CN218915296U - 一种NB-IoT分体空调节能控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于控制器技术领域，提供了一种NB‑IoT分体空调节能控制器，包括：主控芯片，所述主控芯片采用MCU；上传模块，上传模块通过NB模块将本地数据上传至云端，所述NB模块包括NB‑IoT，所述NB‑IoT采用License频段；电量采集模块，适用于三相三线和三相四线，能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量和无功能量，同时能够测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角和频率；温度检测模块，温度检测模块通过ADC采样方式对温度变化进行实时采集。本实用新型集成了电量数据采集、使用环境参数采集、云端数据分析以及远程设备操控，提升了用户的使用方便度。
Description
技术领域
本实用新型属于控制器技术领域，尤其涉及一种NB-IoT分体空调节能控制器。
背景技术
控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成。为节省电费，空调需要节能控制器进行控制。
但是现有的空调节能控制器使用不方便，不能采集使用环境参数，为此提出一种NB-IoT分体空调节能控制器。
实用新型内容
本实用新例实施例的目的在于提供一种NB-IoT分体空调节能控制器，旨在解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新例实施例是这样实现的，一种NB-IoT分体空调节能控制器，包括：
主控芯片，所述主控芯片采用MCU；
上传模块，上传模块通过NB模块将本地数据上传至云端，所述NB模块包括NB-IoT，所述NB-IoT采用License频段；
电量采集模块，适用于三相三线和三相四线，能够测量有功功率、无功功率、视在功率、有功能量和无功能量，同时能够测量电流、电压有效值、功率因数、相角和频率；
温度检测模块，温度检测模块通过ADC采样方式对温度变化进行实时采集。
进一步的，还包括显示模块，所述显示模块通过断码屏实时显示插座参数。
进一步的，所述主控芯片配合USB时的工作电压范围为1.8～3.6V，主控芯片的工作电压范围为1.8～5.5V，主控芯片的工作温度范围为-40℃～+85℃。
进一步的，所述电量采集模块采用HT7036计量芯片。
进一步的，所述电量采集模块的测量包括电流电压瞬态波形计量、有功功率计算、有功功率偏置校准、电能计量和电流电压有效值计算五个步骤。
与现有技术相比，本实用新例的有益效果是：
该NB-IoT分体空调节能控制器，集成了本地电量数据采集、使用环境参数采集、云端数据分析以及远程设备操控，大大提升了用户的使用方便度。
附图说明
图1为NB-IoT分体空调节能控制器的结构示意图。
图2为NB-IoT分体空调节能控制器中主控芯片的结构示意图。
图3为NB-IoT分体空调节能控制器中电量采集模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新例，并不用于限定本实用新例。
以下结合具体实施例对本实用新例的具体实现进行详细描述。
如图1-3所示，为本实用新例一个实施例提供的一种NB-IoT分体空调节能控制器，包括：
主控芯片，所述主控芯片采用MCU；
上传模块，上传模块通过NB模块将本地数据上传至云端，所述NB模块包括NB-IoT，所述NB-IoT采用License频段；
电量采集模块，适用于三相三线和三相四线，能够测量有功功率、无功功率、视在功率、有功能量和无功能量，同时能够测量电流、电压有效值、功率因数、相角和频率；
温度检测模块，温度检测模块通过ADC采样方式对温度变化进行实时采集。
在本实用新例实施例中，数据通过NB模块可将本地数据上传至云端，方便用户远程查看插座各项数据，用户可在移动端对插座操作，包括更改查看开关机状态、更改参数以及查看用电数据；NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖物联网市场，NB-IoT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存；NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业；NB-IoT主要适用以低功耗、小数据量、上报为主的场景，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等；电量采集模块充分满足一相复费率多功能电能表的需求；温度检测采用ADC采样方式，单片机通过分压式ADC采样电路实时采集温度变化。
如图1-3所示，作为本实用新例的一种优选实施例，还包括显示模块，所述显示模块通过断码屏实时显示插座参数。
在本实用新例实施例中，优选的，插座参数可以通过断码屏实时显示，同时用户可以通过物理按键更改显示内容。
如图1-3所示，作为本实用新例的一种优选实施例，所述主控芯片配合USB时的工作电压范围为1.8～3.6V，主控芯片的工作电压范围为1.8～5.5V，主控芯片的工作温度范围为-40℃～+85℃。
在本实用新例实施例中，主控芯片采用低功耗MCU，基于ARMCortex-M0内核，集成大容量嵌入式闪存，具备丰富的模拟和数字外设，并具有优异的低功耗特性，支持用户/特权模式最高主频64MHz；SWD调试接口，24bitSystick定时器。
如图1-3所示，作为本实用新例的一种优选实施例，所述电量采集模块采用HT7036计量芯片。
在本实用新例实施例中，优选的，HT7036系列多功能高精度三相电能专用计量芯片，适用于三相三线和三相四线应用；HT7036集成了6路二阶sigma-deltaADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数及频率测量的数字信号处理等电路，能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数。
如图1-3所示，作为本实用新例的一种优选实施例，所述电量采集模块的测量包括电流电压瞬态波形计量、有功功率计算、有功功率偏置校准、电能计量和电流电压有效值计算五个步骤。
在本实用新例实施例中，优选的，电量采集模块测量包括以下步骤：
a.电流电压瞬态波形计量：
如上图所示，电流和电压分别通过PGA和ADC得到两路1bitPDM给数字模块，数字模块经过SINC3、HPF、通道偏置校正模块，得到需要的电流波形数据I_WAVE和电压波形数据V_WAVE，采集到的负载电流和电压波形数据以7.8k的速率更新，每个采样数据为24bit有符号数，并分别存入波形寄存器，SPI速率配置大于375Kbps，可连续读取一个通道的波形值；
b.有功功率计算：
计算公式为WATT＝4046*I(A)*V(V)*COS(q)/Vref2，其中，I(A)，V(V)为通道管脚输入信号的有效值(mV)，q为I(A)、V(V)交流信号的相位夹角，Vref为内置基准电压，典型值为1.218V；
c.有功功率偏置校准：BL0940包含了一个8位的有功功率校正寄存器(WATTOS)，缺省值为00H，以2的补码形式的数据来消除电能计量时的有功功率的偏差，这里的偏差可能是源于板级噪声或串扰，偏差校正可以使有功功率寄存器中的值在无负载情况下接近0；
d.电能计量：BL0940提供电能脉冲计量，有功瞬时功率通过一段时间的积分，可获得有功能量，并可进一步输出校验脉冲CF，CFCNT寄存器保存输出电能脉冲CF的个数，如下图所示：
有功电能脉冲计数对应用电量，也可通过1/0中断从CF引脚直接对脉冲个数进行计数，CF的周期小于180ms时，为50％占空比的脉冲，大于等于180ms时，高电平固定脉宽90ms，其中CFA_CNT寄存器是电能脉冲代数和累积方式，即正功加，负功减，每个CF脉冲的累积时间tc＝(1638.4*256)/WATT，WATT为对应的有功功率寄存器值；
e.电流电压有效值计算：两个通道的有效值，经过平方电路(x2)、低通滤波器(LPFRMS)、开根电路(ROOT)，得到有效值的瞬时值RMS，再经过平均得到两个通道的平均值(IRMS和VRMS)。
电流有效值转换公式：I_RMS＝324004*I(A)/Vref，电压有效值转换公式：VRMS＝79931*V(V)/Vref，其中Vref是参考电压，典型值是1.218V，I(A)是IP1，IN1管脚间的输入信号(mV)，V(V)是VP管脚的输入信号(mV)。
本实用新例的工作原理是：
该NB-IoT分体空调节能控制器，集成了本地电量数据采集、使用环境参数采集、云端数据分析以及远程设备操控，大大提升了用户的使用方便度。
以上仅是本实用新例的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新例构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新例的保护范围，这些均不会影响本实用新例实施的效果和专利的实用性。
Claims (5)
1.一种NB-IoT分体空调节能控制器，其特征在于，包括：
主控芯片，所述主控芯片采用MCU；
上传模块，上传模块通过NB模块将本地数据上传至云端，所述NB模块包括NB-IoT，所述NB-IoT采用License频段；
电量采集模块，适用于三相三线和三相四线，能够测量有功功率、无功功率、视在功率、有功能量和无功能量，同时能够测量电流、电压有效值、功率因数、相角和频率；
温度检测模块，温度检测模块通过ADC采样方式对温度变化进行实时采集。
2.根据权利要求1所述的NB-IoT分体空调节能控制器，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块通过断码屏实时显示插座参数。
3.根据权利要求1所述的NB-IoT分体空调节能控制器，其特征在于，所述主控芯片配合USB时的工作电压范围为1.8～3.6V，主控芯片的工作电压范围为1.8～5.5V，主控芯片的工作温度范围为-40℃～+85℃。
4.根据权利要求1所述的NB-IoT分体空调节能控制器，其特征在于，所述电量采集模块采用HT7036计量芯片。
5.根据权利要求4所述的NB-IoT分体空调节能控制器，其特征在于，所述电量采集模块的测量包括电流电压瞬态波形计量、有功功率计算、有功功率偏置校准、电能计量和电流电压有效值计算五个步骤。
Priority Applications (1)
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| CN202123270229.1U CN218915296U (zh) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 一种NB-IoT分体空调节能控制器 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN218915296U true CN218915296U (zh) | 2023-04-25 |
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| CN202123270229.1U Active CN218915296U (zh) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 一种NB-IoT分体空调节能控制器 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-12-23 CN CN202123270229.1U patent/CN218915296U/zh active Active
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Legal Events
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Denomination of utility model: A NB IoT split air conditioning energy-saving controller Effective date of registration: 20230927 Granted publication date: 20230425 Pledgee: Jinan Licheng sub branch of Qilu Bank Co.,Ltd. Pledgor: Shandong Tianrui Xincheng Energy Saving Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980058877 |
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