CN210442433U - 基于泛在物联网的计量电路及装置 - Google Patents
基于泛在物联网的计量电路及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210442433U CN210442433U CN201920959067.6U CN201920959067U CN210442433U CN 210442433 U CN210442433 U CN 210442433U CN 201920959067 U CN201920959067 U CN 201920959067U CN 210442433 U CN210442433 U CN 210442433U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pin
- circuit
- metering
- singlechip
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本实用新型公开了基于泛在物联网的计量电路及装置，涉及计量和计量传输领域；其电路包括电源电路和采集电路，还包括计量芯片、单片机和4G模块，所述采集电路包括1路电压传感器和8路电流传感器，所述1路电压传感器和8路电流传感器输入端连接电参数采集接口，其输出端分别连接计量芯片，所述计量芯片连接单片机，所述单片机连接4G模块，所述电源电路为计量芯片、单片机和4G模块供电。本实用新型通过设置多路采集和计量芯片，实现多路采集和计量，提高计量效率和采集效率，同时通过4G模块传输，提高传输的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及计量和计量传输领域，尤其是基于泛在物联网的计量电路及装置。
背景技术
泛在电力物联网即围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。泛在电力物联网将电力用户及其设备，电网企业及其设备，发电企业及其设备，供应商及其设备，以及人和物连接起来，产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务；以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇，提供价值服务。
随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像等，4G能够以100Mbps以上的速度下载，比家用宽带ADSL(4兆)快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。
感知层是各类传感器，感知层的数据传输至网络层需要从感知层终端模组到物联网基站，终端要求功耗小且传输距离远。感知层的电量计量是基础采集，现有技术中专利号：CN201520193080.7、专利名称：一种电能参数采集电路的专利公开了一种电路，其包括电流转化电压信号电路、降压电路、电能计量电路、电能数据采集控制器、网络通讯电路、数据处理服务器，电压互感器及电流互感器采集的各相电压、电流信号，经由电能数据采集控制器对电能计量电路发送的电能参数信号进行转换后通过网络传输给数据处理服务器，由计算机根据电压、电流信号计算出每一盏灯具的用电数据并实时显示灯具用电数据信息，通过本实用新型的电能参数采集电路可实现对电能参数的精确采集，为衡量灯具的电能质量提供了客观的依据，且具有结构简单、实用性强、成本低，效率高。上述电能数据的采集是单路的电流和电压，数据量大时，计算过程长，采集效率低和计量准确度低；同时数据传输采用总线传输或者3G传输，传输速度已无法满足物联网时代的需求。
因此本申请提出一种基于泛在物联网的计量电路及装置，多路并行采集和计量，提高计量效率和精度的同时实现4G无线传输。
发明内容
本实用新型的目的在于：本实用新型提供了基于泛在物联网的计量电路及装置，增设采集和计量路数，提高计量效率和精度的同时实现4G无线传输。
本实用新型采用的技术方案如下：
基于泛在物联网的计量电路，包括电源电路和采集电路，还包括计量芯片、单片机和4G模块，所述采集电路包括1路电压传感器和8路电流传感器，所述1路电压传感器和8路电流传感器输入端连接电参数采集接口，其输出端分别连接计量芯片，所述计量芯片连接单片机，所述单片机连接4G模块，所述电源电路为计量芯片、单片机和4G模块供电。
优选地，所述电源电路包括5V电源电路和3.3V电源电路，所述5V电源电路为计量芯片供电，所述3.3V电源电路为单片机和4G模块供电。
优选地，所述电参数采集接口连接市电时，所述采集电路、计量芯片和单片机的电路连接如下：
所述电压互感器接口U41的2接口连接电阻RV1后计量芯片的V2P引脚，U41的1接口连接电阻RV4后接地，电阻RV4还连接电阻RV3，电阻RV3连接U41的2接口，电阻RV1还连接电容CV1后接地；
所述电流传感器接口PowerPort2-5的接口对应连接计量芯片的Pout1-Pout8引脚，电参数采集接口PowerPort1的零线、火线对应连接计量芯片的COMMON_N、COMMON_L引脚；
所述计量芯片的VCC5引脚连接5V电源电路，所述计量芯片的CF1-CF8引脚对应连接单片机的PB0-PB7引脚。
优选地，所述4G模块包括SIM卡座和USR-LTE通信单元，所述SIM卡座连接USR-LTE通信单元，所述USR-LTE通信单元通过串口连接单片机。
优选地，所述单片机与4G模块的电路连接如下：SIM卡座的VCC引脚连接USR-LTE通信单元的VSIM引脚，SIM卡座的RESET引脚连接电阻R18后连接VSIM_RST引脚，SIM卡座的CLK引脚连接电阻R18后连接VSIM_CLK引脚，SIM卡座的IO引脚连接电阻R45后连接VSIM_DATA引脚，SIM卡座的VCC引脚、RESET引脚、CLK引脚、IO引脚对应连接二极管D5、D6、D12、D13后接地；SIM卡座的GND引脚接地，其还连接电容C28后连接SIM卡座的VCC引脚；
USR-LTE通信单元的LINKA引脚、LINKB引脚对应连接单片机的PB8、PB9引脚，其UTXD1引脚、URXD1引脚对应连接单片机的PB11、PB12引脚，其WORK引脚路单片机的PB10引脚，其GND引脚接地，其VIN引脚连接电池，其NET引脚连接单片机的PB13引脚，其RESET引脚连接电阻R8后连接3.3V电源电路，其RESET引脚还连接电阻R16后接地，其RELOAD引脚连接电阻R7后连接3.3V电源电路，其RELOAD引脚还连接电阻R17后接地。
基于泛在物联网的计量装置，包括电表终端，所述电表终端包括外壳和外壳内设置的上述计量电路。
基于泛在物联网的计量装置，包括充电终端，所述充电终端包括外壳和外壳内设置的上述述的计量电路。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型通过设置多路采集和计量芯片，实现多路采集和计量，提高计量效率和采集效率，同时通过4G模块传输，提高传输的可靠性和效率；
2.本实用新型采用计量芯片进行计费，通过采集、计算，将结果以高频脉冲的样式从计量芯片7脚CF端输出到单片机的I/O口，单片机通过采集此高频脉冲的周期数值计算出真实的功率值，在1000∶1范围内达到±0.3％的精度；
3.本实用新型通过4G模块快速传输计量数据的同时通过数据透传实时备份计量数据，利于实时监测和维护电力系统。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型的计量电路的计量芯片和采集电路的电路图；
图2是本实用新型的4G模块的电路图；
图3是本实用新型的电源电路的电路图。
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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
现有技术中电能数据的采集是单路的电流和电压，数据量大时，计算过程长，采集效率低和计量准确度低；同时数据传输采用总线传输或者3G传输，传输速度已无法满足物联网时代的需求，因此本申请提出一种计量电路，实现高速无线传输的同时提高采集和计量的效率，细节如下：
基于泛在物联网的计量电路，包括电源电路和采集电路，还包括计量芯片、单片机和4G模块，所述采集电路包括1路电压传感器和8路电流传感器，所述1路电压传感器和8路电流传感器输入端连接电参数采集接口，其输出端分别连接计量芯片，所述计量芯片连接单片机，所述单片机连接4G模块，所述电源电路为计量芯片、单片机和4G模块供电。
如图1所示，电参数采集接口连接市电时，所述采集电路、计量芯片和单片机的电路连接如下：
电压互感器接口U41的2接口连接电阻RV1后计量芯片的V2P引脚，U41的1接口连接电阻RV4后接地，电阻RV4还连接电阻RV3，电阻RV3连接U41的2接口，电阻RV1还连接电容CV1后接地；
电流传感器接口PowerPort2-5的接口对应连接计量芯片的Pout1-Pout8引脚，电参数采集接口PowerPort1的零线、火线对应连接计量芯片的COMMON_N、COMMON_L引脚；
计量芯片的VCC5引脚连接5V电源电路，所述计量芯片的CF1-CF8引脚对应连接单片机的PB0-PB7引脚。
本实施例应用在市电采集和计量时，工作原理：采集电路中电压互感器因为市电电压是统一的因此只采用1路电压传感器，但是电流会因电流由于设备、电池类型和所处充电段等因素的不同，因此每路电流不一致，因此采用8个电流传感器采集8路电流，实现一次性采集8路数据，大大提高采集效率，同时采集数据输入计量芯片，计量芯片叠加集成设置，实现8路独立计量，加快计量效率；计量芯片的输出连接单片机，单片机触发4G模块进行无线传输，通过数据透传实时备份计量数据。
电压传感器型号为ZHTPT104，电流传感器型号为ct204，传感器均采用霍尔型，实现的采集的隔离，从而实现强弱、交直隔离，减少了电路干扰，提高的计量电路的稳定性和安全性，计量芯片选用HLW8012，4G模块中的USR-LTE通信单元采用的型号为USR-LTE-7S4，其他器件的型号和取值如图1-3所示，本领域的技术人员根据本申请的记载可清楚、完整地实现本申请的技术方案，但型号和取值根据具体情况具体选择，不仅仅限于上述一种；综上，本实用新型通过设置多路采集和计量芯片，实现多路采集和计量，提高计量效率和采集效率，同时通过4G模块传输，提高传输的可靠性；采用计量芯片进行计费，通过采集、计算，将结果以高频脉冲的样式从计量芯片7脚CF端输出到单片机的I/O口，单片机通过采集此高频脉冲的周期数值计算出真实的功率值，在1000：1范围内达到±0.3％的精度。通过4G模块快速传输计量数据的同时通过数据透传实时备份计量数据，利于实时监测和维护电力系统。
实施例2
基于实施例1，本实施例细化4G模块，细节如下：
4G模块包括SIM卡座和USR-LTE通信单元，所述SIM卡座连接USR-LTE通信单元，所述USR-LTE通信单元通过串口连接单片机。
单片机与4G模块的电路连接如下：SIM卡座的VCC引脚连接USR-LTE通信单元的VSIM引脚，SIM卡座的RESET引脚连接电阻R18后连接VSIM_RST引脚，SIM卡座的CLK引脚连接电阻R18后连接VSIM_CLK引脚，SIM卡座的IO引脚连接电阻R45后连接VSIM_DATA引脚，SIM卡座的VCC引脚、RESET引脚、CLK引脚、IO引脚对应连接二极管D5、D6、D12、D13后接地；SIM卡座的GND引脚接地，其还连接电容C28后连接SIM卡座的VCC引脚；
USR-LTE通信单元的LINKA引脚、LINKB引脚对应连接单片机的PB8、PB9引脚，其UTXD1引脚、URXD1引脚对应连接单片机的PB11、PB12引脚，其WORK引脚路单片机的PB10引脚，其GND引脚接地，其VIN引脚连接电池，其NET引脚连接单片机的PB13引脚，其RESET引脚连接电阻R8后连接3.3V电源电路，其RESET引脚还连接电阻R16后接地，其RELOAD引脚连接电阻R7后连接3.3V电源电路，其RELOAD引脚还连接电阻R17后接地。
如图2所示，计量数据传输至控制器，控制器通过串口与4G模块进行通信，后台或者对应的管理平台与4G模块通过基站进行无线传输，传输计量结果完成备份，串口波特率根据具体需求设置，可以为2400/4800/9600/19200/38400，串口数据位为8位，停止位为2位，校验位包括偶校验和奇校验，实现高速无线传输。
4G模块中的USR-LTE通信单元采用的型号为USR-LTE-7S4，其他器件的选取如图2所示，电源包括24V电池和12V电池，通过转换获取3.3V电源，如图3所示，为4G模块供电。
实施例3
基于实施例1或者2所述的计量电路，本实施例提供包括所述计量电路的充电终端或者电表终端，实现高效采集电能参数和计量电能，高速无线传输电能数据和充电数据，实现电力物联。所述计量电路与实施例1和2所述的一致，在此不进行赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.基于泛在物联网的计量电路，包括电源电路和采集电路，其特征在于：还包括计量芯片、单片机和4G模块，所述采集电路包括1路电压传感器和8路电流传感器，所述1路电压传感器和8路电流传感器输入端连接电参数采集接口，其输出端分别连接计量芯片，所述计量芯片连接单片机，所述单片机连接4G模块，所述电源电路为计量芯片、单片机和4G模块供电。
2.根据权利要求1所述的基于泛在物联网的计量电路，其特征在于：所述电源电路包括5V电源电路和3.3V电源电路，所述5V电源电路为计量芯片供电，所述3.3V电源电路为单片机和4G模块供电。
3.根据权利要求2所述的基于泛在物联网的计量电路，其特征在于：所述电参数采集接口连接市电时，所述采集电路、计量芯片和单片机的电路连接如下：
电压互感器接口U41的2接口连接电阻RV1后计量芯片的V2P引脚，U41的1接口连接电阻RV4后接地，电阻RV4还连接电阻RV3，电阻RV3连接U41的2接口，电阻RV1还连接电容CV1后接地；
电流传感器接口PowerPort2-5的接口对应连接计量芯片的Pout1-Pout8引脚，电参数采集接口PowerPort1的零线、火线对应连接计量芯片的COMMON_N、COMMON_L引脚；
所述计量芯片的VCC5引脚连接5V电源电路，所述计量芯片的CF1-CF8引脚对应连接单片机的PB0-PB7引脚。
4.根据权利要求2所述的基于泛在物联网的计量电路，其特征在于：所述4G模块包括SIM卡座和USR-LTE通信单元，所述SIM卡座连接USR-LTE通信单元，所述USR-LTE通信单元通过串口连接单片机。
5.根据权利要求4所述的基于泛在物联网的计量电路，其特征在于：所述单片机与4G模块的电路连接如下：SIM卡座的VCC引脚连接USR-LTE通信单元的VSIM引脚，SIM卡座的RESET引脚连接电阻R18后连接VSIM_RST引脚，SIM卡座的CLK引脚连接电阻R18后连接VSIM_CLK引脚，SIM卡座的IO引脚连接电阻R45后连接VSIM_DATA引脚，SIM卡座的VCC引脚、RESET引脚、CLK引脚、IO引脚对应连接二极管D5、D6、D12、D13后接地；SIM卡座的GND引脚接地，其还连接电容C28后连接SIM卡座的VCC引脚；
USR-LTE通信单元的LINKA引脚、LINKB引脚对应连接单片机的PB8、PB9引脚，其UTXD1引脚、URXD1引脚对应连接单片机的PB11、PB12引脚，其WORK引脚路单片机的PB10引脚，其GND引脚接地，其VIN引脚连接电池，其NET引脚连接单片机的PB13引脚，其RESET引脚连接电阻R8后连接3.3V电源电路，其RESET引脚还连接电阻R16后接地，其RELOAD引脚连接电阻R7后连接3.3V电源电路，其RELOAD引脚还连接电阻R17后接地。
6.基于泛在物联网的计量装置，其特征在于：包括电表终端，所述电表终端包括外壳和外壳内设置的权利要求1-5任一项所述的计量电路。
7.基于泛在物联网的计量装置，其特征在于：包括充电终端，所述充电终端包括外壳和外壳内设置的权利要求1-5任一项所述的计量电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920959067.6U CN210442433U (zh) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 基于泛在物联网的计量电路及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920959067.6U CN210442433U (zh) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 基于泛在物联网的计量电路及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210442433U true CN210442433U (zh) | 2020-05-01 |
Family
ID=70403879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920959067.6U Expired - Fee Related CN210442433U (zh) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 基于泛在物联网的计量电路及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210442433U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113327411A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-31 | 云南电网有限责任公司楚雄供电局 | 一种计量自动化终端通信参数自适应系统 |
-
2019
- 2019-06-25 CN CN201920959067.6U patent/CN210442433U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113327411A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-31 | 云南电网有限责任公司楚雄供电局 | 一种计量自动化终端通信参数自适应系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104280715B (zh) | 一种关口电能表在线监控系统 | |
| CN111082836B (zh) | Hplc通信单元停上电智能检测装置及方法 | |
| CN109617628A (zh) | 一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法 | |
| CN206818859U (zh) | 一种高压电能表误差校验装置 | |
| CN107105056A (zh) | 一种基于WiFi通信的云控电表系统 | |
| CN204990657U (zh) | 远程抄表系统 | |
| CN105242087A (zh) | 一种分布式发电并网计量装置 | |
| CN108445411A (zh) | 一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统 | |
| CN103353727B (zh) | 基于合金电阻和射频识别的就地综合智能插座 | |
| CN210442433U (zh) | 基于泛在物联网的计量电路及装置 | |
| CN112381467A (zh) | 一种基于配电台区全量采集大数据的人工智能线损分析系统 | |
| CN103353717A (zh) | 网络化综合智能插座及其实现方法 | |
| CN207457464U (zh) | 一种基于物联网技术的蓄电池无线监测系统 | |
| CN102436733A (zh) | 一种热工电量型能效数据采集终端 | |
| CN205941845U (zh) | 一种基于stm32的ups电池在线监测系统 | |
| CN112218258A (zh) | 一种基于5g的电力计量在线监测方法 | |
| CN209593483U (zh) | 一种基于物联网NB-IoT集中器数据传输的家用电表 | |
| CN202421242U (zh) | 自适应多种可插拔通讯模块的电能表 | |
| CN103986231A (zh) | 一种网络化变电站智能计量系统 | |
| CN203365573U (zh) | 用于智能电网的电力参数监测装置 | |
| CN110308314A (zh) | 低压防窃电开关及其防窃电方法 | |
| CN201707390U (zh) | 带zigbee无线通信功能的电力线路安全监测仪 | |
| CN205246753U (zh) | 具有电表功能的设备 | |
| CN108919048A (zh) | 一种电网电压波动定位系统及定位方法 | |
| CN203455404U (zh) | 风电场电能计量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200501 Termination date: 20210625 |