CN207817064U - 一种单相用电器分析监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于家居电力负荷监测系统技术领域，具体涉及一种单相用电器分析监测装置。本实用新型所要解决的技术问题是提出一种单相用电器分析监测装置，解决用户不能对用电器类别和工作状态实时监测的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型提出这样一种单相用电器分析监测装置，包括信息采集模块、串口通讯模块、主控模块、电源模块和显示模块，信息采集模块通过串口通讯模块与主控模块相连，主控模块还分别与电源模块和显示模块相连。本实用新型具有能实时指示用电器的类别和工作状态的效果并具有处理部分故障的功能。

Description

一种单相用电器分析监测装置

技术领域

本实用新型属于家居电力负荷监测系统技术领域，具体涉及一种单相用电器分析监测装置。

背景技术

随着科学技术的快速发展和人民生活方式的改变，各式各样的家用电器走进人们生活，成为生活的必需品。因此我们有必要对家用电器进行实时检测。传统的负荷监测一般分为两种：侵入式和非侵入式。由于侵入式负荷监测硬件成本高，安装复杂，不适用于居民家用电器的监测，非侵入式监测即在用户进户端安装分析装置，实时采集用电器的工作参数，随后再进行软件分析即可。非侵入式负荷监测方法对硬件的要求较低，是未来电器监测发展的方向。但是家庭用电系统的监测有别于其他领域，家用电器的复杂多样性对其工作的稳定性、安全性以及节能能力带来了巨大的挑战。对于家庭来说，我们要求的不仅仅是智能电表所能测量的总电量，更要求具体到家庭内每个设备的类别及其工作状态。而市场上的家用测量装置对家用小电流电器如：LDE灯、电风扇、充电器、路由器等的测量技术并不如人意。因此，提升单相用电器分析监测装置对家用小电流电器的测量能力非常重要。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种单相用电器分析监测装置，通过非侵入式监测各用电器，解决了用户不能对用电器类别和工作状态实时监测的问题，具有能实时指示用电器的类别和工作状态的效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种单相用电器分析监测装置，包括信息采集模块、串口通讯模块、主控模块、电源模块和显示模块，信息采集模块通过串口通讯模块与主控模块相连，所述串口通讯模块，主要用于将传送数据采集模块的数据传送到主控模块；主控模块还分别与电源模块和显示模块相连。

优选的，所述信息采集模块，用于采集用电器插板接口处的特征参数，包括电压采集单元,电流采集单元，分别用于采集用电器插板接口处的瞬时电压和瞬时电流；还包括IRMS计算单元、VRMS计算单元、瞬时功率计算单元、有功功率计算单元和无功功率计算单元，分别用于计算IRMS、VRMS、瞬时功率、有功功率和无功功率。

优选的，所述信息采集模块采用CS5463集成芯片，并采用分流器或互感器测量电流，采用分压电阻或电压互感器测量电压。

优选的，所述电源模块用于为整个系统提供电源，并包括瞬时断电保护电路，具有瞬时断电保护功能。

优选的，所述电源模块的正极输入端和负极输入端之间连接有滤波电容。

本实用新型有益效果是:能实时指示用电器的类别和状态并具有处理部分故障的功能。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的系统工作原理框图。

图2是本实用新型的具体实施方式的系统结构框图。

图3是本实用新型的具体实施方式的CS5463电路图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的实用新型构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如1和图2所示，一种单相用电器分析监测装置，包括信息采集模块、串口通讯模块、主控模块、电源模块和显示模块。信息采集模块通过串口通讯模块与主控模块相连，主控模块还分别与电源模块和显示模块相连。

本实用新型的主控模块采用STM32控制器，主要用于存储采集到的数据，建立特征参数库，以供监测模式使用。

信息采集模块，用于采集用电器插板接口处的特征参数，包括电压采集单元,电流采集单元，分别用于采集用电器插板接口处的瞬时电压和瞬时电流；还包括IRMS计算单元、VRMS计算单元、瞬时功率计算单元、有功功率计算单元和无功功率计算单元，分别用于计算IRMS、VRMS、瞬时功率、有功功率和无功功率。

如图3所示，本实施示例的信息采集模块采用CS5463集成芯片，并采用分流器或互感器测量电流，采用分压电阻或电压互感器测量电压。CS5463芯片包含两个ΔΣ模-数转换器(ADC)、功率计算功能、电能到频率转换器和一个串行接口的完整的功率测量芯片。相比其他测量芯片，CS5463采用低成本的分流器或互感器测量电流，使用分压电阻或电压互感器测量电压；并且CS5463具有与微控制器通讯的双向串口，可编程的电能-脉冲输出功能。CS5463还具有方便的片上的系统校准功能，具有温度传感器，电压下降检测，相位补偿功能，CS5463更具专业性和全面性。

串口通讯模块，主要用于将传送数据采集模块的数据传送到主控模块。

电源模块，用于为整个系统提供电源，并包括瞬时断电保护电路，具有瞬时断电保护功能。电源模块的正极输入端和负极输入端之间连接有滤波电容。

显示模块，主要用于实时显示插板上多种用电器的工作状态及电源线上的电特征参数，此处显示模块有多种选择性，可以使用LCD或OLED等显示屏，也可使用可携带的无线传输终端显示器。

本装置工作时，需要分析监测的多个负载(本实施示例为7个)连接在插线板上，在插线板的入口接入本装置。工作在自学习模式时：可先清除装置内的存储的所有特征参数，装置通过CS5463集成芯片测量电路的特征参数：瞬时电压,电流和计算IRMS、VRMS、瞬时功率、有功功率和无功功率。然后通过串口通讯模块将测量的数据传送到STM32控制器内，进行数据的存储，完成自学习模式。工作在监测模式时：CS5463集成芯片将实时测量的数据与STM32内的控制器进行对比，再通过显示模块显示点起的工作状态和类别。

上面对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种单相用电器分析监测装置，其特征在于，包括信息采集模块、串口通讯模块、主控模块、电源模块和显示模块，信息采集模块通过串口通讯模块与主控模块相连，所述串口通讯模块，主要用于将传送数据采集模块的数据传送到主控模块；主控模块还分别与电源模块和显示模块相连。

2.根据权利要求1所述的单相用电器分析监测装置，其特征在于，所述信息采集模块，用于采集用电器插板接口处的特征参数，包括电压采集单元,电流采集单元，分别用于采集用电器插板接口处的瞬时电压和瞬时电流；还包括IRMS计算单元、VRMS计算单元、瞬时功率计算单元、有功功率计算单元和无功功率计算单元，分别用于计算IRMS、VRMS、瞬时功率、有功功率和无功功率。

3.根据权利要求1所述的单相用电器分析监测装置，其特征在于，所述信息采集模块采用CS5463集成芯片，并采用分流器或互感器测量电流，采用分压电阻或电压互感器测量电压。

4.根据权利要求1所述的单相用电器分析监测装置，其特征在于，所述电源模块用于为整个系统提供电源，并包括瞬时断电保护电路，具有瞬时断电保护功能。

5.根据权利要求1所述的单相用电器分析监测装置，其特征在于，所述电源模块的正极输入端和负极输入端之间连接有滤波电容。