基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统，包括：主控处理器、电能采集模块、I/O端口操作模块、显示模块、网络接口模块；其中，主控处理器分别电连接至电能采集模块、I/O端口操作模块、显示模块以及网络接口模块，主控处理器内集成有以太网控制器，主控处理器基于以太网控制器和所述网络接口模块与外部设备进行以太网通信连接，电能采集模块用于采集三相电参数以及进行谐波分析，并基于主控处理器将三相电参数的采集结果和谐波分析结果传送至显示模块或外部设备进行显示。通过本发明专利技术的技术方案，能够实时在线监测、显示电力用户的各项电能参数以及实现谐波分析及谐波电能计量，还支持数据远程传输，功能多样化。

Three-phase Electric Parameter Monitoring and Electric Energy Measurement System Based on Internet of Things

The invention provides a three-phase electric parameter monitoring and electric energy metering system based on the Internet of Things, which includes a main control processor, an electric energy acquisition module, an I/O port operation module, a display module and a network interface module, in which the main control processor is electrically connected to an electric energy acquisition module, an I/O port operation module, a display module and a network interface module, and is integrated in the main control processor. The Ethernet controller and the main control processor communicate with the external devices based on the Ethernet controller and the network interface module. The power acquisition module is used to collect three-phase electrical parameters and conduct harmonic analysis. The acquisition results and harmonic analysis results of three-phase electrical parameters are transmitted to the display module or external devices for display based on the main control processor. The technical scheme of the invention can monitor and display various electric energy parameters of power users on-line in real time, realize harmonic analysis and harmonic electric energy measurement, and also support remote data transmission with diversified functions.

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统
本专利技术涉及电力
，具体而言，涉及一种基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统。
技术介绍
电力电子等新技术的发展及普遍应用，造成了电力系统中的非线性负荷日渐增多，由此产生的谐波对电网造成的污染越来越严重，特别是电气化铁道机车、电弧炼钢炉和电焊等设备产生的高次谐波对电网的影响最为明显。谐波不仅会影响电网系统中各种电气设备的正常工作和使用寿命，甚至造成电力系统事故,直接影响安全生产和人们的正常生活。基于此，对谐波的治理已成为智能电网建设的重要工作之一，而谐波治理的前提条件，应具备能对谐波电能和潮流方向进行准确计量和识别的仪表。然而传统的电能表一方面在谐波工况下的电能计量，对产生谐波污染电网的非线性负荷用户消耗的电能少计，而对不产生谐波的线性负荷用户消耗的电能却多计，这是严重的不公平现象，随着谐波电能计量的国家标准和检定规程制定的进程，研制适用于非线性负荷工况下的谐波电能计量与分析仪表，已成为供用电双方的共同需求；另一方面功能较为单一，无法实时在线监测以及实现监测数据的远程传送，对此目前还没有有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统，能够实时在线监测、显示电力用户的各项电能参数以及实现谐波分析及谐波电能计量，还支持数据远程传输，功能多样化。有鉴于此，根据本专利技术提出了一种新的基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统，包括：主控处理器、电能采集模块、I/O端口操作模块、显示模块、网络接口模块；其中，所述主控处理器分别电连接至所述电能采集模块、I/O端口操作模块、显示模块以及网络接口模块，所述主控处理器内集成有以太网控制器，所述主控处理器基于所述以太网控制器和所述网络接口模块与外部设备进行以太网通信连接，所述电能采集模块用于采集三相电参数以及进行谐波分析，并基于所述主控处理器将三相电参数的采集结果和谐波分析结果传送至所述显示模块或所述外部设备进行显示。在该技术方案中，主控处理器中集成的以太网控制器配合与主控处理器相连接的网络接口模块可构建以太网络，电能采集模块可采集三相电参数（包括电压、电流、有功、无功、相位、谐波及电能计量）以及进行谐波分析，并基于显示模块实时显示采集结果及谐波分析结果，实现实时在线检测，另外通过构建的以太网网络与外部设备进行通信连接，并将采集结构和谐波分析结果传送至外部设备，实现数据的远程传送。在上述技术方案中，优选地，还包括：预警模块，包括用于网络接口LED指示灯和蜂鸣器，所述网络接口LED指示灯和所述蜂鸣器分别连接至所述主控处理器，其中，所述外部设备基于以太网网络对所述网络接口LED指示灯和所述蜂鸣器进行远程控制。在上述任一项技术方案中，优选地，所述主控处理器采用型号为LM3S8962的32位微处理器。在上述任一项技术方案中，优选地，所述电能采集模块采用型号为ATM90E36A的三相测量芯片。在上述任一项技术方案中，优选地，所述网络接口模块采用型号为HR911105A的RJ45网络接口。在上述任一项技术方案中，优选地，所述显示模块采用型号为LCD5110的显示屏。在上述任一项技术方案中，优选地，所述外部设备包括智能终端、远程控制平台。通过以上技术方案，能够实时在线监测、显示电力用户的各项电能参数以及实现谐波分析及谐波电能计量，还支持数据远程传输以及外部设备的远程控制，功能多样化。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施例的基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统的示意框图；图2示出了根据本专利技术的实施例的基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统的主控流程示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下结合图1和图2对本专利技术的技术方案做进一步说明：如图1所示，基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统包括：主控处理器10、电能采集模块20、I/O端口操作模块30、显示模块40、网络接口模块50。其中，主控处理器10分别电连接至电能采集模块20、I/O端口操作模块30、显示模块40以及网络接口模块50，具体地，电能采集模块20与主控处理器10双向通信，I/O端口操作模块30的输出端连接至主控处理器10的输入端，显示模块40的输入端连接至主控处理器的输出端，网络接口模块50与主控处理器10双向通信，主控处理器10内集成有以太网控制器，主控处理器10基于以太网控制器和网络接口模块50与外部设备进行以太网通信连接，电能采集模块20用于采集三相电参数以及进行谐波分析，并基主控处理器10将三相电参数的采集结果和谐波分析结果传送至显示模块40或外部设备进行显示。进一步地，还包括：预警模块，包括用于网络接口LED指示灯和蜂鸣器，网络接口LED指示灯和蜂鸣器分别连接至主控处理器，其中，外部设备（如智能终端、远程控制平台）基于以太网网络对网络接口LED指示灯和蜂鸣器进行远程控制，其中，智能终端包括手机、PC机，远程控制平台包括公共物联网平台，如yeelink网站的数据中心或自己的数据中心等。主控处理器中集成的以太网控制器配合与主控处理器相连接的网络接口模块可构建以太网络，电能采集模块可采集三相电参数（包括电压、电流、有功、无功、相位、谐波及电能计量）以及进行谐波分析，并基于显示模块实时显示采集结果及谐波分析结果，实现实时在线检测，另外通过构建的以太网网络与外部设备进行通信连接，并将采集结构和谐波分析结果传送至外部设备，实现数据的远程传送。优选地，主控处理器采用型号为LM3S8962的32位微处理器，电能采集模块采用型号为ATM90E36A的三相测量芯片，网络接口模块采用型号为HR911105A的RJ45网络接口，显示模块采用型号为LCD5110的显示屏。其中，主控处理器LM3S8962内部集成的10/100Mbps以太网控制器，外加RJ45网络接口HR911105A，即可实现系统的以太网通信，以太网控制器由一个完全集成的媒体访问控制器（MAC）和网络物理（PHY）接口器件组成。以太网控制器遵循IEEE802.3规范，完全支持10BASE-T和100BASE-TX标准。电能采集模块ATM90E36A可用于0.5S级或1级三相有功电能表和无功电能表的设计，并可支持三相四线（3P4W）或三相三线（3P3W）的接线方式，利用ATM90E36A测量三相电能参数，该芯片能够测量电压、电流、有功、无功、相位和进行谐波分析，显示屏LCD5110具备速度快，接线少，显示内容多，性价比高。对于芯片ATM90E36A：芯片采用3.3V单一电源供电，在典型的3P4W设计中，需要三个独立的变压器进行供电，交流电源经整流和稳压后输出3.3V到芯片数字电源DVDD，芯片模拟电源AVDD应直接与DVDD连接；芯片内部具有上电复位电路，外部RESET引脚可以接一个10kΩ电阻到DVDD和一个0.1µ电容到GND，芯片具有高稳定性的片上基准电源，Vref引脚需要外接10µF和0.1µF两个电容，ATM90E36A芯片采用16.384MHz频率做为系统工作频率，芯片内建了晶体振荡电路和10pF的匹配电容，应用时只需要在O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统，其特征在于，包括：主控处理器、电能采集模块、I/O端口操作模块、显示模块、网络接口模块；其中，所述主控处理器分别电连接至所述电能采集模块、所述I/O端口操作模块、所述显示模块以及所述网络接口模块，所述主控处理器内集成有以太网控制器，所述主控处理器基于所述以太网控制器和所述网络接口模块与外部设备进行以太网通信连接，所述电能采集模块用于采集三相电参数以及进行谐波分析，并基于所述主控处理器将三相电参数的采集结果和谐波分析结果传送至所述显示模块或所述外部设备进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统，其特征在于，包括：主控处理器、电能采集模块、I/O端口操作模块、显示模块、网络接口模块；其中，所述主控处理器分别电连接至所述电能采集模块、所述I/O端口操作模块、所述显示模块以及所述网络接口模块，所述主控处理器内集成有以太网控制器，所述主控处理器基于所述以太网控制器和所述网络接口模块与外部设备进行以太网通信连接，所述电能采集模块用于采集三相电参数以及进行谐波分析，并基于所述主控处理器将三相电参数的采集结果和谐波分析结果传送至所述显示模块或所述外部设备进行显示。2.根据权利要求1所述的基于物联网的三相电参数监测与电能计量系统，其特征在于，还包括：预警模块，包括用于网络接口LED指示灯和蜂鸣器，所述网络接口LED指示灯和所述蜂鸣器分别连接至所述主控处理器，其中，所述外部设备基于以太...

【专利技术属性】
技术研发人员：但永平，温盛军，耿世勇，王凤歌，路向阳，李恒毅，岳学彬，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41