CN211718719U - 一种末端电能管控终端 - Google Patents

Abstract

一种末端电能管控终端，其特征在于，包括中央处理器、NB‑IOT通讯模块、通断控制单元、电源模块、掉电检测模块、电能采集传感单元组成；所述通断控制单元和所述掉电检测模块分别通过I/O总线与所述中央处理器的I/O输入端连接，所述NB‑IOT通讯模块和所述电能采集传感单元通过UART接口与所述中央处理器的信号端连接，所述电源模块分别与所述中央处理器、NB‑IOT通讯模块、通断控制单元、掉电检测模块电连接，以为各单元提供工作电压。

Description

一种末端电能管控终端

技术领域

本实用新型涉及智能终端领域，尤其涉及一种末端电能管控终端。

背景技术

随着科学技术的不断发展，我们的日常生活中充满各种各样的智能硬件设备，智能家居已经成为了家居行业的大趋势，这其中智能插座作为一款简单、实用的智能家居产品，已经得到了大量的应用。目前市面上的智能插座大多只考虑到数据监测以及远程控制，但是对于一些紧急状况，例如突然断电，并没有设置措施，这不利于产品运行稳定，对于很多用电器来说也存在一定安全隐患。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本系统提供一种末端电能管控终端。

一种末端电能管控终端，其特征在于，包括中央处理器、NB-IOT通讯模块、通断控制单元、电源模块、掉电检测模块、电能采集传感单元组成；所述通断控制单元和所述掉电检测模块分别通过I/O总线与所述中央处理器的I/O输入端连接，所述NB-IOT通讯模块和所述电能采集传感单元通过UART接口与所述中央处理器的信号端连接，所述电源模块分别与所述中央处理器、NB-IOT通讯模块、通断控制单元、掉电检测模块电连接，以为各单元提供工作电压。

进一步地，所述中央处理器包括MCU芯片及温湿度传感器，所述MCU芯片型号为FM33G0x6，所述温湿度传感器型号为SHT30-DIS-B。

进一步地，所述NB-IOT通讯模块包括SIM卡、无线通讯芯片及退耦电路，所述无线通讯芯片采用BC95B5JB-02-STDW，所述SIM卡与所述无线通讯芯片连接，所述无线通讯芯片与所述MCU芯片连接。

进一步地，所述电源模块包括AC-DC转换器电源芯片、线性稳压电源芯片及外围电路，所述AC-DC转换器电源芯片型号为XD308H，所述线性稳压电源芯片型号为LM1117IMPX-33。

进一步地，所述掉电检测模块包括法拉电容、升压转换器及外围电路，所述法拉电容型号为KAMCAP，所述升压转换器型号为TPS61021A。

进一步地，所述通断控制单元包括继电器及外围电路，所述继电器型号为HFE60/5-1HST-L2。

进一步地，所述电能采集传感单元包括电能计量芯片、电压采样电路及零线电流采样电路。

本实用新型的优点在于：

本实用新型一种末端电能管控终端，是一种实现远程电能通断与电力设备管理的智能产品；依托于NB-IoT/LoRa技术，平滑接入运营商网络LoRa，无需申请频段，可自行组网，使产品具备远程传输，低功耗以及信号高穿透性等特点，能够为用户提供精确、稳定的数据支撑，实现精准调控；通过与平台联动配合，分组管理，能够实现分组电力设备统一(单次/每日/每周/每月)通断，分组用电时间。为使产品运行稳定设置了掉电检测模块，通过一颗超级电容存储少量电能，当外部交流220电源断开时，立即给MCU供电，并触发掉电报警信号给MCU，MCU则立即发送报警数据包给NB_IOT模块，转发至服务器，实现掉电报警功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型一种末端电能管控终端的系统结构示意图；

图2为本实用新型一种末端电能管控终端的中央处理器电路图；

图3为本实用新型一种末端电能管控终端的NB-IOT通讯模块电路图；

图4为本实用新型一种末端电能管控终端的电源模块电路图；

图5为本实用新型一种末端电能管控终端的掉电检测模块电路图；

图6为本实用新型一种末端电能管控终端的通断控制单元电路图；

图7为本实用新型一种末端电能管控终端的电能采集传感单元。

其中：1-电源模块；2-通断控制单元；3-中央处理器；4-NB-IOT通讯模块；5-掉电检测模块；6-电能采集传感单元；7-服务器管理系统。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，一种末端电能管控终端，其特征在于，包括中央处理器3、NB-IOT通讯模块4、通断控制单元2、电源模块1、掉电检测模块5、电能采集传感单元6组成；所述通断控制单元2和所述掉电检测模块5分别通过I/O总线与所述中央处理器3的I/O输入端连接，所述NB-IOT通讯模块4和所述电能采集传感单元6通过UART接口与所述中央处理器3的信号端连接，所述电源模块1分别与所述中央处理器3、NB-IOT通讯模块4、通断控制单元2、掉电检测模块5电连接，以为各单元提供工作电压。

如图2所示，所述中央处理器3包括MCU芯片及温湿度传感器，所述MCU芯片型号为FM33G0x6，所述温湿度传感器型号为SHT30-DIS-B。

如图3所示，所述NB-IOT通讯模块4包括SIM卡、无线通讯芯片及退耦电路，所述无线通讯芯片采用BC95B5JB-02-STDW，所述SIM卡与所述无线通讯芯片连接，所述无线通讯芯片与所述MCU芯片连接。

如图4所示，所述电源模块1包括AC-DC转换器电源芯片、线性稳压电源芯片及外围电路，所述AC-DC转换器电源芯片型号为XD308H，所述线性稳压电源芯片型号为LM1117IMPX-33。

如图5所示，所述掉电检测模块包括法拉电容、升压转换器及外围电路，所述法拉电容型号为KAMCAP，所述升压转换器型号为TPS61021A。

如图6所示，所述通断控制单元包括继电器及外围电路，所述继电器型号为HFE60/5-1HST-L2。

如图7所示，所述电能采集传感单元包括电能计量芯片、电压采样电路及零线电流采样电路。

工作方式：

中央处理器3综合计算、逻辑判断、发送指令给各个模块；

电源模块1将交流220转换成直流3.3V给其他模块供电；

通断控制单元2采用双线圈磁保持继电器实现交流220的通断控制，当中央处理器3收到指令或触发条件时，通过IO口输出逻辑0或1来切换继电器的状态，从而实现控制交流220电源的功能；

电能检测传感单元6采用复旦微电子开发的专用电能计量芯片方案，实时采集、计算、存储电网电压、负载电流、负载功率、电量等参数，中央处理器3通过串口周期性读取这些参量，用于计算、判断、发送给NB_IOT通讯模块4；

NB_IOT通讯模块4负责与网络服务器通讯，通过电信运营商的NB_IOT网络，实现数据上传与接收，将中央处理器3发送过来的电压、电流、功率、电量等参数立即发送至服务器；

掉电检测模块5通过一颗超级电容存储少量电能，当外部交流220电源断开时，立即给中央处理器3供电，并触发掉电报警信号给中央处理器3，中央处理器3则立即发送报警数据包给NB_IOT通讯模块4，转发至服务器管理系统7，实现掉电报警功能。

Claims (7)

1.一种末端电能管控终端，其特征在于，包括中央处理器、NB-IOT通讯模块、通断控制单元、电源模块、掉电检测模块、电能采集传感单元组成；所述通断控制单元和所述掉电检测模块分别通过I/O总线与所述中央处理器的I/O输入端连接，所述NB-IOT通讯模块和所述电能采集传感单元通过UART接口与所述中央处理器的信号端连接，所述电源模块分别与所述中央处理器、NB-IOT通讯模块、通断控制单元、掉电检测模块电连接，以为各单元提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的一种末端电能管控终端，其特征在于，所述中央处理器包括MCU芯片及温湿度传感器，所述MCU芯片型号为FM33G0x6，所述温湿度传感器型号为SHT30-DIS-B。

3.据权利要求2所述的一种末端电能管控终端，其特征在于，所述NB-IOT通讯模块包括SIM卡、无线通讯芯片及退耦电路，所述无线通讯芯片采用BC95B5JB-02-STDW，所述SIM卡与所述无线通讯芯片连接，所述无线通讯芯片与所述MCU芯片连接。

4.根据权利要求1所述的一种末端电能管控终端，其特征在于，所述电源模块包括AC-DC转换器电源芯片、线性稳压电源芯片及外围电路，所述AC-DC转换器电源芯片型号为XD308H，所述线性稳压电源芯片型号为LM1117IMPX-33。

5.根据权利要求1所述的一种末端电能管控终端，其特征在于，所述掉电检测模块包括法拉电容、升压转换器及外围电路，所述法拉电容型号为KAMCAP，所述升压转换器型号为TPS61021A。

6.根据权利要求1所述的一种末端电能管控终端，其特征在于，所述通断控制单元包括继电器及外围电路，所述继电器型号为HFE60/5-1HST-L2。

7.根据权利要求1所述的一种末端电能管控终端，其特征在于，所述电能采集传感单元包括电能计量芯片、电压采样电路及零线电流采样电路。

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