CN213846331U - 一种泛在电力物联安全态势终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泛在电力物联安全态势终端，包括：若干采集组件，采集组件包括电流互感器和线路温度传感器，电流互感器用于感应电气线路的电流以及对储能元件充电，线路温度传感器用于采集电气线路接线柱处和/或线路表面的温度；底座，底座经其若干采集端口分别与各采集组件电连接；主机，主机插接于底座上并经一插接端口互相电连接，主机内置有环境检测模块，其中，主机用于获取环境检测模块采集的环境温度、环境湿度、环境烟雾数据并上传外部平台，以及获取各采集组件采集各电气线路的电流、温度并上传外部平台。本实用新型多接口、集线式设计，更加容易安装维修，保障多线路监测的同时，终端能够自我供电，满足泛在电力物联网建设需求。

Description

一种泛在电力物联安全态势终端

技术领域

本实用新型属于电气线路安全预警技术领域，尤其涉及一种泛在电力物联安全态势终端。

背景技术

随着时代的发展，城市正一步步向着智能化的方向发展，其中，对于一座城市、一座工厂、一片小区、一户家庭而言，电气线路的安全态势感知与预警在智能化城市发展过程中变得尤为重要，而为了能够实现城市电气线路的智能化，市场上现有的电气火灾监控产品和消防监控产品显然已经很难满足需求。

现有技术的电气火灾监控产品和消防监控产品均为单一维度的数据采集终端，并且均是互相独立的设备，互不联通，获取的数据也非常局限，只能局限于例如一户人家或某一特定区域内进行安全监控，要想将这些设备连接起来组成一个大数据的感知网络，其布控区域受到工程难度、成本等因素有较大的局限性，无法满足一片区域的电气安全态势感知和预警的要求，而且感知域的单一性直接影响产品本身的预警准确性，因此误报率较高。

并且市场上现有的电气火灾监控产品和消防监控产品均为有源产品，在系统建设实施的过程中需要进行侵入式安装，即接入原有电路实现设备供电。该类系统建设过程中通常会伴随着线缆进行布线，施工难度和布控区域会受到不同程度的局限。同时传统产品的功耗控制不够精细，设备体积大过普通电表，在关键的电气节点难以实现安装监控。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种泛在电力物联安全态势终端，本实用新型的技术方案为：

一种泛在电力物联安全态势终端，包括：

若干采集组件，采集组件包括电流互感器和线路温度传感器，电流互感器用于感应电气线路的电流，线路温度传感器用于采集电气线路接线柱处和/或线路表面的温度；

底座，底座经其若干采集端口分别与各采集组件电连接；

主机，主机插接于底座上并经一插接端口互相电连接，主机内置有环境检测模块，环境检测模块包括环境温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，其中，主机用于获取环境检测模块采集的环境温度、环境湿度、环境烟雾数据并上传外部平台，以及获取各采集组件采集各电气线路的电流、温度并上传外部平台；

电流互感器还用于通过感应电气线路的电流对主机内置的储能器件进行充电，以为整个终端提供电能；

主机的壳体上开设有用于环境检测模块采集环境信息的通孔，主机与底座的插接连接处设有安全锁，用于主机的防盗以及终端的使用安全保护。

在其中一个实施例中，底座设有多路电流采集模块以及若干采集端口，多路电流采集模块经各采集端口分别与各电流互感器电连接，用于接收各电流互感器感应得到的电流信号并将其转换为直流信号。

在其中一个实施例中，多路电流采集模块包括多条电流采集支路，每一电流采集支路设有整流电桥，整流电桥经采集端口与电流互感器电连接，用于将电气线路的电流转换为直流信号。

在其中一个实施例中，主机设有电流检测放大模块、充电卸流模块、控制器，电流检测放大模块与底座的多路电流采集模块电连接，电流检测放大模块用于将直流信号转换为电压信号并进行信号放大，充电卸流模块用于通过直流信号对其储能器件进行充电控制，控制器与环境检测模块、电流检测放大模块电连接，控制器经底座还与采集组件电连接，控制器用于获取环境检测模块采集的环境温度、环境湿度、环境烟雾数据并上传外部平台，以及获取各采集组件采集各电气线路的电流、温度并上传外部平台。

在其中一个实施例中，电流检测放大模块包括检测电阻、减法器、放大器，其中，多路电流采集模块的输出端分别依次经插接端口、检测电阻与充电卸流模块电连接，减法器的两输入端分别与检测电阻的两端电连接，用于提取检测电阻两端的电压信号，放大器的输入端与减法器的输出端电连接，用于对电压信号进行信号放大。

在其中一个实施例中，充电卸流模块包括充电子模块、卸流子模块，其中，充电子模块用于通过直流信号对其储能器件充电以及检测储能器件的电量，卸流子模块用于根据储能器件的电量对直流信号进行卸流控制。

在其中一个实施例中，充电子模块包括第一隔离器件、电压检测器件、储能器件，卸流子模块包括第二隔离器件、卸流开关、卸流电阻；

多路电流采集模块的输出端依次经插接端口、检测电阻、第一隔离器件与储能器件电连接，电压检测器件用于检测储能器件的电压；

电流采集支路的输出端依次经插接端口、检测电阻、第二隔离器件与卸流开关的一端连接，卸流开关的另一端经卸流电阻接地，卸流开关的控制端与电压检测器件的输出端电连接。

在其中一个实施例中，主机还设有电池供电模块、指示灯模块，电池供电模块用于为终端提供备用电源，指示灯模块用于显示终端的工作运行状态以及电池供电模块的电量。

在其中一个实施例中，主机还设有外置天线接口，用于外接通信天线，以增强通信信号强度。

在其中一个实施例中，底座和主机上分别设有用于插接防呆的防呆件。

本实用新型与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本实用新型采用采集组件，将线路温度传感器与电流互感器集成为同一组件，并通过同一采集端口进行信号传输，减少了数据传输线路的布置，使得安装上更加容易简洁，维修上线路排查上更加容易，同时，多条电气线路的安全态势感知共用一套环境检测模块，可以共用环境温度、环境湿度、环境烟雾数据，进一步提高了设备的经济性，并且安装更加便捷，后续数据分析更加便捷，另外，为了检测的准确性，在主机的壳体上开设有通孔，以便于使主机与外界环境相同，为了主机的使用安全，在主机与底座的插接连接处设有安全锁，以防止主机被盗或被随意插拔；

本实用新型将终端分为底座和主机两部分，实现终端功能模块化控制，优化了终端内部运行机制和策略，采用多接口设计，在保障多线路监测的同时，终端能够通过电磁感应获取更多的电能，提升产品稳定性和寿命，从而满足泛在电力物联网建设需求，并且前期安装与后期维修上十分方便，将底座固定在电表箱内，主机插接于底座上即安装完成，若需维修，可以直接取下主机进行更换新的主机，即可完成维修；

本实用新型通过无源感知技术，通过电流互感器不仅实现了对电气线路电流的感知，而且实现了自我供电，可同时满足多户多条电气线路的安全态势感知需求，其中，通过充电卸流模块，可以利用采集的电流信号直接供电，不必外加或外接电源，使用更加方便，对于人员操作也更加安全，实现终端非侵入式安装，大大降低了安装上的难度，易安装易维修；

本实用新型同时可以对多条电气线路的电流进行感知，以进行电气安全态势感知，例如应用在小区的电表箱内，就能够一下子对多户业主进行电气安全态势感知，其中，通过共用主机部分电路，相比于现有技术，整体能耗降低、经济性更加好、安装性更加容易，并且数据采集之后汇总更加方便，有利于后期数据分析、处理、结果比对等等。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的一种泛在电力物联安全态势终端的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种泛在电力物联安全态势终端的电路结构示意图；

图3为本实用新型的一种泛在电力物联安全态势终端的安装示意图。

附图标记说明：

1-采集组件；11-电流互感器；12-线路温度传感器；2-底座；21-多路电流采集模块；211-整流电桥；22-采集端口；3-主机；31-插接端口；32-电流检测放大模块；321-检测电阻；322-减法器；323-放大器；33-充电卸流模块；331-充电子模块；3311-第一隔离器件；3312-电压检测器件；3313-储能器件；332-卸流子模块；3321-第二隔离器件；3322-卸流开关；3323-卸流电阻；34-控制器；35-防呆件；36-锁紧件；37-通孔；38-电池供电模块；39指示灯模块；40-外置天线接口；41-环境检测模块。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种电气安全态势多维参数感知电路作进一步详细说明。

参看图1和图2，本申请提供了一种泛在电力物联安全态势终端，包括：

若干采集组件1，采集组件1包括电流互感器11和线路温度传感器12，电流互感器11用于感应电气线路的电流，线路温度传感器12用于采集电气线路接线柱处和/或线路表面的温度；

底座2，底座2经其若干采集端口22分别与各采集组件1电连接；

主机3，主机3插接于底座2上并经一插接端口31互相电连接，主机3内置有环境检测模块41，环境检测模块41包括环境温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，其中，主机3用于获取环境检测模块41采集的环境温度、环境湿度、环境烟雾数据并上传外部平台，以及获取各采集组件1采集各电气线路的电流、温度并上传外部平台；

电流互感器11还用于通过感应电气线路的电流对主机3内置的储能器件进行充电，以为整个终端提供电能；

主机3的壳体上开设有用于环境检测模块41采集环境信息的通孔37，主机3与底座2的插接连接处设有安全锁，用于主机3的防盗以及终端的使用安全保护。

现具体对本实施例进行详细介绍，但不仅限于此。

本实施例的泛在电力物联安全态势终端适用于对多路电气线路进行安全态势感知，其中，特别适用于区域性的感知，例如可以设于同一层楼的总电表箱内，对该楼层的所有电气线路进行感知，也可以设于工厂的某一道工序的总供电箱内，对该工序的所有电气线路进行感知，等等。

参看图1，本实施例采用分体式设计，将终端分为底座2和主机3两部分，实现终端功能模块化控制，优化了终端内部运行机制和策略，采用多接口设计，在保障多线路监测的同时，终端能够通过电磁感应获取更多的电能，提升产品稳定性和寿命，从而满足泛在电力物联网建设需求，并且前期安装与后期维修上十分方便，将底座2固定在电表箱内，主机3插接于底座2上即安装完成，若需维修，可以直接取下主机3进行更换新的主机3，即可完成维修。

参看图1，优选地，本实施例为了便于正确安装主机3和底座2，在底座2和主机3上分别设有用于插接防呆的防呆件35，具体防呆件35可以为对应位置唯一的一个或多个凸块与凹槽，如三角形的对位卡位设置，可以保证主机3和底座2只有一个插接方向能够互相结合。

参看图1，优选地，为延长使用寿命以及避免一些紧急情况，例如电气线路长期没有任何电流流过，本实施例的主机3还设有电池供电模块38，用于为终端提供备用电源，其中，该电池供电模块38在主机的储能元件3313没电的情况下进行供电。本实施例的主机3还设有指示灯模块39，用于显示终端的工作运行状态以及电池供电模块38的电量，其中，本实施例规划为一侧电池指示灯在电能充足的情况下常亮绿灯，不足时显示为红灯，终端另一侧的正常工作常亮绿灯，非正常工作不亮灯，当不仅限于此。

参看图1，本实施例为了便于主机3和底座2之间固定牢固，底座2与主机3之间经一锁紧件36固定，锁紧件36可以为卡扣或磁吸件或螺纹件，保证了插接端口31信号连接的可靠性，避免接触不良引起的异常。另外，本实施例为了主机3的防盗以及终端的使用安全保护，防止非专业人士随意拆装、甚至盗取，本实施例还在主机3与底座2的插接连接处设有安全锁，具体安全锁可以采用一些机械锁、密码锁等，也可以采用一些非常规螺丝位置进行上锁，非常规螺丝需要特定的工具才能卸下，还可以采用隐藏式的暗扣进行上锁，等等。

参看图2，底座2设有多路电流采集模块21以及若干采集端口22，多路电流采集模块21经各采集端口22分别与各电流互感器11电连接，用于接收各电流互感器11感应得到的电流信号并将其转换为直流信号。具体地，多路电流采集模块21包括多条电流采集支路，每一电流采集支路设有整流电桥211，整流电桥211经采集端口22与电流互感器11电连接，用于将电气线路的电流转换为直流信号，其中，当电气线路有电流流经时，电流互感器11可以感知其中的电流情况，经过整流电桥211可以转换为直流电流小信号，并且本实施例的电流互感器11与底座2为设计，故采用采集端口22进行电路连接，实际需要感知几条电气线路，仅需插接对应的电流互感器11，安装十分方便。

参看图2，本实施例的采集端口22还用于连接线路温度传感器12，线路温度传感器12采集的信号经过采集端口22、插接端口31直接反馈给后面的控制器34，控制器34接收到数据后上传至外部平台。

较优地，本实施例的主机还内置有与控制器电连接的环境检测模块，环境检测模块包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，控制器还用于接收环境检测模块采集的温度、湿度、烟雾数据并上传至外部平台。其中，参看图3，多个电流互感器可以优选设于同一电表箱内，如此，可以共用同一主机进行电流信息的处理，并且通过同一套环境检测模块进行温度、湿度、烟雾数据的采集，得到的这些数据后续数据分析过程中多条电气线路共用，以进行多条电气线路的安全态势多维参数感知。

本实施例采用采集组件，将线路温度传感器与电流互感器集成为同一组件，并通过同一采集端口进行信号传输，减少了数据传输线路的布置，使得安装上更加容易简洁，维修上线路排查上更加容易，同时，多条电气线路的安全态势感知共用一套环境检测模块，可以共用环境温度、环境湿度、环境烟雾数据，进一步提高了设备的经济性，并且安装更加便捷，后续数据分析更加便捷，另外，为了检测的准确性，在主机的壳体上开设有通孔，以便于使主机与外界环境相同，为了主机的使用安全，在主机与底座的插接连接处设有安全锁，以防止主机被盗或被随意插拔。

参看图2，主机3设有电流检测放大模块32、充电卸流模块33、控制器34，电流检测放大模块32与底座2的多路电流采集模块21电连接，电流检测放大模块32用于将直流信号转换为电压信号并进行信号放大，充电卸流模块33用于通过直流信号对其储能器件3313进行充电控制，控制器34与环境检测模块、电流检测放大模块32电连接，控制器34经底座2还与采集组件电连接，控制器34用于获取环境检测模块采集的环境温度、环境湿度、环境烟雾数据并上传外部平台，以及获取采集组件采集的各电气线路的电流、温度并上传外部平台。

本实施例中，多条电气线路的安全态势感知可以共用同一主机的模块：通过同一电流检测放大模块对信号转换与放大，具体电流检测放大模块可以通过控制器选择需要采集的直流信号们进行信号转换与放大，以实现各电气线路的电流感知；通过同一控制器进行数据的上传至外部平台；通过同一充电卸流模块，完成整个电流的自我供电。

具体地，参看图2，本实施例的电流检测放大模块32包括检测电阻321、减法器322、放大器323，其中，在图中，检测电阻321为电阻R4，减法器322为U2A，放大器323为U1A，但整流电桥211输出的直流信号流经电阻R4时，减法器U2A通过提取出检测电阻R4两端的电压差后将直流信号转变为电压信号，再由放大器U1A将该电压信号放大之后，交由MCU控制器34的ADC转化为具体数字信号进行处理。

参看图2，本实施例的充电子模块331包括第一隔离器件3311、储能器件3313、电压检测器件3312，卸流子模块332包括第二隔离器件3321、卸流开关3322、卸流电阻3323，其中，第一隔离器件3311、第二隔离器件3321均用于模块电路之间电路隔离，使得电路之间互不干扰，具体可以常用光耦隔离器进行隔离。具体地，本实施例的储能器件3313采用超级电容来进行充电供电，超级电容可以利用流经检测电阻321的直流信号进行充电，当储能器件3313的电压达到上限时，即电压检测器件3312检测到超级电容的电压到达上限阈值，则会给卸流子模块332的卸流开关3322一个开启信号，将多余的直流电流流经卸流电阻3323进行卸放消耗，以防止储能器件3313过充电，当储能器件3313的电压达到下限时，电压检测器件3312检测到超级电容的电压到达下限阈值，则会给卸流子模块332的卸流开关3322一个关闭信号，以再次给超级电容进行充电，以此实现整个电路的供电。

本实施例通过无源感知技术，通过电流互感器不仅实现了对电气线路电流的感知，而且实现了自我供电，可同时满足多户多条电气线路的安全态势感知需求，其中，通过充电卸流模块，可以利用采集的电流信号直接供电，不必外加或外接电源，使用更加方便，对于人员操作也更加安全，实现终端非侵入式安装，大大降低了安装上的难度，易安装易维修。

同时，本实施例可以对多条电气线路的电流进行感知，以进行电气安全态势感知，例如应用在小区的电表箱内，就能够一下子对多户业主进行电气安全态势感知，其中，通过共用主机部分电路，相比于现有技术，整体能耗降低、经济性更加好、安装性更加容易，并且数据采集之后汇总更加方便，有利于后期数据分析、处理、结果比对等等，此外在该电路中共用一套环境检测模块，可以共用温度、湿度、烟雾数据，进一步提高了设备的经济性，并且安装更加便捷，后续数据分析更加便捷。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，包括：

若干采集组件，所述采集组件包括电流互感器和线路温度传感器，所述电流互感器用于感应电气线路的电流，所述线路温度传感器用于采集电气线路接线柱处和/或线路表面的温度；

底座，所述底座经其若干采集端口分别与各所述采集组件电连接；

主机，所述主机插接于所述底座上并经一插接端口互相电连接，所述主机内置有环境检测模块，所述环境检测模块包括环境温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，其中，所述主机用于获取所述环境检测模块采集的环境温度、环境湿度、环境烟雾数据并上传外部平台，以及获取各所述采集组件采集各电气线路的电流、温度并上传外部平台；

所述电流互感器还用于通过感应电气线路的电流对所述主机内置的储能器件进行充电，以为整个终端提供电能；

所述主机的壳体上开设有用于所述环境检测模块采集环境信息的通孔，所述主机与所述底座的插接连接处设有安全锁，用于所述主机的防盗以及终端的使用安全保护。

2.根据权利要求1所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述底座设有多路电流采集模块以及若干所述采集端口，所述多路电流采集模块经各所述采集端口分别与各所述电流互感器电连接，用于接收各所述电流互感器感应得到的电流信号并将其转换为直流信号。

3.根据权利要求2所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述多路电流采集模块包括多条电流采集支路，每一所述电流采集支路设有整流电桥，所述整流电桥经所述采集端口与所述电流互感器电连接，用于将电气线路的电流转换为所述直流信号。

4.根据权利要求2或3所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述主机设有电流检测放大模块、充电卸流模块、控制器，所述电流检测放大模块与所述底座的所述多路电流采集模块电连接，所述电流检测放大模块用于将所述直流信号转换为电压信号并进行信号放大，所述充电卸流模块用于通过所述直流信号对其储能器件进行充电控制，所述控制器与所述环境检测模块、所述电流检测放大模块电连接，所述控制器经所述底座还与所述采集组件电连接，所述控制器用于获取所述环境检测模块采集的环境温度、环境湿度、环境烟雾数据并上传外部平台，以及获取各所述采集组件采集各电气线路的电流、温度并上传外部平台。

5.根据权利要求4所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述电流检测放大模块包括检测电阻、减法器、放大器，其中，所述多路电流采集模块的输出端分别依次经所述插接端口、所述检测电阻与所述充电卸流模块电连接，所述减法器的两输入端分别与所述检测电阻的两端电连接，用于提取所述检测电阻两端的电压信号，所述放大器的输入端与所述减法器的输出端电连接，用于对所述电压信号进行信号放大。

6.根据权利要求5所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述充电卸流模块包括充电子模块、卸流子模块，其中，所述充电子模块用于通过所述直流信号对其储能器件充电以及检测所述储能器件的电量，所述卸流子模块用于根据所述储能器件的电量对所述直流信号进行卸流控制。

7.根据权利要求6所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述充电子模块包括第一隔离器件、电压检测器件、所述储能器件，所述卸流子模块包括第二隔离器件、卸流开关、卸流电阻；

所述多路电流采集模块的输出端依次经所述插接端口、所述检测电阻、所述第一隔离器件与所述储能器件电连接，所述电压检测器件用于检测所述储能器件的电压；

所述电流采集支路的输出端依次经所述插接端口、所述检测电阻、所述第二隔离器件与所述卸流开关的一端连接，所述卸流开关的另一端经所述卸流电阻接地，所述卸流开关的控制端与所述电压检测器件的输出端电连接。

8.根据权利要求1所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述主机还设有电池供电模块、指示灯模块，所述电池供电模块用于为终端提供备用电源，所述指示灯模块用于显示终端的工作运行状态以及所述电池供电模块的电量。

9.根据权利要求1所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述主机还设有外置天线接口，用于外接通信天线，以增强通信信号强度。

10.根据权利要求1所述的泛在电力物联安全态势终端，其特征在于，所述底座和所述主机上分别设有用于插接防呆的防呆件。

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