CN213240353U - 一种非侵入式电荷负载监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种非侵入式电荷负载监测装置，包括：负荷监测单元、数据处理单元、终端显示单元、第一数据传输单元、第二数据传输单元，所述负荷监测单元连接待测负荷端，所述负荷监测单元连接第一数据传输单元，所述第一数据传输单元连接数据处理单元，所述数据处理单元连接第二数据传输单元，所述第二数据传输单元连接终端显示单元；所述负荷监测单元用于获取待测负荷端的负荷参数，所述数据处理单元用于生成线路上的负荷信息，所述终端显示单元用于显示负荷信息。本实用新型提供的非侵入式电荷负载监测装置，在不干扰用户内部电器设备的基础上，具有实时监测及记录负荷数据、跟踪能效并辨识负荷类型的功能，结构简单，操作方便。

Description

一种非侵入式电荷负载监测装置

技术领域

本实用新型涉及能效跟踪及负荷识别技术领域，特别是涉及一种非侵入式电荷负载监测装置。

背景技术

目前，负荷监测技术主要分为侵入式负荷监测和非侵入式负荷监测两种。其中，侵入式负荷监测的方法需要在总负荷内部的每个用电器上都配备传感器，该方法虽然准确性高，但可靠性低，实施困难；非侵入式的方法只需在用户的用电入口处安装一个传感器，通过分析监测得到的总负荷数据，来获知用户各用电设备的工作状态和用电功率，是近年来负荷监测技术的研究重点，但是目前已有的非侵入式负荷监测装置结构复杂，操作繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种非侵入式电荷负载监测装置，在不干扰用户内部电器设备的基础上，具有实时监测及记录负荷数据、跟踪能效并辨识负荷类型的功能，结构简单，操作方便。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种非侵入式电荷负载监测装置，该装置包括：负荷监测单元、数据处理单元、终端显示单元、第一数据传输单元、第二数据传输单元，所述负荷监测单元连接待测负荷端，所述负荷监测单元连接所述第一数据传输单元，所述第一数据传输单元连接所述数据处理单元，所述数据处理单元连接所述第二数据传输单元，所述第二数据传输单元连接所述终端显示单元；所述负荷监测单元用于获取待测负荷端的负荷参数，所述数据处理单元用于生成线路上的负荷信息，所述终端显示单元用于显示负荷信息。

可选的，所述负荷监测单元包括基于霍尔电流传感器的负荷监测单元前端、以LM324三级运算电路为基础的负荷监测单元中端、由TMS320f28335DSP芯片的AD模块构成的负荷监测单元末端，所述霍尔电流传感器、LM324三级运算电路、AD模块依次连接，所述霍尔电流传感器用于弱化待测负荷端电流幅值，将大电流转换为小电压，LM324三级运算电路用于放大霍尔电流传感器的输出电压，AD模块对LM324三级运算电路的输出电压进行AD转换。

可选的，所述负荷监测单元还包括SD存储卡，用于存储经所述AD模块转换后的数据。

可选的，所述数据处理单元为TMS320F28335型数字信号处理器。

可选的，所述第一数据传输单元、第二数据传输单元均包括WiFi模块及Zigbee模块，所述WiFi模块用于将处理好的数据发送至互联网云平台，所述Zigbee模块用于连接所述数据处理单元。

可选的，所述WiFi模块为WM6201EU，所述Zigbee模块为ZM516X，所述ZM516X的RXD引脚和TXD引脚连接所述数据处理单元。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的非侵入式电荷负载监测装置，在不干扰用户内部电器设备的基础上，具有实时监测及记录负荷数据、跟踪能效并辨识负荷类型的功能；采用负荷监测单元获取待测负荷端的负荷参数，采用数据处理单元生成线路上的负荷信息，采用终端显示单元用于显示负荷信息；采用霍尔电流传感器弱化待测负荷端电流幅值，将大电流转换为小电压，采用LM324三级运算电路放大霍尔电流传感器的输出电压，采用AD模块对LM324三级运算电路的输出电压进行AD转换；采用SD存储卡并存储数据，使该装置在断电时能进行数据备份，提高了数据传输的可靠性；采用Zigbee模块融入智能家居的通信网络，实现该装置与智能家居通信，使该装置实现更大的功效；采用WiFi模块可以接受初始化参数数据及发送经过处理后的数据到互联网云平台，WiFi模块的通信协议底层基于TCP/IP协议栈，上层基于HTTP通信协议，保障了WiFi模块数据通信的稳定性、安全性与可靠性；采用终端显示单元实时显示采集到的电能数据和负荷类型辨识结果，方便查看。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例非侵入式电荷负载监测装置结构示意图；

图2为负荷监测单元结构示意图；

图3为本实用新型实施例非侵入式电荷负载监测装置工作示意图。

附图标记：101、负荷监测单元；101-1、SD存储卡；102、数据处理单元；103、终端显示单元；104、第一数据传输单元；104-1、WiFi模块；104-2、Zigbee模块；105、第二数据传输单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。

本实用新型的目的是提供一种非侵入式电荷负载监测装置，在不干扰用户内部电器设备的基础上，具有实时监测及记录负荷数据、跟踪能效并辨识负荷类型的功能，结构简单，操作方便。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-3所示，本实用新型实施例提供的非侵入式电荷负载监测装置，包括：负荷监测单元101、数据处理单元102、终端显示单元103、第一数据传输单元104、第二数据传输单元105，所述负荷监测单元101连接待测负荷端，所述负荷监测单元101连接所述第一数据传输单元104，所述第一数据传输单元104连接所述数据处理单元102，所述数据处理单元102连接所述第二数据传输单元105，所述第二数据传输单元105连接所述终端显示单元103；所述负荷监测单元101用于获取待测负荷端的负荷参数，所述数据处理单元102用于生成线路上的负荷信息，所述终端显示单元103用于显示负荷信息。

所述负荷监测单元101包括基于霍尔电流传感器的负荷监测单元前端、以LM324三级运算电路为基础的负荷监测单元中端、由TMS320f28335DSP芯片的AD模块构成的负荷监测单元末端，所述霍尔电流传感器、LM324三级运算电路、AD模块依次连接，所述霍尔电流传感器用于弱化待测负荷端电流幅值，将大电流转换为小电压，LM324三级运算电路用于放大霍尔电流传感器的输出电压，AD模块对LM324三级运算电路的输出电压进行AD转换。

所述负荷监测单元101还包括SD存储卡101-1，用于存储经所述AD模块转换后的数据。

可选的，所述数据处理单元102为TMS320F28335型数字信号处理器，用于处理和分析负荷监测单元101传送的数据，并实现负荷的分解辨识。

所述第一数据传输单元104及所述第二数据传输单元105均包括WiFi模块104-1及Zigbee模块104-2，所述WiFi模块104-1用于将处理好的数据发送至互联网，所述Zigbee模块104-2用于连接所述数据处理单元102，所述WiFi模块104-1的型号为WM6201EU，所述WiFi模块104-1能够支持STA和AP两种工作模式，在负荷监测单元101进行初始化的阶段，WiFi模块104-1工作于AP模式时，可以接收来自互联网云平台的一些初始化配置参数，在该装置进入常规工作阶段时，WiFi模块104-1负责向互联网云平台传输数据，所述WiFi模块104-1的通信协议底层基于TCP/IP协议栈，上层基于HTTP通信协议，保障了WiFi模块104-1数据通信的稳定性、安全性、可靠性，所述Zigbee模块104-2用于将该装置融入智能家居的通信网络，实现与智能家居进行通信的功能，所述Zigbee模块104-2的型号为ZM516X，所述ZM516X的RXD引脚和TXD引脚连接所述数据处理单元102。

该装置的工作过程为：负荷监测单元采集被测电路的负荷信号，该负荷信号包括电压信号及电流信号，并将该负荷信号转换成的数字信号传输给数据处理单元，数据处理单元进而对采集的数字信号进行处理，并将其发送给相关的设备进行处理。如数据处理单元对采集的数字信号进行滤波、启停事件检测等处理，当检测到被测电路上有电器启停事件发生时，则计算得到负荷特征向量，并通过数据传输模块将其发送给互联网云平台，互联网云平台则调用负荷识别算法来辨别电器的种类和状态。该装置通过监测被测电路的供电情况，并在断电时产生中断信号发送给负荷监测单元，负荷监测单元将采集的数字信号保存在SD存储卡中，使得该装置能够在断电时及时进行数据备份，不会造成数据遗失，并且可在装置供电恢复后重新读取传输，提高了数据传输的可靠性。

本实用新型提供的非侵入式电荷负载监测装置，在不干扰用户内部电器设备的基础上，具有实时监测及记录负荷数据、跟踪能效并辨识负荷类型的功能；采用负荷监测单元获取待测负荷端的负荷参数，采用数据处理单元生成线路上的负荷信息，采用终端显示单元用于显示负荷信息；采用霍尔电流传感器弱化待测负荷端电流幅值，将大电流转换为小电压，采用LM324三级运算电路放大霍尔电流传感器的输出电压，采用AD模块对LM324三级运算电路的输出电压进行AD转换；采用SD存储卡并存储数据，使该装置在断电时能进行数据备份，提高了数据传输的可靠性；采用Zigbee模块融入智能家居的通信网络，实现该装置与智能家居通信，使该装置实现更大的功效；采用WiFi模块可以接受初始化参数数据及发送经过处理后的数据到互联网云平台，WiFi模块的通信协议底层基于TCP/IP协议栈，上层基于HTTP通信协议，保障了WiFi模块数据通信的稳定性、安全性与可靠性；采用终端显示单元实时显示采集到的电能数据和负荷类型辨识结果，方便查看。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种非侵入式电荷负载监测装置，其特征在于，包括：负荷监测单元、数据处理单元、终端显示单元、第一数据传输单元、第二数据传输单元，所述负荷监测单元连接待测负荷端，所述负荷监测单元连接所述第一数据传输单元，所述第一数据传输单元连接所述数据处理单元，所述数据处理单元连接所述第二数据传输单元，所述第二数据传输单元连接所述终端显示单元；所述负荷监测单元用于获取待测负荷端的负荷参数，所述数据处理单元用于生成线路上的负荷信息，所述终端显示单元用于显示负荷信息。

2.根据权利要求1所述的非侵入式电荷负载监测装置，其特征在于，所述负荷监测单元包括基于霍尔电流传感器的负荷监测单元前端、以LM324三级运算电路为基础的负荷监测单元中端、由TMS320f28335DSP芯片的AD模块构成的负荷监测单元末端，所述霍尔电流传感器、LM324三级运算电路、AD模块依次连接，所述霍尔电流传感器用于弱化待测负荷端电流幅值，将大电流转换为小电压，LM324三级运算电路用于放大霍尔电流传感器的输出电压，AD模块对LM324三级运算电路的输出电压进行AD转换。

3.根据权利要求2所述的非侵入式电荷负载监测装置，其特征在于，所述负荷监测单元还包括SD存储卡，用于存储经所述AD模块转换后的数据。

4.根据权利要求1所述的非侵入式电荷负载监测装置，其特征在于，所述数据处理单元为TMS320F28335型数字信号处理器。

5.根据权利要求1所述的非侵入式电荷负载监测装置，其特征在于，所述第一数据传输单元、第二数据传输单元均包括WiFi模块及Zigbee模块，所述WiFi模块用于将处理好的数据发送至互联网云平台，所述Zigbee模块用于连接所述数据处理单元。

6.根据权利要求5所述的非侵入式电荷负载监测装置，其特征在于，所述WiFi模块为WM6201EU，所述Zigbee模块为ZM516X，所述ZM516X的RXD引脚和TXD引脚连接所述数据处理单元。

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