一种智能物联网单相多功能电力监控终端及方法技术

本发明专利技术公开的一种智能物联网单相多功能电力监控终端，包括微处理器与储存器模块，还包括分别与微处理器与储存器模块相连的远程与近程通讯模块、电源模块、单相电能计量模块、LCD液晶显示器模块、分合闸控制与反馈模块；其中，所述电源模块与微处理器与存储器模块、远程与近程通讯模块、单相电能计量模块、LCD液晶显示器模块、分合闸控制与反馈模块相连并对供电。本发明专利技术实现了远程抄表、预付费、电力计量、剩余电流检测、线温监测、远程分合闸控制、过电流预警及跳闸功能，大大提高了用电的安全性，并且硬件结构简单，计量精度高，能耗低，性价比高。

An intelligent Internet of things single-phase multifunctional power monitoring terminal and method

【技术实现步骤摘要】
一种智能物联网单相多功能电力监控终端及方法
本专利技术涉及电力物联网配用电监控领域，特别涉及一种智能物联网单相多功能电力监控终端及方法。
技术介绍
当前，我国电网正在向智能化、数字化、物联网等多功能综合方向发展，尤其在配用电领域，目前的配电自动化系统、智能用电实时监控、综合能源分析方面，远远跟不上快速的经济建设发展，电力物联网配用电监控终端设备大多还处于功能相对单一、物联网技术应用不够、实时精确计量精度低、成本相对高，由于电力末端用电负载精确监控不及时，故障诊断与定位缺乏，往往电气故障引发的电气火灾导致了大型楼宇火灾，严重威胁着人们生命与财产安全，因此，安全用电尤为重要，特别是针对单相用电末端负载及供电线缆，需要一种包括远程抄表、预付费、电力计量、剩余电流检测、线温监测、远程分合闸控制等用途的多功能监控终端及技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种智能物联网单相多功能电力监控终端，其功能包括远程抄表、预付费、电力计量、剩余电流检测、线温监测、远程分合闸控制，能够克服现有电力监控终端的功能单一、计量精度低下、用电安全性偏低、成本高的不足的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种智能物联网单相多功能电力监控方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种智能物联网单相多功能电力监控终端，包括微处理器与储存器模块，还包括分别与微处理器与储存器模块相连的远程与近程通讯模块、电源模块、单相电能计量模块、LCD液晶显示器模块、分合闸控制与反馈模块；其中，所述电源模块与微处理器与存储器模块、远程与近程通讯模块、单相电能计量模块、LCD液晶显示器模块、分合闸控制与反馈模块相连并对供电；所述微处理器与存储器模块，用于实现数据存储与智能计量控制程序执行；所述远程与近程通讯模块，用于实现与上位机的远程智能实时通信；所述单相电能计量模块，用于对单相电网进行高精度的电量计量，并将采集数据的处理结果给所述微处理器与存储器模块进行读取；所述LCD液晶显示器模块，由微处理器与存储器模块提供信息源，显示各种计量数据；所述分合闸控制与反馈模块，用于控制电闸开关的分合操作，同时用于判断电闸开关状态，并把检测结果传输给微处理器与存储器模块。所述微处理器与存储器模块包括Flash存储器和CPU微处理器；所述CPU微处理器通过SPI类型通信接口与Flash存储器进行数据读写；CPU微处理器通过UART类型串口与远程与近程通讯模块连接，CPU微处理器通过SPI类型通信接口与单相电能计量模块连接，CPU微处理器通过SPI类型通信接口与LCD液晶显示器模块连接，CPU微处理器通过USART类型串口与所述合闸控制与反馈模块连接。所述Flash存储器采用1MB的Flash系列类型芯片，CPU微处理器采用STM32F103R系列芯片。所述单相电能计量模块包括单相计量芯片、电流互感器1路和电压互感器1路；单相计量芯片采集电流互感器1路和电压互感器1路的信号，对单相电网进行高精度的电量计量，并将采集数据的处理结果给所述微处理器与存储器模块进行读取。所述单相计量芯片采用上海钜泉光电ATT705x系列芯片，其采集电流互感器1路和电压互感器1路的信号，对单相电网进行高精度的电量计量，并将采集数据的处理结果，通过SPI类型通信接口，给所述微处理器与存储器模块进行读取，同时，所述微处理器与存储器模块通过SPI类型通信接口对单相计量芯片进行写操作，来配置校准参数。所述分合闸控制与反馈模块包括分合闸控制输出1路和分合闸反馈输入2路；所述分合闸控制与反馈模块与所述微处理器与存储器模块的CPU微处理器的USART类型串口连接，并接收CPU微处理器发出的高、低电平控制信号，实现1路分合闸控制输出，控制电闸开关的分合操作，同时，通过检测电路实现2路电闸开关状态判断，并把检测结果通过USART类型串口传输给CPU微处理器。所述微处理器与储存器模块还设置有烧录程序用的SWD接口；所述微处理器与储存器模块还设置有外部智能传感器模块数据通信接口，用于1路剩余电流互感器和2路数字温度传感器数据的接入；所述外部智能传感器模块数据通信接口为微处理器与储存器模块的CPU微处理器的USART类型串口。所述远程与近程通讯模块包括NB-IoT无线通讯1路、红外无线通讯1路和RS485总线通讯1路；所述远程与近程通讯模块通过UART类型串口与所述微处理器与存储器模块连接；NB-IoT无线通讯1路采用中国移动CN18S芯片搭建的系列模组作为1路无线远程物联网通讯；红外无线通讯1路采用1路具有收、发功能的红外视距通信电路；RS485总线通讯1路采用1路半双工现场总线通信电路。所述LCD液晶显示器模块采用128*64点阵2.0英寸LCD类型液晶显示器，通过驱动芯片ST7567来控制点阵显示，驱动芯片ST7567通过SPI类型通信接口与所述微处理器与存储器模块连接，并受其控制。本专利技术的另一目的通过以下的技术方案实现：一种智能物联网单相多功能电力监控方法，包含以下顺序的步骤：S1、首先开机初始化，电源模块开始供电，LCD液晶显示器模块显示初始化的数据，并进入步骤S2；S2、进入单相电能参数计算与存储过程，判断电能参数是否超出报警值，如果没有，则进入步骤S3；如果有，则发送报警信号，并进入步骤S3；S3、进入外部智能传感器模块数据读取过程，判断是否有外部智能传感器模块，如果没有，则进入步骤S4；如果有，则外部智能传感器模块数据读取计算与存储；判断传感器数据是否超出报警值，如果不超出，则进入步骤S4；如果超出，则发送报警信号，并进入步骤S4；S4、进入分合闸动作控制过程，判断是否有分闸控制指令：如果没有，则进入判断是否有合闸控制指令；如果有，则判断当前状态是否为合闸，如果不是，则进入判断是否有合闸控制指令，如果是，则执行分闸控制动作，并进入判断是否有合闸控制指令；判断是否有合闸控制指令：如果没有，则进入步骤S5；如果有，则判断当前状态是否为分闸，如果不是，则进入步骤S5，如果是，则执行合闸控制动作，并进入步骤S5；S5、进入远程数据通讯及本地通讯过程，判断是否有通讯请求读取数据：如果没有，则判断是否有通讯请求写数据；如果有，则发送通讯请求数据；判断是否有通讯请求写数据：如果没有，则返回步骤S1；如果有，则写通讯数据反馈，并返回步骤S1。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本专利技术实现了远程抄表、预付费、电力计量、剩余电流检测、线温监测、远程分合闸控制、过电流预警及跳闸功能，大大提高了用电的安全性，并且硬件结构简单，计量精度高，能耗低，性价比高。附图说明图1为本专利技术所述一种智能物联网单相多功能电力监控终端的结构示意图。图2为本专利技术所述一种智能物联网单相多功能电力监控方法的流程图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能物联网单相多功能电力监控终端，其特征在于：包括微处理器与储存器模块，还包括分别与微处理器与储存器模块相连的远程与近程通讯模块、电源模块、单相电能计量模块、LCD液晶显示器模块、分合闸控制与反馈模块；其中，所述电源模块与微处理器与存储器模块、远程与近程通讯模块、单相电能计量模块、LCD液晶显示器模块、分合闸控制与反馈模块相连并对供电；/n所述微处理器与存储器模块，用于实现数据存储与智能计量控制程序执行；/n所述远程与近程通讯模块，用于实现与上位机的远程智能实时通信；/n所述单相电能计量模块，用于对单相电网进行高精度的电量计量，并将采集数据的处理结果给所述微处理器与存储器模块进行读取；/n所述LCD液晶显示器模块，由微处理器与存储器模块提供信息源，显示各种计量数据；/n所述分合闸控制与反馈模块，用于控制电闸开关的分合操作，同时用于判断电闸开关状态，并把检测结果传输给微处理器与存储器模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能物联网单相多功能电力监控终端，其特征在于：包括微处理器与储存器模块，还包括分别与微处理器与储存器模块相连的远程与近程通讯模块、电源模块、单相电能计量模块、LCD液晶显示器模块、分合闸控制与反馈模块；其中，所述电源模块与微处理器与存储器模块、远程与近程通讯模块、单相电能计量模块、LCD液晶显示器模块、分合闸控制与反馈模块相连并对供电；
所述微处理器与存储器模块，用于实现数据存储与智能计量控制程序执行；
所述远程与近程通讯模块，用于实现与上位机的远程智能实时通信；
所述单相电能计量模块，用于对单相电网进行高精度的电量计量，并将采集数据的处理结果给所述微处理器与存储器模块进行读取；
所述LCD液晶显示器模块，由微处理器与存储器模块提供信息源，显示各种计量数据；
所述分合闸控制与反馈模块，用于控制电闸开关的分合操作，同时用于判断电闸开关状态，并把检测结果传输给微处理器与存储器模块。


2.根据权利要求1所述智能物联网单相多功能电力监控终端，其特征在于：所述微处理器与存储器模块包括Flash存储器和CPU微处理器；所述CPU微处理器通过SPI类型通信接口与Flash存储器进行数据读写；CPU微处理器通过UART类型串口与远程与近程通讯模块连接，CPU微处理器通过SPI类型通信接口与单相电能计量模块连接，CPU微处理器通过SPI类型通信接口与LCD液晶显示器模块连接，CPU微处理器通过USART类型串口与所述合闸控制与反馈模块连接。


3.根据权利要求2所述智能物联网单相多功能电力监控终端，其特征在于：所述Flash存储器采用1MB的Flash系列类型芯片，CPU微处理器采用STM32F103R系列芯片。


4.根据权利要求1所述智能物联网单相多功能电力监控终端，其特征在于：所述单相电能计量模块包括单相计量芯片、电流互感器1路和电压互感器1路；单相计量芯片采集电流互感器1路和电压互感器1路的信号，对单相电网进行高精度的电量计量，并将采集数据的处理结果给所述微处理器与存储器模块进行读取。


5.根据权利要求4所述智能物联网单相多功能电力监控终端，其特征在于：所述单相计量芯片采用上海钜泉光电ATT705x系列芯片，其采集电流互感器1路和电压互感器1路的信号，对单相电网进行高精度的电量计量，并将采集数据的处理结果，通过SPI类型通信接口，给所述微处理器与存储器模块进行读取，同时，所述微处理器与存储器模块通过SPI类型通信接口对单相计量芯片进行写操作，来配置校准参数。


6.根据权利要求1所述智能物联网单相多功能电力监控终端，其特征在于：所述分合闸控制与反馈模块包括分合闸控制输出1路和分合闸反馈输入2路；所述分合闸控制与反馈模块与所述微处理器与存储器模块的CPU微处理器的USART类型串口连接，并接收CPU微处理器发出的高、低电平控制信号，实现1路分合闸控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟胜，李伟鹏，
申请(专利权)人：有新智能科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44