基于交流电流采集的多路继电器智能开关制造技术

本发明专利技术提供了一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，包括电源管理模块、ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块；电源管理模块分别连接ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块，对各个模块进行供电管理；所述逻辑控制模块分别与ID设置模块、通信模块、执行器控制模块和电流信号处理模块连接；所述电流信号处理模块包括电流信号采集模块、电流信号预处理模块。本发明专利技术能够对负载电流实时高精度采集，操作简单，使用方便。

Multi relay intelligent switch based on AC current sampling

The invention provides a multi-channel relay intelligent switch based on AC current acquisition, including power management module, ID setting module, communication module, actuator control module, logic control module and current signal processing module. The power management module connects ID module, communication module and actuator control module respectively. The logic control module and the current signal processing module are used to supply power management for each module. The logic control module is connected with the ID setting module, the communication module, the actuator control module and the current signal processing module, and the current signal processing module includes the current signal acquisition module and the current signal preprocessing module. The invention can collect load current in real time and high precision, and has simple operation and convenient operation.

【技术实现步骤摘要】
基于交流电流采集的多路继电器智能开关
本专利技术涉及智能开关
，尤其涉及一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关。
技术介绍
随着智能家居技术的不断发展，用户对家庭用电控制不断向智能化、自动化的方法更新，在该过程中，智能家居电子开关的出现成为智能家居
中必不可少的重要组成部分。现有的多路继电器智能开关模块只具备对模块的远程通断控制，不具备对负载电流的实时高精度采集功能，且其ID设置是通过拨码开关实现的，拨码开关一般是采用二进制进行计数的，需要专业的工程师才能够操作，不够直观，操作也不方便。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，能够对负载电流进行实时高精度采集，操作简单，使用方便。本专利技术采用以下技术方案：一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，其中，包括电源管理模块、ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块；电源管理模块分别连接ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块，对各个模块进行供电管理；所述逻辑控制模块分别与ID设置模块、通信模块、执行器控制模块和电流信号处理模块连接；所述电流信号处理模块包括电流信号采集模块、电流信号预处理模块。优选的，还包括负载接口模块，所述负载接口模块与执行器控制模块电连接。优选的，所述通信模块为RS485总线通信模块或无线通信模块。优选的，所述逻辑控制模块采用STM32芯片。优选的，所述ID设置模块包括三位数码管、按键和TM1618驱动芯片，所述三位数码管和按键均连接到TM1618芯片上。优选的，所述电流信号采集模块的采样电阻设置在执行器控制模块与负载接口模块的连接导线内。优选的，所述电流信号预处理模块采用AMC1304M05调制器。优选的，所述逻辑控制模块的电流检测方法包括以下步骤：步骤1，初始化STM32芯片内部集成的DFSDM滤波模块；步骤2，配置DFSDM滤波模块的参数；步骤3，采样通道选择；步骤4，获取100ms采样结果绝对值的最大值；步骤5，将步骤4获取到的数值通过与换算系数做乘法运算，换算为电流的真有效值，并且保存到芯片内部的FLASH中，返回步骤3重复执行；步骤6，检测到上位机查询电流值的指令时，发送八路电流数据，然后返回步骤3。本专利技术的有益效果为：本专利技术采用按键和三位数码管设置总线ID的方式来替代传统的拨码开关的方式，三位数码管可以实现000-999的显示，配合按键可以对ID进行更改和设置，并且ID号数据实时的存储到逻辑控制模块的FLASH中，进行掉电保存。本专利技术在多路继电器的输出回路中串入采样电阻，采集采样电阻两端的电压值，通过采用多路差分输入的方式，配合使用具有多选一功能的模拟开关，切换多路高精度采样电阻中的一个与高精度Δ-Σ调制器连接，保证任意时刻只采集多路中的一路数据，然后通过带滤波功能的处理器读取调制器的数据流，实现电量的采集功能。附图说明图1是本专利技术一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关的结构框图。图2是本专利技术一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关的ID设置模块的电路原理图。图3是本专利技术一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关的RS485总线通信模块的电路原理图。图4是本专利技术一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关的执行器控制模块的电路原理图。图5是本专利技术一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关的电流信号采集模块的电路原理图。图6是本专利技术一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关的电流信号预处理模块的电路原理图。图7是本专利技术一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关的电流检测方法的流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，包括电源管理模块、ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、负载接口模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块；电源管理模块分别连接ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块，对各个模块进行供电管理；逻辑控制模块分别与ID设置模块、通信模块、执行器控制模块和电流信号处理模块连接；负载接口模块与执行器控制模块电连接，为进行控制的外部负载提供接口。电流信号处理模块包括电流信号采集模块、电流信号预处理模块。ID设置模块与逻辑控制模块进行电连接，对模块的总线地址进行设定，总线地址设定好后可以在逻辑控制模块中进行掉电保存。如图2所示，ID设置模块采用3位数码管、2个按键、IC芯片TM1618以及必要的电阻和电容器件来实现。通信模块用于与外部设备之间进行有线或无线通信，通信模块可采用有线通信方式，例如RS485通信，也可以采用无线方式，如Wifi/蓝牙/Zigbee方式。图3所示为RS485通信电路图。执行器控制模块与逻辑控制模块电连接，逻辑控制模块采用STM32芯片，逻辑控制模块根据检测到的按键开关信号或通信指令对执行器进行开合操作，达到对负载的电源进行控制的目的。执行器控制模块的执行器件采用磁保持继电器，通过达林顿管来对继电器进行驱动和控制，电路图如图4所示。逻辑控制模块采用STM32芯片。逻辑控制模块为其他的模块提供控制逻辑信号，接收并且处理ID设置模块、电流信号处理模块、通信模块的设置信号、电流采样信号和通信信号，通过实时的计算后，发送控制执行器控制模块的控制信号。电流信号处理模块包括电流信号采集模块和电流信号预处理模块。如图5所示，电流信号采集模块使用采样电阻进行220V电流采样，其中采样电阻放置于执行器模块与负载接口模块的连接导线内，通过采集采样电阻两端的差分电压，使用型号为MPC507AU的模拟开关实时切换多路采样电阻上的电压值，这种采用模拟开关实时切换的方式，一方面可以减少逻辑控制模块内芯片的引脚占用，另一方面减少了电流信号预处理模块的体积和器件的使用数量。如图6所示，电流信号预处理模块使用模拟开关切换后的多路采样电阻电压，输入到型号为AMC1304M05的高精度Δ-Σ调制器，同时该调制器内部具有磁场抗扰度较高的电容式双隔离栅，可以实现输出电路与输入电路的隔离，当与隔离电源配合使用时，Δ-Σ调制器可防止共模高电压线路上的噪声电流进入本地系统接地，从而干扰或损害低电压电路。经过电流信号预处理模块处理后的采样信号进入到逻辑控制模块进行进一步的处理。Δ-Σ调制型ADC采用极低量化器（1位），利用速度换取分辨率的提高，即使分辨率达到16位，也不需要专门的校准或者微调。但是Δ-Σ调制型ADC前端利用过采样技术将量化噪声转移到高频段，后端的数字抽取滤波器必须将高频噪声滤除，所以数字抽取滤波器起着相当重要的作用。本专利技术采用的STM32芯片内部含有DFSDM(DigitalFilterforSigma-DeltaModulator)滤波模块，STM32有六种sinc滤波器可以选择，分别是DFSDM_SincOrder_FastSinc、DFSDM_SincOrder_Sinc1、DFSDM_SincOrder_Sinc2、DFSDM_SincOrder_Sinc3、DFSDM_SincOrder_Sinc4、DFSDM_SincOrder_Sinc5可供选择。本专利技术选用DFSDM_SincOrder_FastSinc，抽取率选择128，16位分辨率，可以达到±本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，其特征在于：包括电源管理模块、ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块；电源管理模块分别连接ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块，对各个模块进行供电管理；所述逻辑控制模块分别与ID设置模块、通信模块、执行器控制模块和电流信号处理模块连接；所述电流信号处理模块包括电流信号采集模块、电流信号预处理模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，其特征在于：包括电源管理模块、ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块；电源管理模块分别连接ID设置模块、通信模块、执行器控制模块、逻辑控制模块和电流信号处理模块，对各个模块进行供电管理；所述逻辑控制模块分别与ID设置模块、通信模块、执行器控制模块和电流信号处理模块连接；所述电流信号处理模块包括电流信号采集模块、电流信号预处理模块。2.根据权利要求1所述的一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，其特征在于：还包括负载接口模块，所述负载接口模块与执行器控制模块电连接。3.根据权利要求1所述的一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，其特征在于：所述通信模块为RS485总线通信模块或无线通信模块。4.根据权利要求2所述的一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，其特征在于：所述逻辑控制模块采用STM32芯片。5.根据权利要求1所述的一种基于交流电流采集的多路继电器智能开关，其特征在于：所述ID设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志峰，姚纪彭，张广，王鹏帅，
申请(专利权)人：河南云拓智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41