无人断电智能电表制造技术

本实用新型专利技术公开了无人断电智能电表，提供一种学生公寓安全用电智能电表电路设计。本实用新型专利技术核心为主控模块，同时包括计量模块、通讯模块、热释红外人体探测模块和周边控制模块。针对目前高校学生公寓无用电安全监控能力、无实时电量预警等弊端，提出一种基于高性能计量芯片、利用热释电红外探测技术、以单片机为控制核心的智能电表设计，可智能识别、限制大功率电器运行、并可实时预警电量，实现了用电监控智能化，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
无人断电智能电表
本技术属于安全用电智能电表电路领域，尤其涉及一种无人断电智能电表。
技术介绍
学生公寓一般结构复杂，居住人数很多，安全性要求高，用电情况复杂，普通电表无法应对复杂情况，对于一些安全隐患无能为力。学生宿舍往往存在着一些私藏大功率电器的情况，宿管也难以实时监控，而且某些学生麻痹大意，时常忘记关掉耗电电器，不仅造成严重的浪费，而且存在严重的安全隐患。这些因素使得近些年学生公寓安全事故频发，一方面我们要提高学生安全用电的意识，另一方面，我们希望能从技术方面尽量避免这样的事故。为有效管理学生公寓用电，国内许多高校在学生宿舍引入了集中式用电管理系统，此类系统一般由计量终端、中继模块及上位机组成，功能上过度依赖中继模块与上位机，只能实现简单的集中化用电管理，无法对大功率用电、无人用电等违规行为实时监控，无法杜绝违规用电带来的安全隐患，导致用电火灾时有发生；其次这种电表无电量实时提示功能，交互性差。
技术实现思路
本技术的目的在于提供无人断电智能电表，旨在解决宿舍无人条件下的用电监控，杜绝用电隐患。本技术的技术方案如下：无人断电智能电表，包括：主控模块、计量模块、通讯模块、热释红外人体探测模块和周边控制模块；所述计量模块连接于所述主控模块，所述通讯模块连接于所述主控模块，所述热释红外人体探测模块连接于所述主控模块，所述周边控制模块连接于所述主控模块。进一步根据本技术所述的无人断电智能电表，所述主控模块的电路STC12C5204AD单片机、若干电阻及两个LED灯组成；所述STC12C5204AD单片机一共有20个引脚，RST为置位端口，根据需要连接；RXD、TXD端口为数据输入输出端，连接所述通讯模块的RO、DI端口；XTAL1、XTAL2连接外置晶振提供时钟；INT0连接CLKin后连接插头4HEADER的4号端口，接受来自所述计量模块CF端口的脉冲转换信号；INT1，CLKOUT0，CLKOUT1依次接4HEADER的3、2、1端口，用来统一工作时钟以及发送控制信号；GND引脚接地；VCC接口连接电源；ADC7、ADC6顺次接至所述周边控制模块中的IN和IN1端口，产生正负交替的脉冲信号，控制室内电路的通断；ADC5连接至所述热释红外人体探测模块，即PID_in端口，接受信号，判断室内是否有人；ADC4、ADC3置空；P1.2端口是ADC2、RST2复用端口，LVD_in即电源电压输入采样端口，LVD_in端口依次连接两个分压电阻RCS1、RCS2后接地，P1.2端口连接至两个电阻中间；ADC1端口依次连接电阻RCS3和灯LED1之后接地；ADC0依次连接电阻RCS4和灯LED2和之后接地；当剩余电量不足时两个LED灯亮灯提醒。进一步根据本技术所述的无人断电智能电表，所述计量模块采用高准确度电能测量集成芯片AD7755，该芯片为常用的电表计量芯片，其通过电流电压采样，能够准确采集供电信息，并在内部进行模数转换，输出功率脉冲信号，该信号是脉冲信号，便于主控模块测量，该芯片经主控模块的INT0端口，以较高频率输出有功功率瞬时值。进一步根据本技术所述的无人断电智能电表，所述通讯模块的电路结构，其核心器件为RS-485通讯模块；所述通讯模块RO、DI是数据的输入输出端口，分别接主控模块的RXD端口、TXD端口；RE、DE一起接控制线，这里可置位0或1，选择适当的工作状态；VCC接工作电压源，GND接地；A、B所述RS-485通讯模块的信号发射端，连接适当的天线即可。进一步根据本技术所述的无人断电智能电表，所述热释红外人体探测模块的信号处理电路由高性能的处理集成电路BISS0001、热释电红外传感器RE200BA与若干电阻、电容组成；所述高性能的处理集成电路BISS0001具有16个引脚，所述的热释电红外传感器RE200BA具有4个引脚；所述高性能的处理集成电路BISS0001A端口A接CON1接头的2端口，该端口输出分压，相当于输入一个预置信号；CON1的1端口接地，3端口接3.3伏电源；VO端口接电阻R11后输出，输出接至所述主控模块ADC5端口；RR1端口通过串联的可变电阻TIME和电阻R13连接至端口RC1，可变电阻用于调节参数从而使得集成电路BISS0001A处于正常工作状态；高压陶瓷电容CY的2端与CY2的2端相连后接地，CY的1端连接BISS0001A的端口RC1，CY2的1端连接BISS0001A的端口RC2；电阻R12一端接地，另一端接所述高性能的处理集成电路BISS0001A的RR2端口；VS端口接地；VREF/RESET端口连接3.3V电源；VC端口接R3后连至3.3V；ID端口连电阻R14后接至地；V端口接3.3V电源；1OUT端口输出信号，信号来自集成电路BISS0001A内部放大器，信号先后经过电容C104、并联RC耦合回路(R10与C4的并联)、电阻R7送至2IN-端口；端口2OUT分两路，一路连接C3后连接2IN-端口，另一路依次通过敏感电阻SENSITIVE和R6后连接2IN-端口；1IN-端口接串联的R1和C103后接地，同时1IN-通过并联的C6和R9连接至1OUT端口，与内部电路共同构成放大器电路；1IN+连接电阻R4后连接至热释电红外传感器RE200BA的S端口；热释电红外传感器RE200BA的G端口经并联的C2和R5连接至S端口；同时热释电红外传感器RE200BA的G端口连接串联的C105和R2后连接至热释电红外传感器RE200BA的D端口；串联支路R2和C105中间连接R3的一端，R3另一端连接3.3V工作电源；2IN-端口连接R7后通过并联的R10和C4与C104的一端连接，C104的另一端与1OUT端口连接；所述热释电红外传感器RE200BA可通过红外光感应到室内热量的分布和变化，并肩信息送至所述高性能的处理集成电路BISS0001；所述高性能的处理集成电路BISS0001分析来自所述热释电红外传感器RE200BA的信号，做出室内是否有人的判断，并发出信号，送至主控模块。进一步根据本技术所述的无人断电智能电表，所述周边控制模块的电路结构，其核心是磁保持继电器驱动电路，所述磁保持继电器驱动电路实现了供电控制，所述磁保持继电器驱动电路采用四个NPN管9013与两个PNP管9012，共六个三极管与若干电阻构成三个差分放大器；三极管VT1的B级连接R11后分两路，一路连接三极管VT2的C极，另一路通过R12连接VT1的E极，VT1的C极连接VT6的C极，VT1的E极连接VCC；VT4的B极连接R15后分两路，一路连接三极管VT5的C极，另一路连接R16后接VT4的E极，VT4的C极连接VT3的C极，VT4的E极连接VCC；三极管VT2的B极连接R13后连接由主控模块P1.7端口传来的输入信号，E极连接VT3的B极；三极管VT5的B极连接R17后连接由主控模块P1.6端口传来的输入信号，E极连接VT6的B极；三极管VT3的B极通过R14后接地，E极接地，C极连接端口A输出信号至主控模块；三极管VT6的B极通过R18后接地，E极接地，C极连接端口B输出信号至主控模块。本技术与现在技术相比，其有益效果在于：1.用简单、实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
无人断电智能电表，其特征在于，包括：主控模块、计量模块、通讯模块、热释红外人体探测模块和周边控制模块；所述计量模块连接于所述主控模块，所述通讯模块连接于所述主控模块，所述热释红外人体探测模块连接于所述主控模块，所述周边控制模块连接于所述主控模块。

【技术特征摘要】
1.无人断电智能电表，其特征在于，包括：主控模块、计量模块、通讯模块、热释红外人体探测模块和周边控制模块；所述计量模块连接于所述主控模块，所述通讯模块连接于所述主控模块，所述热释红外人体探测模块连接于所述主控模块，所述周边控制模块连接于所述主控模块。2.根据权利要求1所述的无人断电智能电表，其特征在于，所述主控模块的电路由STC12C5204AD单片机、若干电阻及两个LED灯组成；所述STC12C5204AD单片机一共有20个引脚，RST为置位端口，根据需要连接；RXD、TXD端口为数据输入输出端，连接所述通讯模块的RO、DI端口；XTAL1、XTAL2连接外置晶振提供时钟；INT0连接CLKin后连接插头4HEADER的4号端口，接受来自所述计量模块CF端口的脉冲转换信号；INT1，CLKOUT0，CLKOUT1依次接4HEADER的3、2、1端口，用来统一工作时钟以及发送控制信号；GND引脚接地；VCC接口连接电源；ADC7、ADC6顺次接至所述周边控制模块中的IN和IN1端口，产生正负交替的脉冲信号，控制室内电路的通断；ADC5连接至所述热释红外人体探测模块，即PID_in端口，接受信号，判断室内是否有人；ADC4、ADC3置空；P1.2端口是ADC2、RST2复用端口，LVD_in即电源电压输入采样端口，LVD_in端口依次连接两个分压电阻RCS1、RCS2后接地，P1.2端口连接至两个电阻中间；ADC1端口依次连接电阻RCS3和灯LED1之后接地；ADC0依次连接电阻RCS4和灯LED2和之后接地；当剩余电量不足时两个LED灯亮灯提醒。3.根据权利要求1所述的无人断电智能电表，其特征在于，所述计量模块采用高准确度电能测量集成芯片AD7755，该芯片为常用的电表计量芯片，其通过电流电压采样，能够准确采集供电信息，并在内部进行模数转换，输出功率脉冲信号，该信号是脉冲信号，便于主控模块测量，该芯片经主控模块的INT0端口，以较高频率输出有功功率瞬时值。4.根据权利要求1所述的无人断电智能电表，其特征在于，所述通讯模块的电路结构，其核心器件为RS-485通讯模块；所述通讯模块RO、DI是数据的输入输出端口，分别接主控模块的RXD端口、TXD端口；RE、DE一起接控制线，这里可置位0或1，选择适当的工作状态；VCC接工作电压源，GND接地；A、B所述RS-485通讯模块的信号发射端，连接适当的天线即可。5.根据权利要求1所述的无人断电智能电表，其特征在于，所述热释红外人体探测模块的信号处理电路由高性能的处理集成电路BISS0001、热释电红外传感器RE200BA与若干电阻、电容组成；所述高性能的处理集成电路BISS0001具有16个引脚，所述的热释电红外传感器RE200BA具有4个引脚；所述高性能的处理集成电路BISS0001A端口A接CON1接头的2端口，该端口输出分压，相当于输入一个预置信号；CON1的1端口接地，3端口接3.3伏电源；VO端口接电阻R11后输出，输出接至所述主控模块ADC5端...

【专利技术属性】
技术研发人员：候金保，孟瞳，师艳子，
申请(专利权)人：陕西尚品信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61