基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱，包括主附件计量箱、共享电源终端、总空开、电能表、智能断路器、程控电子锁、用户空开、用户插座、紧急断电按键及用电状态指示灯、检修门监测、计量箱体、电线、配件；所述共享电源终端包括MCU处理器、电源模块、存储模块、ESAM安全芯片、移动通信模块、RS485通信模块、实时时钟模块、红外通信模块、定位模块、智能断路器控制模块、程控电子锁控制模块、调试运维模块；所述定位模块、红外通信模块、调试运维模块、存储模块、ESAM安全芯片、移动通信模块、RS485通信模块和实时时钟模块均与电源模块连接。通过上述方案，本实用新型专利技术具有结构简单、检测全面、控制简便等优点。

Intelligent shared power metering box based on ubiquitous power Internet of things

【技术实现步骤摘要】
基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱
本技术涉及电力供电设备
，尤其是基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱。
技术介绍
本技术所述的泛在电力物联网，将电力用户及其设备、电网企业及其设备，发电企业及其设备、供应商及其设备，以及人和物连接起来，产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务；以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇，提供价值服务。随着科技的发展，“三农”基建盖房、村镇集市庙会、移动商贩、抢险、排灌、电动汽车充电等临时性、短时性用电的需求已经显著增加，但电力用户申请临时用电资料繁杂、办电手续多，办理时间长，甚至有私拉乱扯、收费混乱的现象，用电过程中存在较大的安全隐患，影响了电力企业的形象。为此，本技术针对电力用户日常生产生活产生的季节性、临时性、公用性用电需求，从简化办电手续、提升用电状态全感知、业务全穿透能力等方面出发，汇集泛在电力物联网、移动通信、云平台、大数据、互联网+、嵌入式系统、信息安全等技术，兼容电力行业相关标准及规约，在电网企业及用户数据和信息安全的情况下，为电网企业及设备和用户及设备提供全时空泛在物联，为电力用户提供电力资源共享、深度融会贯通电网内部和外部应用的数据和信息，提高共享及开放能力。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱，本技术采用的技术方案如下：基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱，包括主附件计量箱，分别设置在主附件计量箱内的总开关、电能表、智能断路器和用户开关、程控电子锁，以及设置在主附件计量箱内、且分别与总开关、电能表、智能断路器、程控电子锁和用户开关电气连接的共享电源终端；所述共享电源终端包括MCU处理器，与MCU处理器连接、且从总开关的进线端取电的电源模块，与MCU处理器连接、用于分块存储电能表数据信息、系统参数、安全及报警事件的存储模块，与MCU处理器连接、用于安全接入电力内网系统的身份和权限认证的ESAM安全芯片，与MCU处理器连接、用于与电网企业系统通信的移动通信模块，与MCU处理器连接、且用于采集电能表数据的RS485通信模块，以及与MCU处理器连接、用于与电网企业系统、电能表进行时间同步的实时时钟模块；所述智能断路器、程控电子锁和用户开关通过输入输出电路与MCU处理器通信连接；所述存储模块、ESAM安全芯片、移动通信模块、RS485通信模块和实时时钟模块均与电源模块连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)本技术巧妙地在主附件计量箱内设置共享电源终端，用于数据采集检测并负责各业务功能及模块之间的调度；在电网企业及用户数据和信息安全的情况下，为电网企业及设备和用户及设备提供全时空泛在物联，为电力用户提供电力资源共享、深度融会贯通电网内部和外部应用的数据和信息，提高共享及开放能力。(2)本技术通过设置电源模块，其从总空开取电源，并支持多种规格电源输入和输出，负责各给模块及部件提供稳定的电源，保证各模块供电可靠。(3)本技术巧妙设置RS485通信模块采集多个电能表的数据，并支持多表位多通道用电检测，保证用户用电可靠监管；与此同时，本技术通过检测控制电路，以检测智能断路器、程控电子锁的工作状态，并实现智能断路器、程控电子锁开、关动作控制。(4)本技术巧妙地设置移动通信模块是通过移动通信网络，不仅限于移动网络的包括4G、3G、2G、NB-IOT、WIFI、微功率无线、蓝牙等方式与电网企业系统进行通信，并可以接收电网企业系统的数据，为远程升级、数据上传，数据下载，数据交互提供无线通信通道。(5)本技术通过设置ESAM安全芯片，用于安全接入电力内网相关系统和设备，主要用于身份和权限认证，保证与电网企业系统和现场作业终端等通信的安全认证。(6)本技术在电源模块中设置锂电池，保证在无市电情况下，保持4G通信长时间工作，彻底解决总开关进线无市电后无法与电网企业进行通信的问题。(7)本技术通过设置实时时钟RTC是用于与电网企业系统、现场作业终端、电能表等进行时间同步，为数据模型和边缘计算提供时钟依据，保证与电网企业系统之间的时间同步。综上所述，本技术具有结构简单、检测全面、控制简便等优点，填补了电力供电设备
无智能共享电源计量箱的技术空白，在电力供电设备
具有很高的实用价值和推广价值。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术的主附件计量箱的立体图。图2为本技术的主附件计量箱的侧视图。图3为本技术的交直流转换电路原理图。图4为本技术的第一直流转换电路原理图。图5为本技术的第三直流转换电路原理图。图6为本技术的第一智能断路器检测控制电路原理图。图7为本技术的主箱用电通道监控电路原理图。图8为本技术的第一RS485通信电路原理图。图9为本技术的主附件箱门监测电路原理图。图10为第二智能断路器检测控制电路原理图。图11为本技术的附箱用电通道监控电路原理图。图12为本技术的第二RS485通信电路原理图。图13为本技术的智能断路器检测采集端口电路原理图。图14为本技术的第一采集端口电路原理图。图15为本技术的用户开关监控电路原理图。图16为本技术的第二采集端口电路原理图。图17为本技术的耳机传输电路原理图。图18为本技术的ESAM安全芯片电路原理图。图19为本技术的MCU处理器电路原理图。图20为本技术的调试接口电路原理图。图21为本技术的系统调试电路原理图。图22为本技术的第一存储器原理图。图23为本技术的第二存储器原理图。图24为本技术的时钟电路原理图。图25为本技术的发光电路原理图。图26为本技术的RS485通信供电电路原理图。图27为本技术的主附件箱门、用电通道、用户开关电源偏置电路原理图。图28为本技术的智能断路器检测控制供电电路原理图。图29为本技术的第二直流转换电路原理图。图30为本技术的红外通信电路原理图。图31为本技术的第四直流转换电路原理图。图32为本技术的第五直流转换电路原理图。图33为本技术的PCI-E总线接口电路原理图。图34为本技术的SIM卡电路原理图。图35为本技术的原理框图。图36为本技术的程控电子锁监控电路原理图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱，其特征在于，包括主附件计量箱(1)，分别设置在主附件计量箱(1)内的总开关、电能表、智能断路器和用户开关、程控电子锁，以及设置在主附件计量箱(1)内、且分别与总开关、电能表、智能断路器、程控电子锁和用户开关电气连接的共享电源终端；/n所述共享电源终端包括MCU处理器，与MCU处理器连接、且从总开关的进线端取电的电源模块，与MCU处理器连接、用于分块存储电能表数据信息、系统参数、安全及报警事件的存储模块，与MCU处理器连接、用于安全接入电力内网系统的身份和权限认证的ESAM安全芯片，与MCU处理器连接、用于与电网企业系统通信的移动通信模块，与MCU处理器连接、且用于采集电能表数据的RS485通信模块，以及与MCU处理器连接、用于与电网企业系统、电能表进行时间同步的实时时钟模块；所述智能断路器、程控电子锁和用户开关通过输入输出电路与MCU处理器通信连接；所述存储模块、ESAM安全芯片、移动通信模块、RS485通信模块和实时时钟模块均与电源模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱，其特征在于，包括主附件计量箱(1)，分别设置在主附件计量箱(1)内的总开关、电能表、智能断路器和用户开关、程控电子锁，以及设置在主附件计量箱(1)内、且分别与总开关、电能表、智能断路器、程控电子锁和用户开关电气连接的共享电源终端；
所述共享电源终端包括MCU处理器，与MCU处理器连接、且从总开关的进线端取电的电源模块，与MCU处理器连接、用于分块存储电能表数据信息、系统参数、安全及报警事件的存储模块，与MCU处理器连接、用于安全接入电力内网系统的身份和权限认证的ESAM安全芯片，与MCU处理器连接、用于与电网企业系统通信的移动通信模块，与MCU处理器连接、且用于采集电能表数据的RS485通信模块，以及与MCU处理器连接、用于与电网企业系统、电能表进行时间同步的实时时钟模块；所述智能断路器、程控电子锁和用户开关通过输入输出电路与MCU处理器通信连接；所述存储模块、ESAM安全芯片、移动通信模块、RS485通信模块和实时时钟模块均与电源模块连接。


2.根据权利要求1所述的基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱，其特征在于，所述共享电源终端还包括与MCU处理器连接、用于与施工作业现场的现场作业终端通信的红外通信模块，与MCU处理器连接、用于获取主附件计量箱(1)的实时位置的定位模块，以及采用串口或网口连接在MCU处理器与调试机器之间的调试运维模块。


3.根据权利要求2所述的基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱，其特征在于，所述电源模块包括ACL引脚经熔断器F1与总开关的进线端AC_L_IN连接、ACN引脚与总开关的进线端AC_N连接、且型号为FA15-220S12F12或FA25-220S12H12的交直流转换芯片M1，连接在交直流转换芯片M1的ACN引脚与ACL引脚之间的可变电阻RV1，并联后一端与交直流转换芯片M1的VO+引脚连接、且另一端接地的电容C3、电容C1和电容C2，输入阳极与交直流转换芯片M1的VO+引脚连接的二极管D33，IN引脚与二极管D33的输入阳极连接、且型号为MP2315GJ的第一直流转换芯片U1，并联后一端与第一直流转换芯片U1的IN引脚连接、且另一端接地的电容C4、电容C5和电容C6，连接在第一直流转换芯片U1的IN引脚与EN/SYNC引脚之间的电阻R3，一端与第一直流转换芯片U1的VCC引脚连接、且另一端接地的电容C8，并联后一端与第一直流转换芯片U1的AAM引脚连接、且另一端接地的电阻R7和电容C15，连接在第一直流转换芯片U1的BS引脚与SW引脚之间的电容C7，串联后连接在第一直流转换芯片U1的SW引脚与FB引脚之间的电感L1、电阻R4和电阻R5，一端连接在电感L1与电阻R4之间、且另一端连接在电阻R4与电阻R5之间的电容C10，一端均连接在电阻R4与电阻R5之间、且另一端分别接地的电阻R6和电阻R93，并联后一端连接在电感L1与电阻R4之间、且另一端接地的电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C92和电容C9，VCC引脚连接在电感L1与电阻R4之间、且型号为TP4054的第二直流转换芯片U4，连接在第二直流转换芯片U4的VCC引脚与CHRG引脚之间的电阻R9和二极管D3，并联后一端与第二直流转换芯片U4的VCC引脚连接、且另一端接地的电容C16和电容C17，一端与第二直流转换芯片U4的PROG引脚连接、且另一端接地的电阻R12，一端与第二直流转换芯片U4的BAT引脚连接、且另一端接地的电阻C18，正极经熔断器F2与第二直流转换芯片U4的BAT引脚连接、且负极接地的锂电池BAT1，漏极与第二直流转换芯片U4的BAT引脚连接的场效应管Q17，连接在场效应管Q17的漏极与栅极之间的电阻R10，漏极与场效应管Q17的栅极连接、且源极接地的场效应管Q15，输入阳极连接在电感L1与电阻R4之间、且输出阴极与场效应管Q15的栅极连接的二极管D30，并联后一端与二极管D30的输出阴极连接、且另一端接地的电阻R102、电容C83、电容C91、电容C80、电容C86和电容C88，输出阴极与二极管D30的输出阴极连接的二极管D29，一端与场效应管Q17的源极连接的电阻R11，并联后一端与电阻R11的另一端连接、且另一端接地的电阻R84和电容C24，输入阳极与场效应管Q17的源极连接的二极管D2，输入阳极与第二直流转换芯片U4的VCC阴极连接、且输出阴极与二极管D2的输出阴极连接的二极管D1，源极与二极管D2的输入阳极连接、漏极与二极管D2的输出阴极连接、且栅极经电阻R142接地的场效应管Q21，连接在二极管D1的输入阳极与场效应管Q21的栅极之间的电阻R141，串联后一端与二极管D1的输出阴极连接、且另一端接地的电阻R83、电容C74和电容C75，以及并接在电阻R83的两端的二极管D26。


4.根据权利要求3所述的基于泛在电力物联网的智能共享电源计量箱，其特征在于，所述电源模块还包括VIN引脚与二极管D1的输出阴极连接、且型号为DNP-XC6206P332MR的第三直流转换芯片U25，并联后连接在第三直流转换芯片U25的VIN引脚与GND引脚之间的电容C25和电容C26，连接在第三直流转换芯片U25的VIN引脚与OUT引脚之间的电阻R136，并联后一端与第三直流转换芯片U25的OUT引脚连接、且另一端接地的电容C27、电容C28、电容C66和二极管D34，VIN引脚与二极管D1的输出阴极连接、且型号为XC6206P332MR的第四直流转换芯片U3，并联后连接在第四直流转换芯片U3的VIN引脚与GND引脚之间的电容C19和电容C20，并联后一端与第四直流转换芯片U3的OUT引脚连接、且另一端接地的电容C21、电容C22、电容C23、电容C84、电容C89和电容C90；IN引脚与二极管D1的输出阴极连接、且型号为TPS7A7001DDAR的第五直流转换芯片U26，并联后一端与第五直流转换芯片U26的IN引脚连接、且另一端接地的电容C76、电容C77和电容C78，连接在第五直流转换芯片U26的IN引脚与EN引脚之间的电容R98，集电极与第五直流转换芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，王玫，井友鼎，路利光，李欣欣，蔡豫鹏，贾宪伟，魏朝辉，史名楷，崔广亮，张云涛，吴颖，荀丹青，
申请(专利权)人：北京合众伟奇科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11