一种基于物联网的三相电路功率监控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于物联网的三相电路功率监控装置，包括CPU模块电路、三个电压互感器、WiFi通信模块、三个继电器、温湿度传感器、GPS定位模块和PM2.5模块；本发明专利技术通过电压互感器采集到的波形数据，得到线路的实时功率以及相位信息，得出三相线路中相位的平衡情况，并它能够采集三相用电器实时功率和温湿度、PM2.5、噪声等环境信息，将数据实时推送至用户手中。使用户在任何地方，只要有无线网络，就可以通过电脑浏览器或者手机APP实时查看三相用电器功率信息及环境信息，从而及时对火灾进行预防。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的三相电路功率监控装置
本专利技术属于电子通信领域，具体涉及一种基于物联网的三相电路功率监控装置。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，室内三相用电器的种类和数量在成倍的增加，随之带来的能耗及用电安全隐患也在成倍的增加。近年来，随着全球气候的变暖，人们安装空调等大功率用电器的数量也在逐年增加，据统计，从1999年至2002年我国空调市场增长率均在30％以上，2015年1-9月我国家用空调产量同比增长0.95％。据统计，2016年全国电气类火灾发生31.2万余起，其中起火原因为电气的占30％，起火场所为住宅，宿舍等室内场所的占比近40％。因此，对于用电器功率状态的检测成为了人们热议的话题。对于一些大型住宅或是商业门店，通常情况接入总线路为国家标准的三相四线线路，但由于线路上挂在的负载功率及个数的不等，极容易引起三相电路的相位不平衡，从而可能存在漏电流的情况，以至于引发触电或电气火灾。对于用电器安全发生的火灾，一般情况下分为两种，一种为用电线路老化产生电弧从而导致火灾，另一种为用户使用大功率违章电器，导致线路上电荷负载过大，从而引发火灾，其中，由于三相电路不平衡的原因导致线路存在漏电流也是引发火灾的一个重要原因。对于三相用电器功率的检测，目前人们对大多数三相用电器的功率认识仅仅停留在用电器上标注的额定功率，人们对于用电器功率的监测还未达到一定实时性，因此对于目前建筑火灾，管理者不能实时监控室内的功率变化状态，从而在火灾已经发生到难以控制时才会报警，这样依然很难降低火灾发生的几率。因此，社会和市场对一种性能好、安全性高的三相电路功率监测室内设备的要求也越来越高。
技术实现思路
本专利技术针对现有产品和技术的不足，设计了一种基于物联网的三相电路功率监控装置，包括三相用电器用电功率监控及环境监测功能。一种基于物联网的三相电路功率监控装置，包括CPU模块电路、三个电压互感器、WiFi通信模块、三个继电器、温湿度传感器、GPS定位模块和PM2.5模块；所述的CPU模块电路包括单片机模块电路、单片机晶振电路、单片机SWD接口电路和单片机复位电路；其中单片机的型号为STM32F103C8T6；所述的单片机模块电路包括单片机U3、三个滤波电容；单片机U3的第8、20、23、35、44、47脚全部接地，单片机U3的第1、9、24、36、48脚全部3.3V电源，第二十五滤波电容C25的一端、第二十六滤波电容C26的一端、第二十七滤波电容C27的一端接3.3V电源，第二十五滤波电容C25的另一端与单片机U3的第23脚连接，第二十六滤波电容C26的一端与单片机U3的第35脚连接，第二十七滤波电容C27的另一端与单片机U3的第47脚连接，第三滤波电容C3的一端与通过该单片机U3的第28脚的电感L1连接并连接至3.3V，另一端与地连接，单片机U3的第2、3、4、15、16、17、46脚悬空；所述的单片机晶振电路包括一个8MHz的第一晶振Y1、一个电阻R14和2个负载电容；第一晶振Y1的一端与单片机U3的第5脚、第十七负载电容C17的一端、第十四电阻R14的一端连接，第一晶振Y1的另一端与单片机U3的第6脚、第二十二负载电容C22的一端、第十四电阻R14的另一端连接，第十七负载电容C17的另一端与第二十二负载电容C22的另一端接地；所述的单片机SWD接口电路包括一根3.3V电源线，一根地线，两根数据线；接插件SWIM的第1脚接3.3V电源，接插件SWIM的第4脚接地，接插件SWIM的第2脚与单片机U3的第37脚连接，接插件SWIM的第3脚与单片机U3的第34脚连接；所述的单片机复位电路包括一个电阻、一个滤波电容和一个按键；第九上拉电阻R9的一端接3.3V电源，第九上拉电阻R9的另一端与单片机U3的第7脚、第十二滤波电容C12的一端、按键S2的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端和按键RESET的另一端接地；所述的WiFi无线通信模块电路包括WiFi无线通信芯片、U14排针、三个上拉电阻、一个滤波电阻、一个下拉电阻、两个滤波电容、一个短接端子；无线WiFi通信芯片的型号为ESP-07，U14的型号为2.54-2P*2；第五十五上拉电阻R55与无线WiFi通信芯片U15的1脚相接，第五十五上拉电阻的R55的另一端与3.3V电源相接；第五十七上拉电阻R57的一端与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，另一端与3.3V电源相接，第五十八上拉电阻R58的一端与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，另一端与3.3V电源相接，第五十六滤波电容R56的一端与无线WiFi通信芯片U15的3脚相接，另一端与3.3V电源，第五十九下拉电阻R59的一端与无线WiFi通信芯片U15的10脚相接，另一端与GND相接，第五十滤波电容C50的一端与第五十六滤波电阻R56相接，另一端与GND相接，第五十一滤波电容C51的一端与第五十六滤波电阻R56的一端相接，另一端与GND相接，无线WiFi通信芯片U15的8脚与3.3V电源相接，无线WiFi通信芯片U15的9脚与GND相接，跳线端子JUM1的一端与无线WiFi通信芯片U15的12脚相接，跳线端子JUM1的另一端与GND相接，排针U14的1脚与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，排针U14的的2脚与CPU单片机芯片U3的12脚相接，排针U14的3脚与无线WiFi通信芯片U15的15脚相接，排针U14的4脚与CPU单片机芯片U3的13脚连接；无线WiFi通信芯片U15的2、4、5、6、7、11、13、14为悬空引脚；所述的电压互感器电路包括电压互感器U10、U11、U12，六个分压电阻、三个继电器、三个三极管、六个接线端子、三个整流二极管、三个发光二极管；其中电压互感器U10、U11、U12的型号均为HD205AD；继电器M1、M2、M3的型号为BRF-SS-105DM；电压互感器U10的第3脚与第五十分压电阻R50相接，第五十分压电阻R50的另一端与单片机U3的11脚相接，电压互感器U10的第4脚接地，电压互感器U10的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U10的第2脚与线路上的零线相接，电压互感器U11的第3脚与第五十一分压电阻R51相接，第五十一分压电阻R51的另一端与单片机U3的18脚相接，电压互感器U11的第4脚接地，电压互感器U11的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U11的第2脚与线路上的零线相接，电压互感器U12的第3脚与第五十二分压电阻R52相接，第五十二分压电阻R52的另一端与单片机U3的19脚相接，电压互感器U12的第4脚接地，电压互感器U12的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U12的第2脚与线路上的零线相接，继电器M1的第3脚与三极管Q7的集电极、整流二极管D1的阳极连接；继电器M1的第2脚、第一整流二极管D1的阴极接5V电源，继电器M1的第1脚与第一接线端子P1的第1脚连接，继电器M1的第4脚与第二接线端子P2的第1脚连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的基极与第一限流电阻R1的一端连接，第一限流电阻R1的另一端与单片机U3的第43脚连接；第三十六限流电阻R36的一端接第一发光二极管LED1的阳极，另一端与单片机U3的43脚连接，第一发光二极管LED1的阴极与G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路功率监控装置，其特征在于：包括CPU模块电路、三个电压互感器、WiFi通信模块、三个继电器、温湿度传感器、GPS定位模块和PM2.5模块；所述的CPU模块电路包括单片机模块电路、单片机晶振电路、单片机SWD接口电路和单片机复位电路；其中单片机的型号为STM32F103C8T6；所述的单片机模块电路包括单片机U3、三个滤波电容；单片机U3的第8、20、23、35、44、47脚全部接地，单片机U3的第1、9、24、36、48脚全部3.3V电源，第二十五滤波电容C25的一端、第二十六滤波电容C26的一端、第二十七滤波电容C27的一端接3.3V电源，第二十五滤波电容C25的另一端与单片机U3的第23脚连接，第二十六滤波电容C26的一端与单片机U3的第35脚连接，第二十七滤波电容C27的另一端与单片机U3的第47脚连接，第三滤波电容C3的一端与通过该单片机U3的第28脚的电感L1连接并连接至3.3V，另一端与地连接，单片机U3的第2、3、4、15、16、17、46脚悬空；所述的单片机晶振电路包括一个8MHz的第一晶振Y1、一个电阻R14和2个负载电容；第一晶振Y1的一端与单片机U3的第5脚、第十七负载电容C17的一端、第十四电阻R14的一端连接，第一晶振Y1的另一端与单片机U3的第6脚、第二十二负载电容C22的一端、第十四电阻R14的另一端连接，第十七负载电容C17的另一端与第二十二负载电容C22的另一端接地；所述的单片机SWD接口电路包括一根3.3V电源线，一根地线，两根数据线；接插件SWIM的第1脚接3.3V电源，接插件SWIM的第4脚接地，接插件SWIM的第2脚与单片机U3的第37脚连接，接插件SWIM的第3脚与单片机U3的第34脚连接；所述的单片机复位电路包括一个电阻、一个滤波电容和一个按键；第九上拉电阻R9的一端接3.3V电源，第九上拉电阻R9的另一端与单片机U3的第7脚、第十二滤波电容C12的一端、按键S2的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端和按键RESET的另一端接地；所述的WiFi无线通信模块电路包括WiFi无线通信芯片、U14排针、三个上拉电阻、一个滤波电阻、一个下拉电阻、两个滤波电容、一个短接端子；无线WiFi通信芯片的型号为ESP‑07，U14的型号为2.54‑2P*2；第五十五上拉电阻R55与无线WiFi通信芯片U15的1脚相接，第五十五上拉电阻的R55的另一端与3.3V电源相接；第五十七上拉电阻R57的一端与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，另一端与3.3V电源相接，第五十八上拉电阻R58的一端与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，另一端与3.3V电源相接，第五十六滤波电容R56的一端与无线WiFi通信芯片U15的3脚相接，另一端与3.3V电源，第五十九下拉电阻R59的一端与无线WiFi通信芯片U15的10脚相接，另一端与GND相接，第五十滤波电容C50的一端与第五十六滤波电阻R56相接，另一端与GND相接，第五十一滤波电容C51的一端与第五十六滤波电阻R56的一端相接，另一端与GND相接，无线WiFi通信芯片U15的8脚与3.3V电源相接，无线WiFi通信芯片U15的9脚与GND相接，跳线端子JUM1的一端与无线WiFi通信芯片U15的12脚相接，跳线端子JUM1的另一端与GND相接，排针U14的1脚与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，排针U14的的2脚与CPU单片机芯片U3的12脚相接，排针U14的3脚与无线WiFi通信芯片U15的15脚相接，排针U14的4脚与CPU单片机芯片U3的13脚连接；无线WiFi通信芯片U15的2、4、5、6、7、11、13、14为悬空引脚；所述的电压互感器电路包括电压互感器U10、U11、U12，六个分压电阻、三个继电器、三个三极管、六个接线端子、三个整流二极管、三个发光二极管；其中电压互感器U10、U11、U12的型号均为HD205AD；继电器M1、M2、M3的型号为BRF‑SS‑105DM；电压互感器U10的第3脚与第五十分压电阻R50相接，第五十分压电阻R50的另一端与单片机U3的11脚相接，电压互感器U10的第4脚接地，电压互感器U10的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U10的第2脚与线路上的零线相接，电压互感器U11的第3脚与第五十一分压电阻R51相接，第五十一分压电阻R51的另一端与单片机U3的18脚相接，电压互感器U11的第4脚接地，电压互感器U11的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U11的第2脚与线路上的零线相接，电压互感器U12的第3脚与第五十二分压电阻R52相接，第五十二分压电阻R52的另一端与单片机U3的19脚相接，电压互感器U12的第4脚接地，电压互感器U12的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的三相电路功率监控装置，其特征在于：包括CPU模块电路、三个电压互感器、WiFi通信模块、三个继电器、温湿度传感器、GPS定位模块和PM2.5模块；所述的CPU模块电路包括单片机模块电路、单片机晶振电路、单片机SWD接口电路和单片机复位电路；其中单片机的型号为STM32F103C8T6；所述的单片机模块电路包括单片机U3、三个滤波电容；单片机U3的第8、20、23、35、44、47脚全部接地，单片机U3的第1、9、24、36、48脚全部3.3V电源，第二十五滤波电容C25的一端、第二十六滤波电容C26的一端、第二十七滤波电容C27的一端接3.3V电源，第二十五滤波电容C25的另一端与单片机U3的第23脚连接，第二十六滤波电容C26的一端与单片机U3的第35脚连接，第二十七滤波电容C27的另一端与单片机U3的第47脚连接，第三滤波电容C3的一端与通过该单片机U3的第28脚的电感L1连接并连接至3.3V，另一端与地连接，单片机U3的第2、3、4、15、16、17、46脚悬空；所述的单片机晶振电路包括一个8MHz的第一晶振Y1、一个电阻R14和2个负载电容；第一晶振Y1的一端与单片机U3的第5脚、第十七负载电容C17的一端、第十四电阻R14的一端连接，第一晶振Y1的另一端与单片机U3的第6脚、第二十二负载电容C22的一端、第十四电阻R14的另一端连接，第十七负载电容C17的另一端与第二十二负载电容C22的另一端接地；所述的单片机SWD接口电路包括一根3.3V电源线，一根地线，两根数据线；接插件SWIM的第1脚接3.3V电源，接插件SWIM的第4脚接地，接插件SWIM的第2脚与单片机U3的第37脚连接，接插件SWIM的第3脚与单片机U3的第34脚连接；所述的单片机复位电路包括一个电阻、一个滤波电容和一个按键；第九上拉电阻R9的一端接3.3V电源，第九上拉电阻R9的另一端与单片机U3的第7脚、第十二滤波电容C12的一端、按键S2的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端和按键RESET的另一端接地；所述的WiFi无线通信模块电路包括WiFi无线通信芯片、U14排针、三个上拉电阻、一个滤波电阻、一个下拉电阻、两个滤波电容、一个短接端子；无线WiFi通信芯片的型号为ESP-07，U14的型号为2.54-2P*2；第五十五上拉电阻R55与无线WiFi通信芯片U15的1脚相接，第五十五上拉电阻的R55的另一端与3.3V电源相接；第五十七上拉电阻R57的一端与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，另一端与3.3V电源相接，第五十八上拉电阻R58的一端与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，另一端与3.3V电源相接，第五十六滤波电容R56的一端与无线WiFi通信芯片U15的3脚相接，另一端与3.3V电源，第五十九下拉电阻R59的一端与无线WiFi通信芯片U15的10脚相接，另一端与GND相接，第五十滤波电容C50的一端与第五十六滤波电阻R56相接，另一端与GND相接，第五十一滤波电容C51的一端与第五十六滤波电阻R56的一端相接，另一端与GND相接，无线WiFi通信芯片U15的8脚与3.3V电源相接，无线WiFi通信芯片U15的9脚与GND相接，跳线端子JUM1的一端与无线WiFi通信芯片U15的12脚相接，跳线端子JUM1的另一端与GND相接，排针U14的1脚与无线WiFi通信芯片U15的16脚相接，排针U14的的2脚与CPU单片机芯片U3的12脚相接，排针U14的3脚与无线WiFi通信芯片U15的15脚相接，排针U14的4脚与CPU单片机芯片U3的13脚连接；无线WiFi通信芯片U15的2、4、5、6、7、11、13、14为悬空引脚；所述的电压互感器电路包括电压互感器U10、U11、U12，六个分压电阻、三个继电器、三个三极管、六个接线端子、三个整流二极管、三个发光二极管；其中电压互感器U10、U11、U12的型号均为HD205AD；继电器M1、M2、M3的型号为BRF-SS-105DM；电压互感器U10的第3脚与第五十分压电阻R50相接，第五十分压电阻R50的另一端与单片机U3的11脚相接，电压互感器U10的第4脚接地，电压互感器U10的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U10的第2脚与线路上的零线相接，电压互感器U11的第3脚与第五十一分压电阻R51相接，第五十一分压电阻R51的另一端与单片机U3的18脚相接，电压互感器U11的第4脚接地，电压互感器U11的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U11的第2脚与线路上的零线相接，电压互感器U12的第3脚与第五十二分压电阻R52相接，第五十二分压电阻R52的另一端与单片机U3的19脚相接，电压互感器U12的第4脚接地，电压互感器U12的第1脚与线路上的火线相接，电压互感器U12的第2脚与线路上的零线相接，继电器M1的第3脚与三极管Q7的集电极、整流二极管D1的阳极连接；继电器M1的第2脚、第一整流二极管D1的阴极接5V电源，继电器M1的第1脚与第一接线端子P1的第1脚连接，继电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，赵琪，付天昊，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，杭州华炳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33