CN213181675U - 三相数显表设备和三相数显表系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种三相数显表设备和三相数显表系统；其中设备包括依次连接的输入电路、模数转换模块、主控制器和无线通信模块；其中输入电路用于连接配电设备，无线通信模块用于连接终端设备；输入电路获取配电设备中的模拟信号，对模拟信号进行降压或变流处理，并对处理后的模拟信号发送至模数转换模块；模数转换模块将处理后的模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输至主控制器；主控制器对数字信号进行处理，得到电量数据，并将电量数据通过无线通信模块发送至终端设备。该设备通过无线网络将配电设备的电能数据传输至终端设备，相关测试人员可以通过终端设备及时了解或掌握电力系统中配电设备的工作状态，实现了用户远程监控。

Description

三相数显表设备和三相数显表系统

技术领域

本申请涉及电力测试设备技术领域，特别是涉及一种三相数显表设备和三相数显表系统。

背景技术

配电设备是电力系统中必不可少的设备，如高压开关柜、低压开关柜、环网柜等。为了监测这些配电设备是否正常以及电力系统的稳定性，三相交流电模拟量的采集就显得至关重要。传统的电力系统中，通常三相交流模拟量的采集是通过专用仪表如数显表、多功能仪表、计量表等来实现的。该类专用仪表绝大多数都采用有线方式进行通讯(例如RS485)，有线通讯运行稳定、通讯速率高，有着很大的优势，但在需远距离敷设通讯线或有很多表需同时接到集中器时，铺设通讯线路成本高、工程量大且不美观；并且采用有线通讯维护难度大且成本高，线路的损伤会直接影响通讯质量；当增加新设备时，需增加通讯线，才能使设备加入通讯网内，使用非常不便。

发明内容

基于此，有必要针对现有的三相数显表设备布线复杂、维护成本高、使用不便的技术问题，提供一种三相数显表设备和三相数显表系统。

本发明提供一种三相数显表设备，包括：依次连接的输入电路、模数转换模块、主控制器和无线通信模块；其中所述输入电路用于连接配电设备，所述无线通信模块用于连接终端设备；

所述输入电路获取所述配电设备中的模拟信号，对所述模拟信号进行降压或变流处理，并对所述处理后的模拟信号发送至所述模数转换模块；

所述模数转换模块将所述处理后的模拟信号转化为数字信号，并将所述数字信号传输至所述主控制器；

所述主控制器对所述数字信号进行处理，得到电量数据，并将所述电量数据通过所述无线通信模块发送至所述终端设备。

本发明提供的三相数显表设备，输入电路获取配电设备的模拟信号，且对模拟信号进行降压或变流处理，然后将降压或变流处理后的模拟信号传输至模数转换模块，模数转换模块将处理后的模拟信号转化成数字信号并将数字信号主控制器，主控制器根据数字信号计算得到电量数据，然后将电量数据通过无线通信模块发送至终端设备；上述的三相数显表设备通过无线网络将配电设备的电量数据传输至终端设备，相关测试人员可以通过终端设备及时了解或掌握电力系统中配电设备的工作状态，实现了用户远程监控；另外，减少了线路的布置，大大减少了线路维修的困难。

进一步地，所述模拟信号包括电压模拟信号或电流模拟信号；

所述输入电路对所述电压模拟信号进行降压处理，得到处理后的模拟电压信号；

或

所述输入电路对所述电流模拟信号进行变流处理，得到处理后的模拟电流信号。

进一步地，所述输入电路包括采集电路、以及分别与所述采集电路连接的降压电路和变流电路；

所述采集电路获取所述电压模拟信号或电流模拟信号；

所述降压电路对所述电压模拟信号进行降压处理，得到处理后的模拟电压信号；

所述变流电路对所述电流模拟信号进行变流处理，得到处理后的模拟电流信号。

进一步地，所述输入电路还包括滤波电路；所述滤波电路分别连接所述降压电路、所述变流电路和所述模数转换电路；

所述滤波电路对所述处理后的模拟电压信号或所述处理后的模拟电流信号进行滤波处理。

进一步地，所述主控制器通过所述无线通信模块接收所述终端设备发送的控制指令，并根据所述控制指令调解所述配电设备中的模拟信号或所述三相数显表的相关参数。

进一步地，还包括交互模块，所述交互模块连接所述主控制器；

所述交互模块显示所述电量数据；

或所述交互模块输入所述三相数显表的相关参数。

进一步地，所述交互模块包括显示屏、按键和数码管驱动芯片；所述交互模块包括显示屏、按键和数码管驱动芯片；所述数码管驱动芯片分别连接所述显示屏、所述按键和所述主控制器；

所述显示屏显示所述电量数据；

所述按键输入所述三相数显表的相关参数。

进一步地，还包括电源模块；所述电源模块分别连接模数转换模块、所述主控制器、所述无线通信模块和所述交互模块。

进一步地，所述无线通信模块为GPRS无线通信模块。

根据上述的三相数显表设备，本发明还提供了一种三相数显表系统。

一种三相数显表系统，包括配电设备、终端设备和所述的三相数显表设备；所述配电设备通过所述三相数显表设备连接所述终端设备；

所述输入电路获取所述配电设备中的模拟信号，并对所述模拟信号进行降压或变流处理，并对所述处理后的模拟信号发送至所述模数转换模块；

所述模数转换模块将所述处理后的模拟信号转化为数字信号，并将所述数字信号传输至所述主控制器；

所述主控制器对所述数字信号进行处理，得到电量数据，并将所述电量数据通过所述无线通信模块发送至所述终端设备。

上述的三相数显表系统由于采用了上述的三相数显表设备，具有三相数显表设备相应的技术效果，如此上述的三相数显表系统通过无线网络将配电设备的电量数据传输至终端设备，相关测试人员可以通过终端设备及时了解或掌握电力系统中配电设备的工作状态，实现了用户远程监控；另外，减少了线路的布置，大大减少了线路维修的困难。

附图说明

图1为本发明的三相数显表设备一个实施例图；

图2是本发明的三相数显表设备一个实施例图；

图3是本发明的三相数显表设备中无线通信设备的接口连接方式的一个实施例图；

图4是本发明的三相数显表设备一个实施例图；

图5为本发明的三相数显表系统一个实施例图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本发明提供一种三相数显表设备；图1是本发明三相数显表设备的一个实施例图。如图1所示，一种三相数显表设备，包括依次连接的输入电路10、模数转换模块20、主控制器30和无线通信模块40；其中输入电路10用于连接配电设备，无线通信模块40用于连接终端设备；输入电路10获取配电设备中的模拟信号，对模拟信号进行降压或变流处理，并对处理后的模拟信号发送至模数转换模块20；模数转换模块20将处理后的模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输至主控制器30；主控制器30对数字信号进行处理，得到电量数据，并将电量数据通过无线通信模块40发送至终端设备。

具体的，三相数显表设备的输入电路10用于与电力系统的配电设备连接，获取配电设备中的模拟信号，然后对模拟信号进行处理，再将处理后的模拟信号传输至模数转换模块20。其中，配电设备可以是电力系统中的任一设备，包括高、低压开关柜、配电柜等等。

在其中一个实施例中，模拟信号包括电压模拟信号或电流模拟信号；输入电路对电压模拟信号进行降压处理，得到处理后的模拟电压信号；或输入电路对电流模拟信号进行变流处理，得到处理后的模拟电流信号。

模拟信号包括电压模拟信号或电流模拟信号，即输入电路10获取电压模拟信号或/和电流模拟信号，其中对电压模拟信号进行降压处理，得到降压后的电压模拟信号；对电流模拟信号进行变流处理，得到变流后的电流模拟信号。其中，进行降压处理是由于输入电路10获取的配电设备电压较高(例如220V的强电)，该发明的三相数显表设备难以显示较高电压，且容易造成设备损坏。进行变流处理是由于输入电路10获得的配电设备的电流较大(例如5A)，该三相数显表无法处理大电流，且容易造成设备损坏。降压处理通常是按照比例将大电压转化成小电压；变流处理是将大电流按比例变为小电流；例如将220V输入电压降压输出为100mV～200mV，将5A输入电流变流输出为2.5mA。

可选的，输入电路10可以直接与配电设备连接，直接获取配电设备的相关模拟信号。在另一种优选的实施方式中，输入电路10可以通过电压互感器或电流互感器与配电设备连接，然后通过电压互感器或电流互感器获取配电设备的相关模拟信号。

模数转换模块20用于对模拟信号进行处理，即将模拟信号转换成数字信号，然后将数字信号传输至主控制器30，主控制器30可以数字信号进行处理，计算得出电量数据，然后将电量数据传输至无线通信模块40，并通过无线通信模块40 将电量数据传输至终端设备。其中，所述电量数据包括电流数据、电压数据、功率数据等等。终端设备可以是智能手机、计算机设备、服务器以及云端设备等，终端设备用来存储以及显示配电设备的电量数据等，便于用户或相关检测人员实时监测了解配电设备的工作状态，在出现故障时以便及时发现以及维修。

在一种优选的实施方式中，模数转换模块20可以采用RN8302B芯片，该芯片主要是用于接收从输入电路部分过来的电压/电流信号，将模拟信号转化为数字信号传输到下级电路处理；该芯片具有测量(可测量电流、电压、电量等)、软件校表功能，内含采样数据处理电路；其精度高，可以达到0.5精度等级。

本发明提供的三相数显表设备，输入电路获取配电设备的模拟信号，且对模拟信号进行降压或变流处理，然后将降压或变流处理后的模拟信号传输至模数转换模块，模数转换模块将处理后的模拟信号转化成数字信号并将数字信号主控制器，主控制器根据数字信号计算得到电量数据，然后将电量数据通过无线通信模块发送至终端设备；上述的三相数显表设备通过无线网络将配电设备的电量数据传输至终端设备，相关测试人员可以通过终端设备及时了解或掌握电力系统中配电设备的工作状态，实现了用户远程监控；另外，减少了线路的布置，大大减少了线路维修的困难。

在其中一个实施例中，输入电路包括采集电路、以及分别与采集电路连接的降压电路和变流电路；采集电路获取电压模拟信号或电流模拟信号；降压电路对电压模拟信号进行降压处理，得到处理后的模拟电压信号；变流电路对电流模拟信号进行变流处理，得到处理后的模拟电流信号。

在其中一个实施例中，输入电路还包括滤波电路；滤波电路分别连接降压电路、变流电路和模数转换电路；滤波电路对处理后的模拟电压信号或处理后的模拟电流信号进行滤波处理。

具体而言，输入电路包括采集电路、分别与采集电路连接的降压电路和变流电路，以及滤波电路，其中滤波电路可以设置在采集电路与降压电路或变流电路之间，也可以设置在减压电路或变流电流之后，主要用于除去模拟信号中的杂波，减少干扰。

在其中一个实施例中，如图1所示，主控制器30通过无线通信模块40接收终端设备发送的控制指令，并根据控制指令调解配电设备中的模拟信号或三相数显表的相关参数。

具体的，终端设备可以通过无线通信模块40向主控制器30发送一些控制指令，该控制指令用于调解配电设备中的电压模拟信号、电流模拟信号的大小等，也可以用来调解一些三相数显表的相关参数，其中所述相关参数包括电流/ 电压变比、电流方向、变送设置、开关量输入输出等。采用上述方式便于远程的实时交互和操控。

在其中一个实施例中，主控制器30可以采用STM8S105C6T6芯片，该芯片数据处理速度快，大大提升了处理速度。

在其中一个实施例中，如图2所示，还包括交互模块50，交互模块50连接主控制器40；交互模块50显示电量数据；或交互模块50输入三相数显表的相关参数。

具体的，交互模块40一方面用于显示电量数据，以便相关测试人员及时查看了解配电设备相关信息；另一方面用于供用户或修改相关的参数。

在其中一个实施例中，交互模块包括显示屏、按键和数码管驱动芯片；交互模块包括显示屏、按键和数码管驱动芯片；数码管驱动芯片分别连接显示屏、按键和主控制器；显示屏显示电量数据；按键输入三相数显表的相关参数。

具体的，交互模块包括显示屏、按键和数码管驱动芯片，其中按键和显示屏分别通过数码管驱动芯片连接主控制器。数码管驱动芯片用来驱动按键以及显示屏工作。显示屏主要用于显示电量数据。按键用于输入或修改相关参数。

在其中一个可选的实施方式中，数码管驱动芯片可以采用74HC595数码管驱动芯片，该驱动芯片驱动能力强。

在其中一个实施例中，该三相数显表设备还外壳，外壳通常是绝缘外壳，由输入电路10、模数转换模块20、主控制器30、无线通讯模块40、交互模块50 以及电源模块60都安装于外壳内部。其中主控制器和交互芯片可以组成电路板 1，输入电路10和模数转换电路20可以组成电路板2，电源模块30可以组成电路板3，无线通讯模块组成电路板4，四块电路板之间的连接如图4所示：电路板1焊接排母作为底座，电路板2、3、4通过排针插入电路板1以达到联通的目的，各电路板以拔插的方式接入，方便维护。

在其中一个实施例中，如图2所示，还包括电源模块60；电源模块60分别连接模数转换模块20、主控制器30、无线通信模块40和交互模块50。

具体而言，三相数显表设备还包括电源模块60，电源模块60分别为模数转换模块20、主控制器30、无线通信模块40和交互模块50供电。其中电源模块 60通常将交流电转换成目标电压，然后采用目标电压为模数转换模块20、主控制器30、无线通信模块40以及交互模块50进行供电。其中，每一个设备的目标电压可以不相同，具体的根据每个设备的性质以及实际工作情况确定。例如，通常情况下，电源模块将输入的220V电进行降压稳压变成5V或3.3V的直流电供各个模块工作。

在其中一个实施例中，无线通信模块为GPRS无线通信模块。

GPRS(General Packet Radio Service，通用无线分组业务)，是一种基于GSM 系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接，其数据传输速度极快。

在一种可选的实施方式中，无线通信模块采用MG2608模块，其工作频段是：GSM850MHz，GSM900MHz，DCS1800MHz和PCS1900MHz。MG2608支持GPRS多时隙等级10和GPRS编码格式CS-1，CS-2，CS-3和CS-4，其多时隙等级为12，移动台等级为B，最大数据下行传输速度为85.6kbps，最大上行传输速度为85.6kbps；该模块可以由用户自行选择开关，通过PWRKEY管脚控制开关机。关机状态下长按开机键2s以上，模块会进入开机流程，软件会检测VBAT管脚电压，若VBAT管脚电压大于软件设置的开机电压(默认3.55V)，会继续开机动作直至系统开机完成；否则，会停止执行开机动作，系统会关机。针对数显表不同的使用情景，该通讯模块设计了休眠模式，通过DTR管脚来控制休眠，DTR高电平时允许模块休眠，当DTR为高时，模块在没有动作的情况下会在30s左右进入休眠模式；DTR由高电平变为低电平时将模块唤醒，也可以通过主串口连续发送AT指令也可以唤醒模块。模块数据接收脚与数据发送脚分别为：UART1_RXD、UART1_TXD，由STM8S105C6T6控制，当系统正常运行时，将模块工作模式置于GPRS DATA模式(GPRS数据传送模式)可以控制数据发送与接收的时间间隔，可以根据实际需要来调节；采用点对点协议，串口连接方式如图3所示。

应当理解，上述的无线通信模块不仅仅只是可以采用GPRS无线通信模块，也可以采用其他的无线通信模块，例如蓝牙通信模块、WiFi通信模块等。

根据上述的三相数显表设备，本发明还提供了一种三相数显表系统。

一种三相数显表系统，包括配电设备100、终端设备200和的三相数显表设备300；配电设备100通过三相数显表设备连接终端设备200；输入电路获取配电设备中的模拟信号，并对模拟信号进行降压或变流处理，并对处理后的模拟信号发送至模数转换模块；模数转换模块将处理后的模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输至主控制器；主控制器对数字信号进行处理，得到电量数据，并将电量数据通过无线通信模块发送至终端设备。

上述的三相数显表系统由于采用了上述的三相数显表设备，具有三相数显表设备相应的技术效果，如此通过上述的三相数显表系统通过无线网络将配电设备的电量数据传输至终端设备，相关测试人员可以通过终端设备及时了解或掌握电力系统中配电设备的工作状态，实现了用户远程监控；另外，减少了线路的布置，大大减少了线路维修的困难。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三相数显表设备，其特征在于，包括：依次连接的输入电路、模数转换模块、主控制器和无线通信模块；其中所述输入电路用于连接配电设备，所述无线通信模块用于连接终端设备；

所述输入电路获取所述配电设备中的模拟信号，对所述模拟信号进行降压或变流处理，并对所述处理后的模拟信号发送至所述模数转换模块；

所述模数转换模块将所述处理后的模拟信号转化为数字信号，并将所述数字信号传输至所述主控制器；

所述主控制器对所述数字信号进行处理，得到电量数据，并将所述电量数据通过所述无线通信模块发送至所述终端设备。

2.根据权利要求1所述的三相数显表设备，其特征在于，所述模拟信号包括电压模拟信号或电流模拟信号；

所述输入电路对所述电压模拟信号进行降压处理，得到处理后的模拟电压信号；

或

所述输入电路对所述电流模拟信号进行变流处理，得到处理后的模拟电流信号。

3.根据权利要求2所述的三相数显表设备，其特征在于，所述输入电路包括采集电路、以及分别与所述采集电路连接的降压电路和变流电路；

所述采集电路获取所述电压模拟信号或电流模拟信号；

所述降压电路对所述电压模拟信号进行降压处理，得到处理后的模拟电压信号；

所述变流电路对所述电流模拟信号进行变流处理，得到处理后的模拟电流信号。

4.根据权利要求3所述的三相数显表设备，其特征在于，所述输入电路还包括滤波电路；所述滤波电路分别连接所述降压电路、所述变流电路和所述模数转换电路；

所述滤波电路对所述处理后的模拟电压信号或所述处理后的模拟电流信号进行滤波处理。

5.根据权利要求1-4任一项所述的三相数显表设备，其特征在于，所述主控制器通过所述无线通信模块接收所述终端设备发送的控制指令，并根据所述控制指令调解所述配电设备中的模拟信号或所述三相数显表的相关参数。

6.根据权利要求5所述的三相数显表设备，其特征在于，还包括交互模块，所述交互模块连接所述主控制器；

所述交互模块显示所述电量数据；

或所述交互模块输入所述三相数显表的相关参数。

7.根据权利要求6所述的三相数显表设备，其特征在于，所述交互模块包括显示屏、按键和数码管驱动芯片；所述数码管驱动芯片分别连接所述显示屏、所述按键和所述主控制器；

所述显示屏显示所述电量数据；

所述按键输入所述三相数显表的相关参数。

8.根据权利要求7所述的三相数显表设备，其特征在于，还包括电源模块；所述电源模块分别连接模数转换模块、所述主控制器、所述无线通信模块和所述交互模块。

9.根据权利要求6-8任一项所述的三相数显表设备，其特征在于，所述无线通信模块为GPRS无线通信模块。

10.一种三相数显表系统，其特征在于，包括配电设备、终端设备和权利要求1-9任一项所述的三相数显表设备；所述配电设备通过所述三相数显表设备连接所述终端设备；

所述输入电路获取所述配电设备中的模拟信号，并对所述模拟信号进行降压或变流处理，并对所述处理后的模拟信号发送至所述模数转换模块；

所述模数转换模块将所述处理后的模拟信号转化为数字信号，并将所述数字信号传输至所述主控制器；

所述主控制器对所述数字信号进行处理，得到电量数据，并将所述电量数据通过所述无线通信模块发送至所述终端设备。

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