CN220653389U - 一种具有物联网通信接口的电能采集模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有物联网通信接口的电能采集模块，涉及电能采集相关领域，解决的问题是传统电能采集模块无法通过物联网通信接口实现智能化电能采集，使用寿命短和缺少电源保护的问题。本实用新型采用以下方案，该电能采集模块包括互感器、内部存储器、警示单元、通信接口单元、数据采集单元、数据处理单元、电源管理单元和控制单元。本实用新型通过将物联网通信接口运用在电能采集模块上，实现高效稳定的数据分析和数据处理技术，确保本实用新型工作稳定性和数据精度，电源管理单元保护本实用新型安全规范地工作，同时也延长了本实用新型的使用寿命。

Description

一种具有物联网通信接口的电能采集模块

技术领域

本实用新型涉及电能采集相关领域，特别涉及一种具有物联网通信接口的电能采集模块。

背景技术

电能采集模块广泛地运用于我们生活中的不同领域，用于实时采集和记录电力系统中的电能数据，以实现对电能的监测、分析、控制和管理。然而，目前的传统电能采集模块还存在以下弊端：

传统的电能采集模块的通信接口无法实现多点、双向通信的通信能力；

传统的电能采集模块缺少对电源的保护和管理，降低了电能采集装置的使用寿命；

传统的电能采集模块智能化程度低，无法高效、精准和可靠地完成工作。

因此一种具有物联网通信接口的电能采集模块，通过采用物联网通讯接口，让采集模块更具有灵活性和可靠性，通过电源管理单元，确保电能采集装置工作稳定性和数据精度，延长使用寿命，同时采用先进的数据分析和处理技术，可以根据用户需求进行数据处理、计算和分析。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决传统的电能采集模块无法实现高效稳定的通信能力、电源的保护和管理和智能化采集技术而提出的一种具有物联网通信接口的电能采集模块。

为了实现上述技术效果，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其中该模块包含：互感器、内部存储器、警示单元、通信接口单元、数据采集单元、数据处理单元、电源管理单元和控制单元，所述互感器的输入端和所述电源管理单元的输出端通过插头式接口连接，所述内部存储器连接在AT89S51单片机引脚上，所述警示单元连接在AT89S51单片机引脚上，所述通信接口单元通过RS232通信接口和其他设备连接，所述数据采集单元通过I²C接口和所述数据处理单元连接，所述数据处理单元通过I²C接口和所述数据采集单元连接所述控制单元的输出端分别连接所述警示单元、通信接口单元、数据处理单元、数据采集单元和电源管理单元的输入端。

作为上述技术方案的进一步描述：所述互感器包括主线圈、次级线圈、磁芯、外壳和接线端子，所述主线圈用于产生磁场，所述次级线圈用于感应所述主线圈产生的磁通量，并转化电信号，所述磁芯包括铁芯和铁氧体，所述磁芯用于导磁和增强互感作用，所述主线圈和所述次级线圈通过绕制的方式连接在所述磁芯上，所述外壳用于保护所述互感器的工作安全和稳定，所述磁芯通过螺丝固定在所述外壳上，所述接线端子位于所述互感器的底部，并与外部设备以插头式接口连接，所述接线端子将采集到的电信号进行传输，为电能采集模块提供所需数据源。

作为上述技术方案的进一步描述：所述警示单元包括警示控制器和与所述警示控制器连接的蜂鸣器和指示灯，所述警示控制器用于控制蜂鸣器和指示灯的工作状态，所述警示控制器和所述蜂鸣器和指示灯电性连接，所述蜂鸣器包括多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器和共鸣箱，所述蜂鸣器由所述多谐振荡器产生高频震动，并将机械能转化为声能，从而发出声音，所述蜂鸣器连接在AT89S51单片机引脚上，经由I/O口进行控制，所述指示灯包括灯头、灯座、发光二极管和电阻器，所述指示灯通过两根导线以焊接的方式连接在电路板上，所述警示单元通过所述蜂鸣器发出响声和所述指示灯闪烁指示电路状态和工作情况。

作为上述技术方案的进一步描述：所述通信接口单元包括通信芯片、发送电路、接收电路、时钟和数据存储器，所述通信芯片包括发送芯片和接收芯片，所述发送芯片将待传输的数据传输到接收端，所述接收芯片在接收端对传输数据进行解码和解调，所述发送电路用于将发送芯片发送的数据转换并发送到通信接口，所述接收电路将通信接口接收到的数据转换为接收芯片可读取的电信号，所述时钟采用高精度晶振，以确保通信数据的准确，所述数据存储器用于缓存电能数据，以确保数据传输的完整，所述通信芯片通过RJ-45网线和所述发送电路以及所述接收电路连接，所述数据存储器通过RS-485通信总线和所述通信芯片连接，所述时钟连接在AT89S51单片机XTAL2引脚上，经由I/O口进行控制。

作为上述技术方案的进一步描述：所述发送电路包括数据输入端、发送芯片和驱动器，所述数据输入端部分接收来自电能采集模块中的数字信号，并通过ADC转换成模拟信号后输入到发送电路中，所述发送芯片采用RS-485型号芯片，所述发送芯片将输入的数据转换成特定的数据格式，并通过发送电路输出到通信接口，所述驱动器将所述发送芯片输出的低电平驱动成符合SPI通信协议的数据格式，然后通过通信接口输出到目标设备，所述接收电路包括接收芯片和解码器，所述接收芯片采用RS-485型号芯片，所述接收芯片从通信接口接收数据并转换成数字信号，所述解码器用于将接收到的数据解码成符合SPI通信协议的数据格式，以便后续分析处理。

作为上述技术方案的进一步描述：所述数据采集单元包括电流采集电路、电压采集电路、精度放大电路和信号处理子单元，所述电流采集电路通过霍尔传感器采集负载侧电流信号，并将其转换为小信号电压输出，所述精度放大电路通过运放电路将小信号放大到可采集范围内，并通过滤波和抗干扰处理，以保证采集的电流信号精度和稳定性，所述电压采集采用分压电路将负载侧电压信号转换为对应的小信号电压，并通过放大、滤波和抗干扰等处理，保证采集的电压信号精度和稳定性，所述信号处理子单元通过对采样到的模拟信号进行增益、滤波和线性矫正等处理，确保采样结果的准确性和可靠性，所述电流采集电路通过模拟输出端口和所述信号处理子单元输入端口连接，所述电压采集电路通过模拟输出端口和所述信号处理子单元输入端口连接，所述精度放大电路通过模拟输出端口和所述信号处理子单元输入端口连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述数据处理单元包括中央处理器和与所述中央处理器连接的模数转换器和隔离电路，所述模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号，所述模数转换器通过SPI数字接口和电能采集电路连接，所述隔离电路用于保护电能采集模块和上层设备之间的通信设备免受闪电雷击或电压干扰，所述隔离电路输出端通过电缆接口连接到上层设备，所述中央处理器对电能采集模块中的电能数据进行处理和计算，并控制数据存储、通信、自校准相关功能，所述中央处理器通过插槽固定在电路主板上，并通过主板上的引脚和接口连接到其他硬件设备。

作为上述技术方案的进一步描述：所述电源管理单元包括电源供应控制电路和与所述电源供应控制电路连接的电池管理子单元和去耦电容，电源供应控制电路包括AT89S51单片机，所述电源供应控制电路对电源输入进行控制和稳定，以确保电能采集模块的正常工作，所述电池管理子单元通过采用备用电池的方法，确保数据的稳定和连续性，以确保电池状态正常使用和提高使用寿命，所述去耦电容用于去除电能采集模块电源线上的高频干扰，以确保模块的工作稳定性和数据精度，所述电源供应控制电路和电源引脚电性连接，所述电池管理子单元和所述和电源引脚电性连接，所述去耦电容连接在AT89S51单片机的电源引脚和地引脚之间。

作为上述技术方案的进一步描述：所述控制单元包括控制电路和与所述控制电路连接的微处理器和外部接口，所述控制电路用于控制电能采集模块中所述警示单元、通信接口单元、数据处理单元、数据采集单元和电源管理单元处于正常的工作状态，所述微处理器采用AT89S51单片机，所述AT89S51单片机用于对采集到的数据进行计算、分析和控制，所述外部接口用于与其他设备进行通信，所述控制电路和所述外部接口电性连接，所述微处理器输出端连接所述互感器、内部存储器、警示单元和通信接口单元的输入端，所述外部接口通过Ethernet接口和其他设备连接。

本实用新型积极有益的技术效果在于：本实用新型通过物联网通信接口，让具有物联网通信接口的电能采集模块更具有灵活性和可靠性，通过智能化的数据分析和处理技术，实现更高的采样率和跟高的精度，同时延长电能采集模块的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显而易见，所描述的实施案例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的发送电路图；

图3为本实用新型的接收电路图；

图4为本实用新型的精度放大电路图；

图5为本实用新型的控制电路结构示意图；

图中1-互感器、2-内部存储器、3-警示单元、301-警示控制器、302-蜂鸣器、303-指示灯、4-通信接口单元、401-包括通信芯片、402-发送电路、403接收电路、404-时钟、405-数据存储器、5-数据采集单元、6-数据处理单元、7-电源管理单元和8-控制单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其中该模块包含：互感器1、内部存储器2、警示单元3、通信接口单元4、数据采集单元5、数据处理单元6和电源管理单元7，其中：

互感器1，用于将电流和电压信息转换为电量信号，为电能采集模块提供数据源；

内部存储器2，用于存储电能采集模块采集到的功率、谐波、电压和电流数据；

警示单元3，用于通过警报声音和指示灯闪烁提示电能采集模块出现紧急情况；

通信接口单元4，用于通过物联网通信接口实现数据传输；

数据采集单元5，用于采集电流、电压和功率等电能参数；

数据处理单元6，用于转换、计算和输出电能相关参数；

电源管理单元7，用于管理供给电能采集模块的电源，保证电能采集模块正常运行；

控制单元8，用于控制各个模块处于在正常的工作状态，控制单元为基于AT89S51单片机的控制电路；

所述互感器1的输入端和所述电源管理单元7的输出端通过插头式接口连接，所述内部存储器2连接在AT89S51单片机引脚上，所述警示单元3连接在AT89S51单片机引脚上，所述通信接口单元4通过RS232通信接口和其他设备连接，所述数据采集单元5通过I²C接口和所述数据处理单元6连接，所述数据处理单元6通过I²C接口和所述数据采集单元5连接，所述控制单元8的输出端分别连接所述警示单元3、通信接口单元4、数据处理单元6、数据采集单元5和电源管理单元7的输入端。

本实用新型通过这种方法设置，具有高效、精准、智能化处理分析和延长使用寿命的优点。

进一步地，如图1所示，包括有互感器1、内部存储器2、警示单元3、通信接口单元4、数据采集单元5、数据处理单元6和电源管理单元7，所述互感器1包括主线圈、次级线圈、磁芯、外壳和接线端子，所述主线圈由导电材料绕成线圈形状，用于产生磁场，所述次级线圈由绝缘材料包裹的铜线组成，用于感应所述主线圈产生的磁通量，并将其转化为变换后的电信号，所述磁芯包括铁芯和铁氧体，用于导磁和增强互感作用，所述外壳使用于保护所述互感器1的工作安全和稳定，所述接线端子位于所述互感器1的底部，通过与外部设备相连接的插头式接口将采集到的电信号进行传输和处理，为电能采集模块提供所需数据源。

在具体实施例中，所述互感器1当所述主线圈通有电流时，在所述主线圈通过所述磁芯时就会建立一个磁场，根据电磁感应定律，当高电流通过所述主线圈时，其所产生的磁通量会在所述磁芯中感应出电压信号，磁场的变化会在所述主线圈中诱导出一定的电动势，电动势的大小取决于所述主线圈的电流大小和变化率，同时也与所述主线圈的匝数有关，同时，所述接线端子将采集的信号经过转换后通过输出端输出给外部设备。

进一步地，如图2所示，所述发送电路402包括数据输入端、发送芯片和驱动器，当数据输入端接收到低电平信号时，将产生电信号，驱动器将数据输入端产生的低电平信号转换为高电平信号，并将信号输出到输出电路中，输出电路将高电平信号传递给下一个电路或设备，完成信号传输。

在具体实施例中，所述发送电路主要完成从低电平信号到高电平信号的转换，所述数据输入端用于接收信号，所述驱动器用于将电信号转换成另一个电路可接受的电信号，输出电路用于将电信号从驱动电路输出，以便被其他电路或设备使用，所述数据输入端部分接收来自电能采集模块中的数字信号，需要通过数模转换器转换成模拟信号后输入到发送电路中，所述发送芯片将输入的数据转换成特定的数据格式，并通过发送电路输出到通信接口，所述驱动器将所述发送芯片输出的低电平驱动成符合SPI通信协议的数据格式，然后通过通信接口输出到目标设备。

进一步地，如图3所示，所述接收电路603包括接收芯片和解码器，所述接收芯片从通信接口接收数据后，通过数模转换器将接收到的信号转换成数字信号，同时，所述解码器用于将接收到的数据进行解码，所述解码器解码成符合SPI通信协议的数据格式，以便后续分析处理。

在具体实施例中，所述接收芯片用于接收从通讯接口接收到的数据信息，将所接收到的数据信心通过ADC将模拟信号转换为数字信号，然后对数字信号进行信号编码、差错校验和数据调整分析处理，通过数字信号处理单元对信号进行数字化分析和处理，数字信号处理包括对接收的数字信号进行滤波、放大和保护，所述接收电路需要进行信号整流，以便将模拟交流电信号转换为模拟直流电信号，最后将处理后的信号转化为输出信号或者送往下一级电路进行处理。

进一步地，如图4所示，所述精度放大器包括输入端、放大器、反馈网络和输出端，所述输入端可以将输入信号分为正、负两个输入信号，以增加所述精度放大电路的灵敏度和响应速，所述放大器用于将输入信号放大到需要的水平，所述反馈网络通过调整反馈网络的参数，可以影响所述精度放大器的增益、频率响应和稳定性，所述输出端用于将放大后的信号输出到外部电路或设备中，所述精度放大电路将其小信号放大到可采集范围内，并通过滤波和抗干扰处理，保证采集的电流信号精度和稳定性。

在具体实施例中，在使用所述放大器时，需要注所述放大器的增益、带宽、输入阻抗和输出噪声参数，更精准地进行信号的放大，从而确保放大器的稳定性和精度以保证放大器的稳定性和精度，所述精度放大电路对所述电流采集电路和电压采集电路中的小信号进行放大，所述精度放大电路将输入信号放大到电能采集模块需要的水平，同时保持高精度和高稳定性，所述精度放大电路用于提高信号质量、括大工作范围、增强抗干扰能力和节省成本。

进一步地，如图5所示，所述控制单元8包括控制电路和与所述控制电路连接的微处理器和外部接口，所述控制电路通常需要与其他电路或设备进行连接才能发挥作用，所述控制电路用于控制电能采集模块中所述警示单元、通信接口单元、数据处理单元、数据采集单元、和电源管理单元、处于正常的工作状态，所述微处理器采用AT89S51单片机，所述AT89S51单片机用于对采集到的数据进行计算、分析和控制，所述外部接口用于与其他设备进行通信。

在具体实施例中，所述控制单元8控制所述互感器1、内部存储器2、警示单元3、通信接口单元4、数据采集单元5、数据处理单元6和电源管理单元7正常工作，首先，所述控制单元8通过控制所述互感器1实现对电能采集模块提供数据源；进而，所述控制单元8通过控制所述数据采集单元5实现采集电流、电压和功率电能参数，所述控制单元8通过控制所述通信接口单元4实现数据之间的传输；同时，所述控制单元8通过控制所述内部存储器2，对电能采集模块采集到的数据进行存储，所述控制单元8通过控制所述数据处理单元6，实现对采集的数据进行分析和处理；所述控制单元8通过控制所述电源管理单元7线性连接，实现对该电能采集模块提供电源输入和保护，所述控制单元8通过控制所述警示单元3，当电能采集模块工作状态异常时，所述蜂鸣器302开始发出警报声和所述指示灯303闪烁，用于指示电路状态和工作情况，通过所述控制单元8对所述互感器1、内部存储器2、警示单元3、通信接口单元4、数据采集单元5、数据处理单元6和电源管理单元7的控制，实现了电能参数的信息采集、转换、存储、处理和分析。

本实用新型的技术方案可以根据技术人员的专业知识和实际需求进行合理的修改、等同替换和改进等措施，只要这些修改、等同替换和改进措施符合本实用新型的精神和原则，也应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：该模块包含：互感器（1）、内部存储器（2）、警示单元（3）、通信接口单元（4）、数据采集单元（5）、数据处理单元（6）、电源管理单元（7）和控制单元（8），其中：

互感器（1），用于将电流和电压信息转换为电量信号，为电能采集模块提供数据源；

内部存储器（2），用于存储电能采集模块采集到的功率、谐波、电压和电流数据；

警示单元（3），用于通过警报声音和指示灯闪烁提示电能采集模块出现紧急情况；

通信接口单元（4），用于通过物联网通信接口实现数据传输；

数据采集单元（5），用于采集电流、电压和功率电能参数；

数据处理单元（6），用于转换、计算和输出电能相关参数；

电源管理单元（7），用于管理供给电能采集模块的电源，保证电能采集模块正常运行；

控制单元（8），用于控制各个模块处于在正常的工作状态，控制单元为基于AT89S51单片机的控制电路；

所述互感器（1）的输入端和所述电源管理单元（7）的输出端通过插头式接口连接，所述内部存储器（2）连接在AT89S51单片机引脚上，所述警示单元（3）连接在AT89S51单片机引脚上，所述通信接口单元（4）通过RS232通信接口和其他设备连接，所述数据采集单元（5）通过I²C接口和所述数据处理单元（6）连接，所述数据处理单元（6）通过I²C接口和所述数据采集单元（5）连接，所述控制单元（8）的输出端分别连接所述警示单元（3）、通信接口单元（4）、数据处理单元（6）、数据采集单元（5）和电源管理单元（7）的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：所述互感器（1）包括主线圈、次级线圈、磁芯、外壳和接线端子，所述主线圈用于产生磁场，所述次级线圈用于感应所述主线圈产生的磁通量，并转化电信号，所述磁芯包括铁芯和铁氧体，所述磁芯用于导磁和增强互感作用，所述主线圈和所述次级线圈通过绕制的方式连接在所述磁芯上，所述外壳用于保护所述互感器（1）的工作安全和稳定，所述磁芯通过螺丝固定在所述外壳上，所述接线端子位于所述互感器（1）的底部，并与外部设备以插头式接口连接，所述接线端子将采集到的电信号进行传输，为电能采集模块提供所需数据源。

3.根据权利要求1所述的一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：所述警示单元（3）包括警示控制器（301）和与所述警示控制器（301）连接的蜂鸣器（302）和指示灯（303），所述警示控制器用于控制蜂鸣器（302）和指示灯（303）的工作状态，所述警示控制器（301）和所述蜂鸣器（302）和指示灯（303）电性连接，所述蜂鸣器（302）包括多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器和共鸣箱，所述蜂鸣器（302）由所述多谐振荡器产生高频震动，并将机械能转化为声能，从而发出声音，所述蜂鸣器（302）连接在AT89S51单片机引脚上，经由I/O口进行控制，所述指示灯（303）包括灯头、灯座、发光二极管和电阻器，所述指示灯（303）通过两根导线以焊接的方式连接在电路板上，所述警示单元（3）通过所述蜂鸣器（302）发出响声和所述指示灯（303）闪烁指示电路状态和工作情况。

4.根据权利要求1所述的一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：所述通信接口单元（4）包括通信芯片（401）、发送电路（402）、接收电路（403）、时钟（404）和数据存储器（405），所述通信芯片（401）包括发送芯片和接收芯片，所述发送芯片将待传输的数据传输到接收端，所述接收芯片在接收端对传输数据进行解码和解调，所述发送电路（402）用于将发送芯片发送的数据转换并发送到通信接口，所述接收电路（403）将通信接口接收到的数据转换为接收芯片可读取的电信号，所述时钟（404）采用高精度晶振，以确保通信数据的准确，所述数据存储器（405）用于缓存电能数据，以确保数据传输的完整，所述通信芯片（401）通过RJ-45网线和所述发送电路（402）以及所述接收电路（403）连接，所述数据存储器（405）通过RS-485通信总线和所述通信芯片（401）连接，所述时钟连接在AT89S51单片机XTAL2引脚上，经由I/O口进行控制。

5.根据权利要求4所述的一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：所述发送电路（402）包括数据输入端、发送芯片和驱动器，所述数据输入端接收来自电能采集模块中的数字信号，并通过ADC转换成模拟信号后输入到发送电路中，所述发送芯片采用RS-485芯片，所述RS-485芯片将输入的数据转换成特定的数据格式，并通过发送电路输出到通信接口，所述驱动器将所述发送芯片输出的低电平驱动成符合SPI通信协议的数据格式，然后通过通信接口输出到目标设备，所述接收电路（403）包括接收芯片和解码器，所述接收芯片采用RS-485型号芯片，所述接收芯片从通信接口接收数据并转换成数字信号，所述解码器用于将接收到的数据解码成符合SPI通信协议的数据格式。

6.根据权利要求1所述的一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：所述数据采集单元（5）包括电流采集电路、电压采集电路、精度放大电路和信号处理子单元，所述电流采集电路通过霍尔传感器采集负载侧电流信号，并将其转换为小信号电压输出，所述精度放大电路通过运放电路将小信号放大到可采集范围内，并通过滤波和抗干扰处理，以保证采集的电流信号精度和稳定性，所述电压采集采用分压电路将负载侧电压信号转换为对应的小信号电压，并通过放大、滤波和抗干扰处理，保证采集的电压信号精度和稳定性，所述信号处理子单元通过对采样到的模拟信号进行增益、滤波和线性矫正处理，确保采样结果的准确性和可靠性，所述电流采集电路通过模拟输出端口和所述信号处理子单元输入端口连接，所述电压采集电路通过模拟输出端口和所述信号处理子单元输入端口连接，所述精度放大电路通过模拟输出端口和所述信号处理子单元输入端口连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：所述数据处理单元（6）包括中央处理器和与所述中央处理器连接的模数转换器和隔离电路，所述模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号，所述模数转换器通过SPI数字接口和电能采集电路连接，所述隔离电路用于保护电能采集模块和上层设备之间的通信设备免受闪电雷击或电压干扰，所述隔离电路输出端通过电缆接口连接到上层设备，所述中央处理器通过插槽固定在电路主板上，并通过主板上的引脚和接口连接到其他硬件设备。

8.根据权利要求1所述的一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：所述电源管理单元（7）包括电源供应控制电路和与所述电源供应控制电路连接的电池管理子单元和去耦电容，电源供应控制电路包括AT89S51单片机，所述电源供应控制电对电源输入进行控制和稳定，所述电池管理子单元通过采用备用电池的方法，确保数据的稳定和连续性，所述去耦电容用于去除电能采集模块电源线上的高频干扰，所述电源供应控制电路和电源引脚电性连接，所述电池管理子单元和所述和电源引脚电性连接，所述去耦电容连接在AT89S51单片机的电源引脚和地引脚之间。

9.根据权利要求1所述的一种具有物联网通信接口的电能采集模块，其特征在于：所述控制单元（8）包括控制电路和与所述控制电路连接的微处理器和外部接口，所述控制电路用于控制电能采集模块中所述警示单元（3）、通信接口单元（4）、数据处理单元（6）、数据采集单元（5）和电源管理单元（7）处于正常的工作状态，所述微处理器采用AT89S51单片机，所述AT89S51单片机用于对采集到的数据进行计算、分析和控制，所述外部接口用于与其他设备进行通信，所述控制电路和所述外部接口电性连接，所述微处理器输出端连接所述互感器（1）、内部存储器（2）、警示单元（3）和通信接口单元（4）的输入端，所述外部接口通过Ethernet接口和其他设备连接。