源板2、控制板3之间通过排针4连接，顶层板、电源板、控制板的内部模块与各自的排针连接，从而实现：单片机和红外通信模块、LED模块、储能模块、DCDC电源转换模块、电力线载波通信单元、电能监测芯片电性连接，ACDC电源转换模块和DCDC电源转换模块、电力线载波通信单元电性连接，DCDC电源转换模块和电能监测芯片、储能模块电性连接，电能监测芯片和电流信号滤波模块、电压信号滤波模块电性连接，电流信号滤波模块和电流互感器电性连接，电压信号滤波模块和电压互感器电性连接。

上述技术方案中，电流互感器有2个，电流互感器连接电力线，电流互感器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。电流信号滤波模块包括两个滤波电路，两个滤波电路分别连接2个电流互感器。

上述技术方案中，电压互感器连接电力线，电压互感器用于将单相的相电压转换为小电压信号。电压信号滤波模块为一个电压信号滤波电路。

上述技术方案中，单片机通过红外通信模块和手持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通过UART串口与单片机电性连接，电力线载波通信单元将单片机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。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，电能监测芯片及其外围电路在单片机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。

上述技术方案中，LED模块通过亮、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，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。

上述技术方案中，电能在线监测终端的尺寸和标准的3P断路器相同。

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

1.一种电能在线监测终端，其特征在于，包括：

顶层板、电源板、控制板；所述顶层板包括LED模块、红外通信模块、储能模块；所述电源板包括电力线载波通信单元、电压互感器、电流互感器、ACDC电源转换模块；所述控制板包括单片机、电能监测芯片、DCDC电源转换模块、电流信号滤波模块、电压信号滤波模块；所述顶层板包括排针P20、排针P21，所述电源板包括排针P10、排针P11，所述控制板包括排针P1、排针P2；

所述LED模块和排针P20的第5针脚及排针P21的第2针脚、第3针脚、第4针脚连接，所述红外通信模块和排针P20的第5针脚及排针P21的第5针脚、第6针脚、第7针脚连接，所述储能模块和排针P20的第5针脚、第6针脚连接；

所述电力线载波通信单元和排针P10的第10针脚及排针P11的第1针脚、第2针脚连接，所述电压互感器和排针P10的第2针脚、第3针脚连接，所述电流互感器和排针P10的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚连接，所述ACDC电源转换模块和排针P10的第10针脚连接；

所述DCDC电源转换模块和排针P1的第9针脚、第10针脚连接，所述电流信号滤波模块的输入端连接排针P1的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚，所述电流信号滤波模块的输出端连接电能监测芯片；所述电压信号滤波模块的输入端连接排针P1的第2针脚、第3针脚，所述电压信号滤波模块的输出端连接电能监测芯片；电能监测芯片和排针P1的第8针脚连接，所述电能监测芯片和单片机连接；单片机和排针P2的第1针脚、第2针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接，单片机和排针P1的第8针脚连接；

排针P20的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚分别和排针P10的第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接；排针P21的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚分别和排针P11的第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接；排针P10的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚、第10针脚分别和排针P1的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚、第10针脚连接，排针P11的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚分别和排针P2的第1针脚、第2针脚、第3针脚、第4针脚、第5针脚、第6针脚、第7针脚、第8针脚、第9针脚连接。

2.如权利要求1所述的电能在线监测终端，其特征在于，所述电力线载波通信单元还连接电力线。

3.如权利要求1所述的电能在线监测终端，其特征在于，所述ACDC电源转换模块还连接电力线。

4.如权利要求1所述的电能在线监测终端，其特征在于，所述电能监测芯片采用RN08209D芯片。

5.如权利要求1所述的电能在线监测终端，其特征在于，所述单片机采用STM8L152R8。