CN209786872U - 一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置，是为10kV配电台区配套的一种供电线路的用电参数的采集装置，包括主控MCU、电流检测电路、电压检测电路、WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片、蓝牙通讯芯片及电力载波模块。WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片及蓝牙通讯芯片均一端与主控MCU的端口相连接，另一端通过天线连接无线局域网络；电力载波模块一端与主控MCU的端口相连接，另一端连接至输电线路。在此装置上同时设置了WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片、蓝牙通讯芯片及电力载波四种局域网无线通讯功能，不但能使用电参数以多种无线方式传输至配电台区的设备上，还能实现多种无线通讯接口之间的数据透传功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统数据采集技术领域，特别涉及一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置。
背景技术
变台数据通讯是智能电网数据采集的基础，“变台”，在这里指配电变压器及其配电设备，划分低压台区，是为了用电管理的需要，在人员分工，设备维护、电量计算，线损统计等方面管理的更规范、科学。变台设备是10kV配电台区所使用的一体化成套设备，配电台区安装有配电变压器及输电线路运行的监测设备，其采集的数据来自于终端的用电参数采集设备。
以往采集数据大都通过GPRS的方式进行，例如：公开号为CN 108289119 A的中国专利公开的一种基于嵌入式Web的一体化柱上变台数据监测系统及方法，配变终端与各参数采集单元之间采用GPRS方式进行通讯连接，进行数据交互，但此种方式有不可避免的缺点，GPRS一则通讯间断率高，二则外加费用较贵，并且通讯方式单一，不能实现多种无线通讯方式的数据接收。
数据的无线透传的硬件架构是将不同通讯网络协议的无线模块集成到一块控制芯片上，如果在电力系统的变台数据采集装置上应用多种局域网的无线通讯方式，则不但能使用电参数以多种无线传输方式进行传输，还能实现多种无线通讯接口之间的数据透传功能。
发明内容
为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置，是为10kV配电台区配套的一种供电线路的用电参数的采集装置，在此装置上同时设置了WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片、蓝牙通讯芯片及电力载波四种局域网无线通讯功能，不但能使用电参数以多种无线方式传输至配电台区的设备上，还能实现多种无线通讯接口之间的数据透传功能。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置，其电路结构包括主控MCU、电流检测电路、电压检测电路、WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片、蓝牙通讯芯片及电力载波模块。
所述的电流检测电路输入端连接用电用户供电线路上的电流互感器二次端，输出端连接主控MCU的端口，所述的电压检测电路输入端连接在用电用户的供电线路上，输出端连接主控MCU的端口，所述的WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片及蓝牙通讯芯片均一端与主控MCU的端口相连接，另一端通过天线连接无线局域网络；所述的电力载波模块一端与主控MCU的端口相连接，另一端连接至输电线路。
进一步地，所述的电压检测电路及电流检测电路均是由运算放大器构成的放大电路。
进一步地，所述的主控MCU为单片机芯片。
进一步地，所述的电力载波模块为BMP3系列嵌入式电力线载波调制解调器，其一端连接主控MCU的引脚，另一端直接连接220V电力线。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的变台用电参数的采集装置基于数据透传的硬件架构，将WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片、蓝牙通讯芯片及电力载波集成到一块控制芯片上，不但能使用电参数以多种无线方式传输至配电台区的设备上，还能实现多种无线通讯接口之间的数据透传功能；
2、采用电力载波通讯，充分利用了电力输电线路的资源，更适用于电力系统；
3、电力载波采用BMP3系列嵌入式电力线载波调制解调器，载波模块将输入端数据调制成载波信号发送至电力线，可以直接连接220V交流通讯线。
附图说明
图1为本实用新型的电路整体结构连接框图；
图2为本实用新型的网络布局图；
图3为本实用新型实施例的主控MCU的电路图；
图4为本实用新型实施例的电压采集电路的电路图；
图5为本实用新型实施例的电流采集电路的电路图；
图6为本实用新型实施例的LORA通讯芯片的电路图；
图7为本实用新型实施例的WIFI通讯芯片的电路图；
图8为本实用新型实施例的蓝牙通讯芯片的电路图；
图9为本实用新型实施例的电力载波模块的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置，其电路结构包括主控MCU、电流检测电路、电压检测电路、WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片、蓝牙通讯芯片及电力载波模块。
所述的电流检测电路输入端连接用电用户供电线路上的电流互感器CT二次端，输出端连接主控MCU的端口，所述的电压检测电路输入端连接在用电用户的供电线路上，输出端连接主控MCU的端口，所述的WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片及蓝牙通讯芯片均一端与主控MCU的端口相连接，另一端通过天线连接无线局域网络；所述的电力载波模块一端与主控MCU的端口相连接，另一端连接至输电线路。
进一步地，所述的电压检测电路及电流检测电路均是由运算放大器构成的放大电路。
进一步地，所述的主控MCU为单片机芯片。
进一步地，所述的电力载波模块为BMP3系列嵌入式电力线载波调制解调器，其一端连接主控MCU的引脚，另一端直接连接220V电力线。
如图2所示，本实用新型不但能将用电参数以多种无线方式传输至配电台区的设备上，还能实现多种无线通讯接口之间的数据透传功能，见图2，数据透传功能可以用于多个用电用户的采集装置之间的数据无线传输。
如图3所示，为本实用新型实施例的主控MCU的电路图，主控MCU采用单片机芯片ATXMEGA128A3，其7(VIA)、8(VIB)、9(VIC)号引脚分别为三相电压检测的输入引脚，用于连接图4中的电压检测电路；1(IA)、2(IB)、64(IC)号引脚用于连接图5的电流检测电路，42(LORA_RXD)、43(LORA_TXD)、46(LORA_READY)号引脚用于连接图6中的LORA通讯芯片；38-41(WIFI)号引脚连接图7中的WIFI通讯芯片；22(BLUEB_RXD)、23(BLUEB_TXD)号引脚连接图8的蓝牙芯片；27-29(ZW)号引脚连接图9的电力载波模块。
如图4所示，为本实用新型实施例的电压检测电路的电路图，图中包括3个单相R、S、T的电压检测电路，它们均是由运算放大器OPA234构成的放大电路(此放大电路为电路中常用的放大电路，本领域技术人员能够理解本图)，输出端VIA、VIB、VIC连接至图3的主控MCU。
如图5所示，为本实用新型实施例的电流检测电路的电路图，图中包括3个由电流互感器CT1、CT2、CT3二次端而来的电流检测信号，图中的ch1、ch2、ch3分别由图下端的由U1A(OPA234)运算放大电路构成，输出端IA、IB、IC连接至图3的主控MCU。
如图6所示，本实用新型实施例的LORA通讯芯片的电路图，采用的芯片型号为LORA-E32，其引脚连接关系在图3的描述中已经叙述，这里不再重复描述。
如图7所示，为本实用新型实施例的WIFI通讯芯片的电路图，图中WIFI芯片的1、2、7、8号引脚连接图4中的主控MCU。
如图8所示，本实用新型实施例的蓝牙通讯芯片的电路图，其与主控MCU的引脚连接关系在图3的描述中已经叙述，这里不再重复描述。
如图9所示，本实用新型实施例的电力载波模块为BMP31的电路图，其与主控MCU的引脚连接关系在图3的描述中已经叙述，这里不再重复描述，L、N引脚(CN16端子)直接连接至交流220V。
以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (4)
1.一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置，其特征在于，其电路结构包括主控MCU、电流检测电路、电压检测电路、WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片、蓝牙通讯芯片及电力载波模块；
所述的电流检测电路输入端连接用电用户供电线路上的电流互感器二次端，输出端连接主控MCU的端口，所述的电压检测电路输入端连接在用电用户的供电线路上，输出端连接主控MCU的端口，所述的WIFI通讯芯片、LORA通讯芯片及蓝牙通讯芯片均一端与主控MCU的端口相连接，另一端通过天线连接无线局域网络；所述的电力载波模块一端与主控MCU的端口相连接，另一端连接至输电线路。
2.根据权利要求1所述的一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置，其特征在于，所述的电压检测电路及电流检测电路均是由运算放大器构成的放大电路。
3.根据权利要求1所述的一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置，其特征在于，所述的主控MCU为单片机芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于多种局域无线通讯技术的变台用电参数采集装置，其特征在于，所述的电力载波模块为BMP3系列嵌入式电力线载波调制解调器，其一端连接主控MCU的引脚，另一端直接连接220V电力线。
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|---|---|---|---|---|
| CN112612821A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-04-06 | 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司 | 一体化变台全景数据多维信息融合分析方法 |
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