CN209056038U - 分体式电气线路安全智能监控仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种分体式电气线路安全智能监控仪，包括布设于楼栋的主机和多个分别布设于各用户家的控制面板，所述控制面板通过线缆与主机进行双向通信；所述的主机设有CPU、电流电压采集模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块、电源处理模块、控制回路模块、断电控制模块和通信模块，还设有电源输入和输出接口。本实用新型可在线实时24小时监视各探测点的电流、温度、电压、过电压、漏电流等信息；通过电气线路设备回路的相关参数，判断故障发生的原因，指导企业开展治理，达到消除潜在的电气线路火灾安全隐患，全面保障用电安全的作用。

Description

分体式电气线路安全智能监控仪

技术领域

本实用新型涉及电气线路的安全管理领域，具体涉及一种分体式电气线路安全智能监控仪。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，电能的生产和使用量逐年递增，已成为最主要的能源。由电气故障引发火灾，特大火灾和群死群伤的恶性火灾事故时有发生。

火灾是一项发生几率较高的重大灾害事故，严重威胁人类生命安全，带来重大的财产损失，造成极大的环境污染。诱发火灾事故的因素有很多，其中由于电气设备使用不当、线路腐蚀老化等电气线路及故障因素导致的电气火灾占火灾总数的比例达到50％。

对于电气火灾的防护现已受到极大重视，为了限制电气火灾逐年增加的趋势，国家相继出台了多部标准和规范，要求在建筑中设置电气火灾报警系统，以预防电气火灾发生，减少火灾危害。据分析国内近些年来发生的大型火灾事故多数由于电气线路短路、打火引燃可燃物品造成。目前现有电气火灾监控系统不能对因绝缘层破损、线束内部断裂、导线接触处接触不良、漏电、温度过高等因素进行报警或动作，从而引发一系列严重的火灾。现有技术中也有用于气火灾监控的方案，但是该方案的成本非常高，监控一个房间需要约2000元以上，不利于推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了一种分体式电气线路安全智能监控仪。

为实现上述目的，本实用新型通过以下方案实现：一种分体式电气线路安全智能监控仪 ，包括布设于楼栋的主机和多个分别布设于各用户家的控制面板，所述控制面板通过线缆与主机进行双向通信；

所述的主机设有CPU、电流电压采集模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块、电源处理模块、控制回路模块、断电控制模块和通信模块，电流电压采集模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块、电源处理模块、控制回路模块、断电控制模块和通信模块与CPU电连接，还设有电源输入和输出接口；

CPU用于根据采集的信号进行运算和输出控制信号；

电流电压采集模块用于采集输入电源的电流和电压；

漏电采集模块，用于采集输入和输出的电流，并运算输入和输出的差值；

过载采集模块，用于采集输入的电流；

温度采集模块，用于采集接口和导线的温度；

断电控制模块，用于断开被监测位置的输入电源；

电源输入和输出接口，用于连接被监测位置的输入和输出的电源；

电源处理模块，用于给装置供电；

控制回路模块，用于控制继电器；

通信模块，用于输出监控数据至终端。所述CPU与通信模块电连接，CPU通过通信模块与终端连接，CPU通过通讯模块向终端传输当前的用电状态参数。

所述的控制面板设有LED显示模块和按钮模块，所述控制面板内置独立显示和控制芯片。

所述的控制面板还设有红外传感器，用于检测用电位置是否有人。

所述主机还包括报警模块，所述报警模块包括声光报警器和位置、类型显示单元，用于现场报警，并向终端发送报警信号和报警发生的具体位置；

所述声光报警器为蜂鸣器和LED指示灯。

所述主机还包括光线采集模块，光线采集模块与CPU电连接，将采集到的光电流参数传输给CPU。

所述通信模块为无线LoRa、zigbee或WIFI通信模块。

所述通信模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块和电流电压采集模块与CPU的引脚直接连接。

所述的电源输入和输出接口至少为两路，一路为普通用电电路，另一路为高负载用电电路；

电流电压采集模块、漏电采集模块、过载采集模块和断电控制模块也相应为两路。

所述电流电压采集模块采用型号为ATT7053B芯片；

CPU采用STM32F4系列单片机。

本实用新型的有益效果为：1、可在线实时24小时监视各探测点的电流、温度、电压、过电压、漏电流等信息；

2、 通过电气线路设备回路的相关参数，判断故障发生的原因，指导企业开展治理，达到消除潜在的电气线路火灾安全隐患，全面保障用电安全的作用；

3、 所有告警信息及操作记录均被写入日志，并可供用户查询调阅；

4、具备权限的管理人员可设定各采集模块的各种参数值，方便管理、提升效率；

5、终端自动记录电气线路中的电流、电压、节点温度、剩余电流等历史数据，智能生成线路安全保护等级，判断是否达到电气线路火灾发生临界点，并可及时进行本地自动断电操作，保护电气线路安全并上传报警信息。

6、 采用分体式结构，可精确采集每一户住户的电气线路参数，用户也可通过控制面板查看电力信息；

7、本实用新型的方案能够有效降低使用成本，在数量达到大规模的生产条件下，成本能够被压缩到300~1000/套，与现有技术相比成本降低至仅15~50%，且本实用新型的产品能够根据使用工况可定制的生产，有利于本实用新型装置的推广，从而能够将更多因为电气线路造成火灾预防在萌芽阶段，保护更多使用者的生命和财产安全。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的原理结构示意图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

如图1所示，分体式电气线路安全智能监控仪 ，包括布设于楼栋的主机和多个分别布设于各用户家的控制面板，所述控制面板通过线缆与主机进行双向通信；由此结构，用户可通过控制面板查看家中的电气线路参数。

所述的主机设有CPU、电流电压采集模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块、电源处理模块、控制回路模块、断电控制模块和通信模块，电流电压采集模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块、电源处理模块、控制回路模块、断电控制模块和通信模块与CPU电连接，还设有电源输入和输出接口；

CPU用于根据采集的信号进行运算和输出控制信号；

电流电压采集模块用于采集输入电源的电流和电压；

漏电采集模块，用于采集输入和输出的电流，并运算输入和输出的差值；

过载采集模块，用于采集输入的电流；

温度采集模块，用于采集接口和导线的温度；

断电控制模块，用于断开被监测位置的输入电源；

电源输入和输出接口，用于连接被监测位置的输入和输出的电源；

电源处理模块，用于给装置供电；

控制回路模块，用于控制继电器；

通信模块，用于输出监控数据至终端。由此结构，可在线实时24小时监视各探测点的电流、温度、电压、过电压等信息。终端自动记录电气线路中的电流、电压、节点温度、剩余电流等历史数据，智能生成线路安全保护等级，判断是否达到电气线路火灾发生临界点，并可及时进行本地自动断电操作，保护电气线路安全。所述CPU与通信模块电连接，CPU通过通信模块与终端连接，CPU通过通讯模块向终端传输当前的用电状态参数。

所述的控制面板设有LED显示模块和按钮模块，所述控制面板内置独立显示和控制芯片；优选的，采用STM32系列的低端控制芯片。

所述的控制面板还设有红外传感器，用于检测用电位置是否有人。监测到有人时打开照明和空调设备，监测到没有人时，在一个预设的时间段后自动关闭照明和空调，内设的温度采集模块还能够作为室内温度控制的补充控制手段，当达到预设温度时，自动断开空调设备的供电，减少电力的浪费。同时也便于收集办公室人员的加班时间或者在办公室的工作时间。

所述主机还包括报警模块，所述报警模块包括声光报警器和位置、类型显示单元，用于现场报警，并向终端发送报警信号和报警发生的具体位置；

所述声光报警器为蜂鸣器和LED指示灯。由此结构，当监控主机接收到监测仪发来的异常信息数据时，声光报警器的LED显示器显示相关数据。由此方案，便于提醒大楼内的人员注意用电安全，并及时处置相应故障。

所述主机还包括光线采集模块，光线采集模块与CPU电连接，将采集到的光电流参数传输给CPU。光线采集模块与红外传感器的组合，能够实现室内用电的智能化控制，通过预设的规则，能够在光线较暗的室内自动提供照明，或者光线较亮的室内自动关闭照明，光线采集模块的控制是在红外传感器检测到室内有人的情形下方可生效。

所述通信模块为无线LoRa、zigbee或WIFI通信模块。

所述通信模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块和电流电压采集模块与CPU的引脚直接连接。

所述的电源输入和输出接口至少为两路，一路为普通用电电路，另一路为高负载用电电路；高负载电路包括照明电路和空调电路。

电流电压采集模块、漏电采集模块、过载采集模块和断电控制模块也相应为两路。

进一步优选的，所述的主机通过网线线缆与两个控制面板电连接，由此结构，充分利用了CPU的引脚和运算能力，大幅减少整个电路的成本。

所述电流电压采集模块采用型号为ATT7053B芯片；ATT7053B是一个带SPI/UART接口的高精度单相多功能电能计量芯片；该芯片采用3路19位bitADC，支持3000 :1的动态范围；精度满足0.2S、0.5S；工作电压范围是4.5 ～ 5.5V。

优选的，CPU采用STM32F4系列单片机。

STM32F4是由ST（意法半导体）开发的一种高性能微控制器。其采用了90 纳米的NVM 工艺和ART。相比其他芯片，具有以下优点：1、集成了新的DSP和FPU指令。

2、先进技术和工艺

存储器加速器：自适应实时加速器（ART Accelerator™ ）；

多重AHB总线矩阵和多通道DMA：支持程序执行和数据传输并行处理，数据传输速率非常快。

3、高性能

由于采用了ST的ART加速器，程序从FLASH运行相当于0等待更多的存储器；

多达1MB FLASH；

192KB SRAM：128KB 在总线矩阵上，64KB在专为CPU使用的数据总线上高级外设与STM32F2兼容；

USB OTG高速 480Mbit/s；

IEEE1588，以太网MAC 10/100；

PWM高速定时器：168MHz最大频率；

加密/哈希硬件处理器：32位随机数发生器（RNG）；

带有日历功能的32位RTC：<1 μA的实时时钟，1秒精度。

4、低电压：1.8V到3.6V VDD；

全双工I2S；

12位 ADC：0.41us转换/2.4Msps（7.2Msps在交替模式）；

高速USART，可达10.5Mbits/s；

高速SPI，可达37.5Mbits/s；

Camera接口，可达54M字节/s。

以上所述仅为本实用新型专利的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本说明书内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.分体式电气线路安全智能监控仪 ，其特征在于：包括布设于楼栋的主机和多个分别布设于各用户家的控制面板，所述控制面板通过线缆与主机进行双向通信；

所述的主机设有CPU、电流电压采集模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块、电源处理模块、控制回路模块、断电控制模块和通信模块，电流电压采集模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块、电源处理模块、控制回路模块、断电控制模块和通信模块与CPU电连接，还设有电源输入和输出接口；

CPU用于根据采集的信号进行运算和输出控制信号；

电流电压采集模块用于采集输入电源的电流和电压；

漏电采集模块，用于采集输入和输出的电流，并运算输入和输出的差值；

过载采集模块，用于采集输入的电流；

温度采集模块，用于采集接口和导线的温度；

断电控制模块，用于断开被监测位置的输入电源；

电源输入和输出接口，用于连接被监测位置的输入和输出的电源；

电源处理模块，用于给装置供电；

控制回路模块，用于控制继电器；

通信模块，用于输出监控数据至终端。

2.根据权利要求1所述的分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：所述CPU与通信模块电连接，CPU通过通信模块与终端连接，CPU通过通讯模块向终端传输当前的用电状态参数。

3.根据权利要求1所述的分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：所述的控制面板设有LED显示模块和按钮模块，所述控制面板内置独立显示和控制芯片。

4.根据权利要求3所述的分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：还设有红外传感器，用于检测用电位置是否有人。

5.根据权利要求1所述的分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：所述主机还包括报警模块，所述报警模块包括声光报警器和位置、类型显示单元，用于现场报警，并向终端发送报警信号和报警发生的具体位置；

所述声光报警器为蜂鸣器和LED指示灯。

6.根据权利要求1所述的分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：所述主机还包括光线采集模块，光线采集模块与CPU电连接，将采集到的光电流参数传输给CPU。

7.根据权利要求1所述分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：所述通信模块为无线LoRa、zigbee或WIFI通信模块。

8.根据权利要求1所述分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：所述通信模块、漏电采集模块、温度采集模块、过载采集模块和电流电压采集模块与CPU的引脚直接连接。

9.根据权利要求1所述的分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：所述的电源输入和输出接口至少为两路，一路为普通用电电路，另一路为高负载用电电路；

电流电压采集模块、漏电采集模块、过载采集模块和断电控制模块也相应为两路。

10.根据权利要求1所述的分体式电气线路安全智能监控仪，其特征在于：所述电流电压采集模块采用型号为ATT7053B芯片；

CPU采用STM32F4系列单片机。