CN216216085U - 一种基于gd32单片机的智能开关及其监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了基于GD32单片机的智能开关及其监控系统，该智能开关包括电源输入端、断路器、GD32单片机、电源输出端以及与GD32单片机电连接的电压采样模块、通信模块和驱动模块。电源输入端经断路器连接电源输出端，电压采样模块与电源输出端电连接。该监控系统包括多个智能开关、与智能开关通信连接的监控装置、与监控装置通信连接的云端。利用电压采样模块采集电源输出端的电压并反馈给GD32单片机，可在电压异常时让断路器的断开，防止造成安全隐患。并利用通信模块与云端通信，实现远程控制和监控。且GD32单片机由国内开发，可降低成本，且没有提取指令时间，代码执行效率高，进而可提高控制断路器的响应时间，提高执行效率。

Description

一种基于GD32单片机的智能开关及其监控系统

【技术领域】

本实用新型涉及开关的技术领域，尤其是涉及一种基于GD32单片机的智能开关及其监控系统。

【背景技术】

众所周知，传统开关一般采用机械元件实现电路的分合,在操作过程中易产生电弧和冲击电流，且负载接入和断开时，其所处交流电的相位是随机的，这样容易对电网造成电磁干扰。进而，智能开关应运而生。智能开关，可远程遥控通断，使用寿命长、动作速度迅速、电磁干扰小、无机械振荡无噪声、不拉弧无火花、安全性高，并且能够配合智能监控使用，对开关进行监控。但目前，现有的智能开关，其主频率较低，进而导致远程控制的所需时间较长，执行效率较低。

因此，现有技术有待改进和发展。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种基于GD32单片机的智能开关及其监控系统，用于解决现有智能开关主频率较低导致执行效率较低的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供了一种基于GD32单片机的智能开关，包括电源输入端、断路器、GD32单片机、电源输出端以及与GD32单片机电连接的电压采样模块、通信模块和驱动模块，所述电源输入端经断路器连接电源输出端，所述电压采样模块与电源输出端电连接；

所述GD32单片机通过电压采样模块采集电源输出端的电压并通过通信模块传输，所述GD32单片机还通过通信模块接收指令并通过驱动模块驱动断路器的通断。

进一步的，所述智能开关还包括电流互感器，所述电流互感器串联接入断路器输出端与电源输出端之间，所述电压采样模块与电流互感器电连接。

进一步的，所述智能开关还包括与电源输出端电连接的指示灯。

进一步的，所述电源输入端为三相交流电；所述电流互感器为三个，且分别对应三相交流电上一火线连接。

进一步的，所述断路器具有分励脱扣器。

进一步的，所述GD32单片机采用GD32E103RBT6型号的芯片。

进一步的，所述智能开关还包括用于外接电源或与电源输入端电连接的电源模块，所述电源模块与电压采样模块、通信模块和驱动模块、GD32单片机电连接。

进一步的，所述通信模块为WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、蓝牙模块中的一种。

另一方面，本实用新型还提供了一种监控系统，包括：多个如上述所述的智能开关，与智能开关通信连接的监控装置，与监控装置通信连接的云端。

进一步的，所述监控系统为计算机或移动终端。

本实用新型的有益效果在于：相较于现有技术，本实用新型利用电压采样模块采集电源输出端的电压并反馈给GD32单片机，可在电压异常时让断路器的断开，防止造成安全隐患。并利用通信模块与云端通信，实现远程控制和监控。且GD32单片机由国内开发，可降低成本，且没有提取指令时间，代码执行效率高，进而可提高控制断路器的响应时间，提高执行效率。

【附图说明】

图1为本实用新型智能开关的原理框图。

图2为本实用新型智能开关监控系统的原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请参照附图1和附图2，本实用新型实施例中的一种基于GD32单片机5的智能开关10及其监控系统。

其中，该基于GD32单片机的智能开关10包括电源输入端1、断路器3、GD32单片机5、电源输出端2以及与GD32单片机5电连接的电压采样模块8、通信模块7和驱动模块4。电源输入端1经断路器3连接电源输出端2，电压采样模块8与电源输出端2电连接。

该监控系统，包括：多个如上述所述的智能开关10，与智能开关10通信连接的监控装置20，与监控装置20通信连接的云端30。

本实用新型利用电压采样模块8采集电源输出端2的电压并反馈给GD32单片机5，GD32单片机5利用通信模块7将信息上传至云端30，以实现监控，且根据用户需求，通过云端30可下达指令，GD32单片机5利用通信模块7接收云端30的指令后通过驱动模块4驱动断路器3的通断，以实现远程控制。且GD32单片机5还可利用电压采样模块8采集电源输出端2的电压，在电源输出端2的电压异常时，利用驱动模块4驱动断路器3的断开，防止造成安全隐患。

其中，GD32单片机5由国内开发，相对于现有智能交流开关采用国外进口芯片，成本较低，以此可降低智能开关10的成本，让产品更加亲民。且GD32单片机5可兼容Cortex-M3，并可实现Flash零等待技术，没有提取指令时间，代码执行效率高，Flash和RAM的容量更大，主频能达到108MHZ，进而可提高控制断路器3的响应时间，提高执行效率，以此可解决现有智能开关10主频率较低导致执行效率较低的问题。

另外，本实用新型智能开关10适用于变电站的交流馈电屏中，配合监控装置20和云端30使用，可以实现交流系统的集成化、标准化和模块化，以提高监控系统的可靠性和安全性，且可让电网系统长期稳定安全的运行。

在一实施例中，智能开关10还包括电流互感器6，电流互感器6串联接入断路器3输出端与电源输出端2之间，电压采样模块8与电流互感器6电连接。利用电流互感器6可将电源输出端2输出的大交流电转换成一定比例的小电流，以便于电压采样模块8采集电压，防止电压采样模块8损坏。

在一实施例中，智能开关10还包括与电源输出端2电连接的指示灯11，利用指示灯11连接电源输出端2中的一火线和零线之间，进而，电源输出端2有电源输出时，指示灯11亮，可起到提醒用户的作用。

在一实施例中，为便于本实用新型智能开关10适用于变电站的交流馈电屏中，电源输入端1为三相交流电。电流互感器6为三个，且分别对应三相交流电上一火线连接。

在一实施例中，为便于控制断路器3，断路器3具有分励脱扣器。具体的，断路器3的开关接入电源输入端1，断路器3内部的线圈串联接入驱动模块4，进而利用给断路器3内部的线圈供电，即可让断路器3实现脱扣而断开，以实现控制断路器3的通断。具体的，驱动模块4可包括功率开关或三极管，利用GD32单片机5输出的高低电平可控制功率开关或三极管的通断，以实现控制断路器3内部的线圈是否通电，而实现断路器3是否脱扣。

在上述实施例中，为提高本实用新型的性能，GD32单片机5可采用GD32E103RBT6型号的芯片。监控装置20可为计算机或移动终端等，且可利用交换器连接计算机和智能开关10，以实现多个智能开关10的监控。

智能开关10还包括电源模块9，电源模块9与电压采样模块8、通信模块7和驱动模块4、GD32单片机5电连接并给其供电，让智能开关10正常工作。其中，电源模块9可另外输入直流电并进行整流滤波处理后给内部供电，也可直接输入220V的交流电进行整流滤波处理后给内部供电。

在一实施例中，通信模块7可为WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、蓝牙模块等，还可为RJ485通信模块7，甚至为目前正在研发的6G技术等，在此不作限定。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于GD32单片机的智能开关，其特征在于，包括电源输入端、断路器、GD32单片机、电源输出端以及与GD32单片机电连接的电压采样模块、通信模块和驱动模块，所述电源输入端经断路器连接电源输出端，所述电压采样模块与电源输出端电连接；

所述GD32单片机通过电压采样模块采集电源输出端的电压并通过通信模块传输，所述GD32单片机还通过通信模块接收指令并通过驱动模块驱动断路器的通断。

2.根据权利要求1所述的基于GD32单片机的智能开关，其特征在于，所述智能开关还包括电流互感器，所述电流互感器串联接入断路器输出端与电源输出端之间，所述电压采样模块与电流互感器电连接。

3.根据权利要求2所述的基于GD32单片机的智能开关，其特征在于，所述智能开关还包括与电源输出端电连接的指示灯。

4.根据权利要求3所述的基于GD32单片机的智能开关，其特征在于，所述电源输入端为三相交流电；所述电流互感器为三个，且分别对应三相交流电上一火线连接。

5.根据权利要求4所述的基于GD32单片机的智能开关，其特征在于，所述断路器具有分励脱扣器。

6.根据权利要求5所述的基于GD32单片机的智能开关，其特征在于，所述GD32单片机采用GD32E103RBT6型号的芯片。

7.根据权利要求6所述的基于GD32单片机的智能开关，其特征在于，所述智能开关还包括用于外接电源或与电源输入端电连接的电源模块，所述电源模块与电压采样模块、通信模块和驱动模块、GD32单片机电连接。

8.根据权利要求7所述的基于GD32单片机的智能开关，其特征在于，所述通信模块为WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、蓝牙模块中的一种。

9.一种监控系统，其特征在于，包括：多个如权利要求1-8任一项所述的智能开关，与智能开关通信连接的监控装置，与监控装置通信连接的云端。

10.根据权利要求9所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统为计算机或移动终端。

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