一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置制造方法及图纸

一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置，包括内嵌ARM9核的FPGA、存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口、AD转换器、IO输入接口、无线通讯模块和电源管理模块；内嵌ARM9核的FPGA双向联通存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口；电流传感器联通AD转换器；AD转换器联通内嵌ARM9核的FPGA；IO输入接口联通内嵌ARM9核的FPGA；内嵌ARM9核的FPGA与无线通讯模块互联；无线通讯模块联通监测平台；电源管理模块为内嵌ARM9核的FPGA、存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口、AD转换器、IO输入接口、无线通讯模块供电；无线传感器装置实现断路器分合闸线圈电流的采集、存储、分析和实时数据无线传输。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置
本专利技术属于无线传感器
，具体涉及一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置。
技术介绍
断路器分合闸线圈电流波形是高压开关智能化的重要监测参量，监测装置一般安装在高压开关柜二次室，监测数据就地存储，通过USB存储器导出数据，然后数据导入在监测平台进行分析；变电站高压开关柜数量多，工作人员需要定期逐台开关进行监测数据导出，费时费力；数据不能实时上传监测平台，不能及时反应高压开关运行状态。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的提供一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置，实现断路器分合闸线圈电流的采集、存储、分析和实时数据无线传输。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置，包括内嵌ARM9核的FPGA、存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口、AD转换器、IO输入接口、无线通讯模块和电源管理模块；其特征在于，内嵌ARM9核的FPGA双向联通存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口；电流传感器联通AD转换器；AD转换器联通内嵌ARM9核的FPGA；IO输入接口联通内嵌ARM9核的FPGA；内嵌ARM9核的FPGA与无线通讯模块互联；无线通讯模块联通监测平台；电源管理模块为内嵌ARM9核的FPGA、存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口、AD转换器、IO输入接口、无线通讯模块供电；电流传感器将断路器分合闸线圈电流、储能电机电流转换为模拟电压信号，输出至AD转换器；AD转换器将输入的多通道模拟电流/电压信号同步转化为数字信号输出至内嵌ARM9核的FPGA端口；IO输入接口采集断路器辅助开关的开合状态，输出至内嵌ARM9核的FPGA端口；内嵌ARM9核的FPGA将输入的数据进行周期采集，在断路器动作期间将采集的分合闸电流数据以文件形式写入存储器，并通过串行口将数据输出至无线通讯模块；无线通讯模块将接收到的数据加密后实时发送至监测平台；无线通讯协议可以是ModbusRTU或私有协议；RTC为无线传感器装置提供实时时钟，作为监测数据文件存储的时间数据；并通过无线通讯模块接收监测平台的校时；无线传感器装置配置大容量的存储器，包括Flash存储器、SD卡和DDR存储器，至少可存储10000组监测数据；无线传感器装置存储的监测数据文件也可以通过USB接口导出至USB存储器，在监测平台进行导入、数据分析；无线传感器装置还可以通过以太网接口的有线连接方式将监测数据文件发送至监测平台；电源管理模块实现直流24V电源到±12V、5V、3.3V、1.8V、1.5V、1.0V、0.75V直流低电压的转换，为无线传感器装置内各功能模块提供工作电源；电流传感器可以是开闭式或穿心式霍尔电流传感器；无线传感器装置通信方式可以是LoRa、NBiot及其它无线接口；该无线传感器装置也可以对主回路CT二次电流和断路器储能电机电流进行采集和数据无线传输。所述的内嵌ARM9核的FPGA电路由电阻R87，电阻R88，电阻R89，电阻R90，电阻R91，电阻R92，电容C78，电容C79，电容C80，磁珠FB5，自复位开关SW1，晶振Y3，电阻R68，电阻R69，电阻R70，电阻R71，电阻R72，电阻R73，电阻R74，电阻R75，电阻R76，电阻R77，电阻R78，电阻R79，电阻R80，电阻R81，发光二极管D6，磁珠FB4，芯片U16，插口J3，插口J4，插口P3，电阻R82，电阻R83，电阻R84，电阻R85和FPGA芯片U15组成；其中，电阻R87、电阻R88为4.7K，电阻R89、电阻R90为1K，电阻R91为24R，电阻R92为33R，电容C78为10uF，电容C79、电容C80为0.1uF，磁珠FB5为BLM18PG331SN1，晶振Y3为33.333MHz，电阻R68为330R，电阻R69、电阻R70、电阻R71为4.7K，电阻R72为0R，电阻R73为27R，电阻R74为100R，电阻R75、电阻R76、电阻R77、电阻R78、电阻R79、电阻R80、电阻R81为20K，磁珠FB4为BLM18PG331SN1，芯片U16为REF3012，插口J3、插口J4为3位单排针，插口P3为2*7位双排针，电阻R82、电阻R83、电阻R84为80.6R，电阻R85为4.7K，FPGA芯片U15为XC7Z010。所述的存储器中Flash存储器&SD卡电路由电阻R17，电阻R18，电阻R19，TF卡槽P2和NANDFlash存储器芯片U5组成；其中，电阻R17为4.7K，电阻R18、电阻R19为499R，NANDFlash存储器芯片U5为MT29F2G08。所述的存储器中DDR存储器电路由电阻R1，电阻R2，DDR存储器芯片U1和芯片U2组成；其中，电阻R1、电阻R2为240R，DDR存储器芯片U1和芯片U2为K4B4G1646B。所述的以太网接口电路由电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电容C8，电容C9，电容C10，电容C11，晶体Y2，磁珠FB1，内置接口变压器和LED指示灯RJ45插口U8和以太网接口芯片U7组成；其中，电阻R22、电阻R23为470R，电阻R24为4.99K，电阻R25、电阻R26为49.9R，电阻R27为4.7K，电容C8为0.1uF，电容C9、电容C10为27pF，电容C11为0.1uF，晶体Y2为25MHz，磁珠FB1为BLM18PG331SN1，插口U8为HY911130A，以太网接口芯片U7为88E1512。所述的USB接口电路由电阻R20，电阻R21，二极管D1，电容C5，电容C6，电容C7，晶振Y1，插口USB1和USB接口芯片U6组成；其中，电阻R20为2K，电阻R21为0R，二极管D1为LL4148，电容C5为2.2uF，电容C6为0.1uF，电容C7为2.2uF，晶振Y1为26MHz，USB接口芯片U6为PTUSB1210。所述的AD转换器电路由电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10,电容C1,电容C2,电容C3,电容C4,插口J1和AD转换器芯片U3组成；其中，电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10为100R，电容C1为10uF，电容C2、电容C3、电容C4为1uF，插口J1为ECH762V-15，AD转换器芯片U3为AD7606。所述的IO输入接口电路由电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电容C76，插口J2和光耦OP1组成；其中，电阻R11为10K，电阻R12、电阻R13为1K，电阻R14为470K，电阻R15为10K，电阻R16为470K，插口J2为ECH762V-15，光耦OP1为HCPL0731。所述的无线通讯模块中LoRa无线通讯电路由S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置，包括内嵌ARM9核的FPGA、存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口、AD转换器、IO输入接口、无线通讯模块和电源管理模块；内嵌ARM9核的FPGA双向联通存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口；电流传感器联通AD转换器；AD转换器联通内嵌ARM9核的FPGA；IO输入接口联通内嵌ARM9核的FPGA；内嵌ARM9核的FPGA与无线通讯模块互联；无线通讯模块联通监测平台；电源管理模块为内嵌ARM9核的FPGA、存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口、AD转换器、IO输入接口、无线通讯模块供电；/n所述的电流传感器将断路器分合闸线圈电流、储能电机电流转换为模拟电压信号，输出至AD转换器；/n所述的AD转换器将输入的多通道模拟电流/电压信号同步转化为数字信号输出至内嵌ARM9核的FPGA端口；/n所述的IO输入接口采集断路器辅助开关的开合状态，输出至内嵌ARM9核的FPGA端口；/n所述的内嵌ARM9核的FPGA将输入的数据进行周期采集，在断路器分合闸动作期间将采集的分合闸电流数据以文件形式写入存储器，并通过串行口将数据输出至无线通讯模块；/n所述的无线通讯模块将接收到的数据加密后实时发送至监测平台；无线通讯协议可以是Modbus RTU或私有协议；/n所述的RTC为无线传感器装置提供实时时钟，作为监测数据文件存储的时间数据；并通过无线通讯模块接收监测平台的校时；/n所述的无线传感器装置配置大容量的存储器，包括Flash存储器、SD卡和DDR存储器，至少可存储10000组监测数据；/n所述的无线传感器装置存储的监测数据文件可以通过USB接口导出至USB存储器，在监测平台进行导入、数据分析；/n所述的无线传感器装置还可以通过以太网接口的有线连接方式将监测数据文件发送至监测平台；/n所述的电源管理模块实现直流24V电源到±12V、5V、3.3V、1.8V、1.5V、1.0V、0.75V直流低电压的转换，为无线传感器装置内各功能模块提供工作电源；/n所述的电流传感器可以是开闭式或穿心式霍尔电流传感器；/n所述的无线传感器装置通信方式可以是LoRa、NBiot及其它无线接口；/n所述的该无线传感器装置也可以对主回路CT二次电流和断路器储能电机电流进行采集和数据无线传输。/n...

【技术特征摘要】
1.一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置，包括内嵌ARM9核的FPGA、存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口、AD转换器、IO输入接口、无线通讯模块和电源管理模块；内嵌ARM9核的FPGA双向联通存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口；电流传感器联通AD转换器；AD转换器联通内嵌ARM9核的FPGA；IO输入接口联通内嵌ARM9核的FPGA；内嵌ARM9核的FPGA与无线通讯模块互联；无线通讯模块联通监测平台；电源管理模块为内嵌ARM9核的FPGA、存储器、RTC实时时钟、USB接口、以太网接口、AD转换器、IO输入接口、无线通讯模块供电；
所述的电流传感器将断路器分合闸线圈电流、储能电机电流转换为模拟电压信号，输出至AD转换器；
所述的AD转换器将输入的多通道模拟电流/电压信号同步转化为数字信号输出至内嵌ARM9核的FPGA端口；
所述的IO输入接口采集断路器辅助开关的开合状态，输出至内嵌ARM9核的FPGA端口；
所述的内嵌ARM9核的FPGA将输入的数据进行周期采集，在断路器分合闸动作期间将采集的分合闸电流数据以文件形式写入存储器，并通过串行口将数据输出至无线通讯模块；
所述的无线通讯模块将接收到的数据加密后实时发送至监测平台；无线通讯协议可以是ModbusRTU或私有协议；
所述的RTC为无线传感器装置提供实时时钟，作为监测数据文件存储的时间数据；并通过无线通讯模块接收监测平台的校时；
所述的无线传感器装置配置大容量的存储器，包括Flash存储器、SD卡和DDR存储器，至少可存储10000组监测数据；
所述的无线传感器装置存储的监测数据文件可以通过USB接口导出至USB存储器，在监测平台进行导入、数据分析；
所述的无线传感器装置还可以通过以太网接口的有线连接方式将监测数据文件发送至监测平台；
所述的电源管理模块实现直流24V电源到±12V、5V、3.3V、1.8V、1.5V、1.0V、0.75V直流低电压的转换，为无线传感器装置内各功能模块提供工作电源；
所述的电流传感器可以是开闭式或穿心式霍尔电流传感器；
所述的无线传感器装置通信方式可以是LoRa、NBiot及其它无线接口；
所述的该无线传感器装置也可以对主回路CT二次电流和断路器储能电机电流进行采集和数据无线传输。


2.根据权利要求1所述的一种断路器分合闸线圈电流检测的无线传感器装置，其特征在于，所述的内嵌ARM9核的FPGA电路由电阻R87，电阻R88，电阻R89，电阻R90，电阻R91，电阻R92，电容C78，电容C79，电容C80，磁珠FB5，自复位开关SW1，晶振Y3，电阻R68，电阻R69，电阻R70，电阻R71，电阻R72，电阻R73，电阻R74，电阻R75，电阻R76，电阻R77，电阻R78，电阻R79，电阻R80，电阻R81，发光二极管D6，磁珠FB4，芯片U16，插口J3，插口J4，插口P3，电阻R82，电阻R83，电阻R84，电阻R85和FPGA芯片U15组成；
所述的存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，宋昕，李华清，杨本初，
申请(专利权)人：西安远测电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61