CN215953818U - 一种基于物联网的智慧断电监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于物联网的智慧断电监测设备，包括：定位模块，用于获取当前设备的位置信息；NBIOT通讯模块，用于跟远端服务器进行窄带物联网通讯；断线检测模块，用于根据电磁感应现象来检测所在位置处的线路通断结果；单片机控制模块，其分别电连接定位模块、NBIOT通讯模块、断线检测模块，用于进行逻辑处理；电源模块，用于为单片机控制模块、定位模块、NBIOT通讯模块、断线检测模块提供工作所需要的电压及电流。本实用新型的设备可在线检测线路的通断情况，便于检修人员快速定位线路断裂点，并且具有强覆盖、低功率、低成本的特点。

Description

一种基于物联网的智慧断电监测设备

技术领域

本实用新型涉及物联网领域，具体涉及一种基于物联网的智慧断电监测设备。

背景技术

目前在城市规划中，市电线路需经地下走线铺设，受地质原因或地上动工等原因，市电线路时有发生局部断裂事故，经常需要线路维护部门的检修人员进行抢修。但随着城市规模的扩大和城市水平的不断发展，地下走线的电路网络日趋庞大复杂，同时也为检修人员在线路断裂事故发生时查找断裂点带来不便，影响应急反应速度，基于此，对线路的在线检测具有发展意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智慧断电监测设备的硬件结构，其具有强覆盖、低功率、低成本的特点。

本实用新型通过以下技术方案实现：

提供一种基于物联网的智慧断电监测设备，包括：

定位模块，用于获取当前设备的位置信息；

NBIOT通讯模块，用于跟远端服务器进行窄带物联网通讯；

断线检测模块，用于根据电磁感应现象来检测所在位置处的线路通断结果；

单片机控制模块，其分别电连接定位模块、NBIOT通讯模块、断线检测模块，用于进行逻辑处理；

电源模块，用于为单片机控制模块、定位模块、NBIOT通讯模块、断线检测模块提供工作所需要的电压及电流。

本实用新型的智慧断电监测设备在软件人员编程后，具有如下有益效果：

(1)可间隔分布于市电线路上，上报当前线路的通断情况，以及位置信息和电量信息给服务器，便于检修人员在事故发生时快速定位线路断裂点，提升线路维护部门的应急反应速度；

(2)使用NBIOT通讯，其相对GPRS而言可增加信号增益，实现通讯范围的强覆盖，且NBIOT的终端功耗较低，可确保设备自带一次性电池即可使用三年寿命，同时NBIOT无需重新建网，射频和天线可重复使用，满足低功耗低成本需求。

所述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

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。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的台件。

图1为本实用新型的智慧断电监测设备的结构示意图。

图2为本实用新型的智慧断电监测设备的系统框图。

图3为断线检测模块的电路图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

智慧断电监测设备的电子器件安装于如图1所示的密封壳体内，以实现地下防水功能。其中，电子器件由如图2所示的定位模块1、NBIOT通讯模块2、断线检测模块3、单片机控制模块4、电源模块5五大部分组成。

所述定位模块1为GPS模块，其利用GPS技术高精度地获取当前设备的位置信息。

所述NBIOT通讯模块2，用于跟远端服务器进行通讯，把监测到的线路通断情况，及时传达到服务器，其基于窄带物联网技术的特点，主要实现通讯的强覆盖、低功率、低成本。

所述断线检测模块3，用于根据电磁感应现象来检测所在位置处的线路通断结果，把信号传给单片机控制模块。

具体地说，如图3所示，所述断线检测模块包括感应线圈L1、信号放大电路、模拟电压比较器U1三部分，感应线圈L1用于感应交变电流信号，信号放大电路由三极管Q1、Q2组成二级放大，用于将感应线圈L1的输出信号放大后送入模拟电压比较器U1的输入端，模拟电压比较器U1用于将感应线圈输出信号转换为高低电平。

连接时，感应线圈L1的输出端经信号放大电路与模拟电压比较器U1的其中一输入端(3脚)连接，模拟电压比较器U1的另一输入端(1脚)输入基准电压，基准电压由电阻R2、R3组成的分压电路提供，其中电阻R2是一个可调电阻，可以调节感应信号的灵敏度，模拟电压比较器U1的输出端(4脚)与单片机控制模块4连接。当感应线圈L1靠近有交变的电流信号时，线圈会感应到微弱电压，这个微弱的电压经过三极管Q1进行放大，然后给三极管Q2进行二极放大，放大后的电压加到U1的3脚，当U1的1脚电压高于3脚电压时，U1的4脚输出高电平，否则U1的4脚输出低电平。

所述单片机控制模块4具体为MCU，其分别电连接定位模块、NBIOT通讯模块、断线检测模块，负责各个模块的工作逻辑，低功耗管理等。

所述电源模块5通过一次性电池提供能源，用于提供上述各个模块工作所需要的电压及电流，由于主要耗功的NBIOT通讯具有低功率特点，设备自带一次性电池即可用三年。

使用时，在220V交流市电线路上，每隔若干米安装一个监测设备(地下走线，一般是每个井盖的位置装一个)，不需要破坏原来线路，采用的线圈感应式安装，只需用扎带把感应线圈，固定在220V交流市电线上面就可使用。

假设在某一条线路上面装有若干个检测设备，设备每隔一段时间，会自动唤醒，上报当前线路的通断情况，以及位置信息和电量信息给服务器。当某一处的线路断开后，从断开之后的设备都会马上触发中断，唤醒设备，把当前线路断线的信息及位置信息上报给服务器。服务器收到断线报警后，根据设备传上来的GPS位置信息，马上自动把断线的位置推送给相关的维护部门人员，检修人员可以快速赴现在维修，由于有GPS信息，所以断线位置可以快速找到，维修人员可以快速把线路修好。

还可以设置电脑端工具、APP工具，把系统做到可视化管理、图形化管理，达到生活化。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的智慧断电监测设备，其特征在于，包括：

定位模块，用于获取当前设备的位置信息；

NBIOT通讯模块，用于跟远端服务器进行窄带物联网通讯；

断线检测模块，用于根据电磁感应现象来检测所在位置处的线路通断结果；

单片机控制模块，其分别电连接定位模块、NBIOT通讯模块、断线检测模块，用于进行逻辑处理；

电源模块，用于为单片机控制模块、定位模块、NBIOT通讯模块、断线检测模块提供工作所需要的电压及电流。

2.根据权利要求1所述的智慧断电监测设备，其特征在于，所述定位模块是GPS模块。

3.根据权利要求1所述的智慧断电监测设备，其特征在于，所述断线检测模块包含有用于感应交变电流信号的感应线圈、用于将感应线圈输出信号转换为高低电平的模拟电压比较器，感应线圈的输出端与模拟电压比较器的其中一输入端连接，模拟电压比较器的另一输入端具有基准电压，模拟电压比较器的输出端与所述单片机控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的智慧断电监测设备，其特征在于，还包括信号放大电路，其用于将感应线圈的输出信号放大后送入模拟电压比较器的输入端。

5.根据权利要求4所述的智慧断电监测设备，其特征在于，所述信号放大电路是用至少一个三极管实施信号放大。

6.根据权利要求5所述的智慧断电监测设备，其特征在于，所述三极管的数量具有两个以实现信号二级放大。

7.根据权利要求3所述的智慧断电监测设备，其特征在于，所述基准电压由分压电路提供，所述分压电路包括有至少两个串联的分压电阻，其中至少有一个分压电阻为可调电阻。

8.根据权利要求1所述的智慧断电监测设备，其特征在于，所述电源模块用电池提供能源。

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