一种电能在线智能监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电能在线智能监测系统及方法，系统包括检测模块和数据查询模块；检测模块包括用电器、分压采样电路、电流互感电路、电压模数转换器、电流模数转换器、MCU模块、电源电路、报警模块和无线传输模块；数据查询模块包括无线接收模块、服务器和客户端；用电器接在火线和零线之间，分压采样电路采集在火线和零线之间的两个电阻电压值；电压模数转换器的输入端接至分压采样电路的输出端，输出端接至MCU模块的第一输入端；电流模数转换器的输入端接至电流互感电路的输出端，输出端接至MCU模块的第二输入端；MCU模块输入输出端连接无线传输模块；无线传输模块与无线接收模块通信，服务器一端与无线接收模块连接，另一端与客户端通信。

An on-line intelligent monitoring system and method for electric energy

The invention discloses an on-line intelligent monitoring system for electric energy and a method thereof, which comprises a detection module and a data inquiry module; the detection module comprises an electric appliance, a voltage dividing sampling circuit, a current mutual inductance circuit, a voltage analog-to-digital converter, a current analog-to-digital converter, a MCU module, a power supply circuit, an alarm module and a wireless transmission module; The data inquiry module includes a wireless receiving module, a server and a client; an electric appliance is connected between a fire wire and a zero wire, and a divider sampling circuit collects two resistance voltage values between the fire wire and a zero wire; the input terminal of a voltage-to-analog-to-digital converter is connected to the output terminal of the divider sampling circuit, and the output terminal is connected to the first input terminal of the MCU module. The input terminal of the current ADC is connected to the output terminal of the current mutual inductance circuit, and the output terminal is connected to the second input terminal of the MCU module; the input and output terminal of the MCU module is connected to the wireless transmission module; the wireless transmission module communicates with the wireless receiving module; one end of the server is connected to the wireless receiving module; the other end is communicated with the client.

【技术实现步骤摘要】
一种电能在线智能监测系统及方法
本专利技术属于电量监管及安全用电领域，更具体地，涉及一种电能在线智能监测系统及方法。
技术介绍
随着社会的日益进步和快速发展，公司、企业、机关、学校、社区、商场、家庭等诸多场合的电力需求越来越大。电力使用过程中，由于技术、观念、习惯等各种因素的影响，无形浪费比较严重。不同行业类型的用户甚至同一行业内部的不同用户的用电量差异量很大。另外，用电设备的增加也为管理带来了难度，使得用电的安全性大大降低。在电价方面，阶梯电价已经成为未来发展的趋势。为此，政府也一直在努力制定各种相关方案和措施来提倡、引导、推进节能减排工作，各公司、企业以及科研领域人员等也在寻找节能之法。更加精细化、人性化的智能电力管理也是大势所趋。此外，近年来因用电安全所导致的事故频频发生，如何实时监测用电器状况，预防因用电安全所导致的事故，同样是需要解决的一个问题。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种电能在线智能监测系统，旨在解决现有技术中由于不能实时检测用电器状况导致无法预防事故频发、用电不安全的问题。作为本专利技术的一方面，本专利技术提供一种电能在线智能监测系统，包括：检测模块和数据查询模块；所述检测模块包括：用电器、分压采样电路、电流互感电路、电压模数转换器、电流模数转换器、MCU模块、电源电路、报警模块和无线传输模块；所述数据查询模块包括：无线接收模块、服务器和客户端；用电器连接在火线和零线之间，分压采样电路用于采集设置在火线和零线之间的两个电阻Res1和Res2的电压值，电压模数转换器的输入端连接至分压采样电路的输出端，电流模数转换器的输入端连接至电流互感电路的输出端，MCU模块的电源端连接电源电路，MCU模块的第一输入端连接至电压模数转换器的输出端，MCU模块的第二输入端连接至电流模数转换器的输出端，MCU模块的第一输出端连接继电器，MCU模块的第二输出端连接报警模块，MCU模块的输入输出端连接无线传输模块；无线传输模块的电源端连接电源电路；无线传输模块通过无线的方式与无线接收模块进行通信，服务器的一端与无线接收模块连接，服务器的另一端通过互联网或者局域网与客户端进行通信。优选地，工作时，分压采样电路采集的交流电压转化为可被模数转化模块检测的电压值U；电流互感电路将大电流转化为模数转化模块可以检测的小电流I；电压模数转换器将接收到的电压模拟信号转化为数字电路可识别的高低电平送入MCU模块；电流模数转换器将接收到的电流模拟信号转化为数字电路可识别的高低电平送入MCU模块；MCU模块接收电压模数转换器、电流模数转换器送来的数字信号，并将获取的电流I与电压量U经过模数转换得到的数字信号在MCU进行进一步处理后获得有功有功率、无功功率和视在功率；并通过无线传输模块传输到无线接收模块送至服务器；同时通过无线传输模块接收服务器发送过来的指令进行操作；当MCU模块检测到任意模块出现故障，通过报警模块发出报警。优选地，报警模块用于点亮故障灯、发出报警声音或向服务器发出故障信号。作为本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种基于电能在线智能监测系统的方法，检测模块执行如下步骤：S101：向服务器发送识别码；S102：设置定时读电能数据中断；S103：设置定时向服务器发数据中断；S104：判断检测模块中各个模块功能是否正常，若是，则转入步骤S105，若否，则转入步骤S106；S105：判断是否收到服务器指令，若是，则转入步骤S107，若否，则返回至步骤S104；S106：尝试向服务器发送错误信号并等待故障处理；S107：执行服务器指令并返回至步骤S105。优选地，步骤S102定时读电能数据中断包括如下步骤：S201：读取电压模数转换器和电流模数转换器数据；S202：判断数据是否异常，若是，则转入步骤S203；若否，则转入步骤S204；S203：切断电源，并转入步骤S205；S204：计算各项电能参数，并转入步骤S207；S205：报警电路报警，并转入步骤S206；S206：向服务器发送警报信息后退出中断；S207：存储参数后退出中断。优选地，步骤S103定时向服务器发数据中断包括如下步骤：S301：将未进行处理的由电压模数转化器和电流模数转换器传输的电能数据进行再次处理，获得各项电能参数；S302：将各项电能参数发送给服务器；S303：退出中断。优选地，服务器执行如下步骤：S1：服务器初始化；S2：检测网络连接；S3：根据网络连接的检测结果判断是否有网络连接，若是，则转入步骤S4，若否，则报错后转入步骤S4；S4：连接无线模块；S5：判断无线组网是否成功，若是，则转入步骤S6；若否，则报错并结束；S6：创建读取无线接收模块线程和客户端服务线程；其中，无线接收模块线程处理由检测模块传输的数据，客户端服务线程处理客户端请求。优选地，读取无线接收模块线程包括如下步骤：S7：读接收无线模块；S8：通过识别码将接收到的数据分别存入数据库；S9：判断是否有报警信息，若是，则转入步骤S10，若否，则返回至步骤S7；S10：推送给客户端并返回至步骤S7。优选地，客户端服务线程包括如下步骤：S11：等待接收客户端访问请求；S12：判断是否收到请求，若是，则转入步骤S13，若否，则返回至步骤S11；S12：发送请求数据至检测模块并返回至步骤S11。本专利技术可以实时监控用电器各项参数、提高用电服务质量、合理控制能源消费总量、实现智能和人性化管理，达到安全用电、节能减排的效果；具体包括：(1)智能用电：提供精细的区域电力消费侧负荷实时监测、统计、预测、无线传输功能，用户也可通过手机远程检测和控制用电设备，对其工作时间进行定时，实现用户侧电能消耗透明，帮助用户掌控用电细节、制定合理的电能消费，达到节能降耗目的。(2)安全用电：实现电力消费侧的用电安全，针对漏电、短路、大功率/大电流实时监控并推送安全告警，从根本上排查电力消费侧的电力隐患。(3)故障检测：实现电器故障及亚健康状态分析与检测，帮助用户及时了解电器工作状态。(4)便捷的用电评估：依托大数据分析统计技术，为客户提供全面的数据评估和全新数据价值或为第三方提供全新的商业价值。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电能在线智能监测系统的功能展望框图；图2为本专利技术实施例提供的电能在线智能监测系统的电路原理框图；图3为本专利技术实施例提供的电能在线智能监测系统中检测模块主程序流程图；图4为本专利技术实施例提供的电能在线智能监测系统中检测模块读取电源线瞬时电压、电流值的中断程序流程图；图5为本专利技术实施例提供的电能在线智能监测系统中检测模块向服务器发送数据的中断程序流程图；图6为本专利技术实施例提供的电能在线智能监测系统中服务器程序流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术旨在实时监控用电器各项参数、提高用电服务质量、合理控制能源消费总量、实现智能和人性化管理，达到安全用电、节能减排的效果。如图1所示，本专利技术一般监测单相电用电器的用电情况，也可经过更换检测模块检测三相电的用电情况。经检测模块将负载的电压和电流信号经过ADC转换，实现模拟信号转化为数字信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电能在线智能监测系统，其特征在于，包括：检测模块和数据查询模块；所述检测模块包括：用电器(1)、分压采样电路(2)、电流互感电路(3)、电压模数转换器(4)、电流模数转换器(5)、MCU模块(6)、电源电路(7)、报警模块(8)和无线传输模块(9)；所述数据查询模块包括：无线接收模块(10)、服务器(11)和客户端；用电器(1)连接在火线和零线之间，分压采样电路(2)用于采集设置在火线和零线之间的两个电阻Res1和Res2的电压值，电压模数转换器(4)的输入端连接至分压采样电路(2)的输出端，电流模数转换器(5)的输入端连接至电流互感电路(3)的输出端，MCU模块(6)的电源端连接电源电路(7)，MCU模块(6)的第一输入端连接至电压模数转换器(4)的输出端，MCU模块(6)的第二输入端连接至电流模数转换器(5)的输出端，MCU模块(6)的第一输出端连接继电器，MCU模块(6)的第二输出端连接报警模块(8)，MCU模块(6)的输入输出端连接无线传输模块(9)；无线传输模块(9)的电源端连接电源电路(7)；无线传输模块(9)通过无线的方式与无线接收模块(10)进行通信，服务器(11)的一端与无线接收模块(10)连接，服务器(11)的另一端通过互联网或者局域网与客户端进行通信。...

【技术特征摘要】
1.一种电能在线智能监测系统，其特征在于，包括：检测模块和数据查询模块；所述检测模块包括：用电器(1)、分压采样电路(2)、电流互感电路(3)、电压模数转换器(4)、电流模数转换器(5)、MCU模块(6)、电源电路(7)、报警模块(8)和无线传输模块(9)；所述数据查询模块包括：无线接收模块(10)、服务器(11)和客户端；用电器(1)连接在火线和零线之间，分压采样电路(2)用于采集设置在火线和零线之间的两个电阻Res1和Res2的电压值，电压模数转换器(4)的输入端连接至分压采样电路(2)的输出端，电流模数转换器(5)的输入端连接至电流互感电路(3)的输出端，MCU模块(6)的电源端连接电源电路(7)，MCU模块(6)的第一输入端连接至电压模数转换器(4)的输出端，MCU模块(6)的第二输入端连接至电流模数转换器(5)的输出端，MCU模块(6)的第一输出端连接继电器，MCU模块(6)的第二输出端连接报警模块(8)，MCU模块(6)的输入输出端连接无线传输模块(9)；无线传输模块(9)的电源端连接电源电路(7)；无线传输模块(9)通过无线的方式与无线接收模块(10)进行通信，服务器(11)的一端与无线接收模块(10)连接，服务器(11)的另一端通过互联网或者局域网与客户端进行通信。2.如权利要求1所述的电能在线智能监测系统，其特征在于，工作时，分压采样电路采集的交流电压转化为可被模数转化模块检测的电压值U；电流互感电路将大电流转化为模数转化模块可以检测的小电流I；电压模数转换器将接收到的电压模拟信号转化为数字电路可识别的高低电平送入MCU模块；电流模数转换器将接收到的电流模拟信号转化为数字电路可识别的高低电平送入MCU模块；MCU模块接收电压模数转换器、电流模数转换器送来的数字信号，并将获取的电流I与电压量U经过模数转换得到的数字信号在MCU进行进一步处理后获得有功有功率、无功功率和视在功率；并通过无线传输模块传输到无线接收模块送至服务器；同时通过无线传输模块接收服务器发送过来的指令进行操作；当MCU模块检测到任意模块出现故障，通过报警模块发出报警。3.如权利要求1所述的电能在线智能监测系统，其特征在于，报警模块(8)用于点亮故障灯、发出报警声音或向服务器发出故障信号。4.一种基于权利要求1所述的电能在线智能监测系统的方法，其特征在于，检测模块执行如下步骤：S101：向服务器发送识...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈富军，李豪乾，张浩，乔泽，张晓荣，董嘉嘉，凡书鹏，姚汝贤，张晓伏，衡耀付，
申请(专利权)人：黄淮学院，
类型：发明
国别省市：河南,41