一种基于MQTT的智能电能监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于MQTT的智能电能监测系统。它包括云平台、通过4G网络通信芯片与云平台通讯传输的智能电能采集主站以及基于CAN协议与智能电能采集主站通讯传输的智能电能采集从站，智能电能采集主站具有4G网络通信芯片并能够基于CAN协议读取智能电能采集从站的多种电力数据并在经过数据处理后使用4G网络通信芯片将多种参数值实时利用MQTT通信上传至云平台，云平台接收从智能电能采集主站通过4G网络发送来的多种参数值，对远程电力用户用电的多种相关参数进行实时监控。优点是：系统性价比高，成本大幅度降低。能够保证数据传输安全可靠，稳定可行，实时性较高，节约了成本，更适宜推广使用，提高了电力管理工作效率，使其成本低，通信可靠。通信可靠。通信可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MQTT的智能电能监测系统


[0001]本技术涉及到一种远程电能监测控制技术，特别是指一种基于MQTT的智能电能监测系统。

技术介绍

[0002]智能电网是指围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，现有技术中智能电网的技术应用方向也是多个方向的，例如，一篇申请号为202010004871.6，专利技术名称为一种基于5G通信的智能远程电能监控系统及监控方法的专利技术专利申请，公开了通过5G网络并基于MQTT协议将数据实时上传至所述远程物联网平台的技术方案，这种技术方案虽然能够实现智能化的目的，但是还存在以下的问题：（1）5G通信模块成本高；（2）不能把电力用户的现有大量的电力仪表数据进行处理，不能充分利用已有的电力设备，组建及使用成本非常高；（3）利用MQTT模块来实现成本高。（4）系统构成不合理以及信息处理方式匹配性差，数据传输安全性差，不稳定以及信息传输实时性差，（5）通讯网络不稳定，也使得通讯可靠性差。（6）电力公司实际电力检测过程中工作量繁琐，电力管理工作效率低。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的技术问题是提供一种数据传输安全可靠，稳定可行，实时性较高且管理工作效率高及成本低的基于MQTT的智能电能监测系统。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术的基于MQTT的智能电能监测系统，包括云平台、通过4G网络通信芯片与云平台通讯传输的智能电能采集主站以及基于CAN协议与智能电能采集主站通讯传输的智能电能采集从站，智能电能采集主站具有4G网络通信芯片并能够基于CAN协议读取智能电能采集从站的多种电力数据并在经过数据处理后使用4G网络通信芯片将多种参数值实时利用MQTT通信上传至云平台，云平台接收从智能电能采集主站通过4G网络发送来的多种参数值，对远程电力用户用电的多种相关参数进行实时监控。
[0005]所述智能电能采集从站具有用于获取电力计量参数的主控器。
[0006]所述主控器包括用于将测量得到的配电电压转换成电压信号的电压互感器、用于将测量得到的配电电流转换成电流信号的电流互感器以及分别与所述电压互感器、所述电流互感器连接的用于获取所述电压信号和所述电流信号并输出对应的所述电力计量参数的计量芯片。
[0007]所述主控器还包括有与计量芯片连接的并用于存储所述电力计量参数的闪存和主控器控制芯片stm32。
[0008]所述智能电能采集主站还包括有主站控制芯片stm32和电源模块。
[0009]所述云平台为百度天宫云平台。
[0010]本技术具有如下优点：
[0011]（1）通过多个智能电能采集从站利用CAN通信组网，将数据传给智能电能采集主站，每个智能电能采集从站也可以利用485通信，将多个电力客户电力仪表的数据组网，相比于其他电力监控方案系统性价比高，成本大幅度降低。
[0012]（2）智能电能采集主站通过利用MQTT协议，采用JSON轻松打包数据，将打包数据上传百度天宫云，能够保证数据传输安全可靠，稳定可行，实时性较高，节约了成本，更适宜推广使用，能够有效减少电力公司实际电力检测过程中繁琐的工作量，可以对城市用电情况进行大数据分析，对能耗进行分析，提高电力管理工作效率。
[0013]（3）通过在智能电能采集主站采用4G通信的4G网络通信芯片，使其成本低，通信可靠。
附图说明
[0014]图1为本技术中利用多个智能电能采集从站直接采样电力电网数据上传示意图；
[0015]图2为本技术中智能电能采集从站利用485通信从电力用户仪表得到数据上传示意图；
[0016]图3为本技术中智能电能采集从站的系统图；
[0017]图4为本技术中智能电能采集从站的主控制芯片STM32的外围电路；
[0018]图5为本技术中智能电能采集从站的计量芯片ADE7878(1013)的外围电路图；
[0019]图6为本技术中智能电能采集主站的原理框图；
[0020]图7为本技术中智能电能采集主站程序实现MQTT流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式，对本技术的基于MQTT的智能电能监测系统作进一步详细说明。
[0022]实施例一：
[0023]如图1、2
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7所示，本实施例的基于MQTT的智能电能监测系统，包括百度天宫云平台、通过4G网络通信芯片与百度天宫云平台通讯传输的智能电能采集主站以及基于CAN协议与智能电能采集主站通讯传输的智能电能采集从站，智能电能采集从站直接采集电力电网数据，智能电能采集主站具有4G网络通信芯片并能够基于CAN协议读取智能电能采集从站的多种电力数据并在经过数据处理后使用4G网络通信芯片将多种参数值实时利用MQTT通信上传至百度天宫云平台（通过4G网络并基于MQTT协议用JSON轻松打包数据，将数据实时上传至百度天宫云平台），百度天宫云平台用于远程监测智能电能采集从站采集的电力数据或者从用户多个仪表通过485通信得到的电力数据，并能及时给电力用户或者运维人员发出故障报警信息，即：百度天宫云平台能够接收从智能电能采集主站通过4G网络发送来的多种参数值，对远程电力用户用电的多种相关参数进行实时监控，并对突发事件实现报警和短信通知的操作，客户可以利用浏览器和APP进行实时查看。
[0024]其中，如图5所示的智能电能采集主站程序实现MQTT流程图，其采用C语言在智能电能采集主站的模块中利用主站控制芯片编程实现：首先是相关参数初始化，然后调用库函数MQTTClient_connect()判断是否连接成功；最后调用 MQTTClient_publish()发布相
关信息，对数据利用JSON轻松打包，上传到百度天宫云。
[0025]进一步地，所说的智能电能采集从站具有用于获取电力计量参数的主控器，其中，电力计量参数可以包括有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能以及无功电能中任一项或任几项的组合，主控器包括用于将测量得到的配电电压转换成电压信号的电压互感器1011、用于将测量得到的配电电流转换成电流信号的电流互感器1012以及分别与电压互感器、电流互感器连接的用于获取电压信号和电流信号并输出对应的电力计量参数的计量芯片1013，计量芯片ADE7878(1013)及其外围电路的电路图如图5所示，主控器还包括有与计量芯片连接的并用于存储电力计量参数的闪存和主控器控制芯片stm32 （1014），主控制芯片STM32(1014)及其外围电路的电路图如图4所示，主控器控制芯片stm32 （1014）连接有CAN通信模块1015和485通信模块1016，其中，主控器控制芯片stm32把计量芯片1013的数据通过CAN通信1015传给智能电能采集主站；或者利用485通信1016组网得到仪表的数据，然后通过CAN通信1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MQTT的智能电能监测系统，其特征在于：包括云平台、通过4G网络通信芯片与云平台通讯传输的智能电能采集主站以及基于CAN协议与智能电能采集主站通讯传输的智能电能采集从站，所述智能电能采集主站具有4G网络通信芯片并能够基于CAN协议读取智能电能采集从站的多种电力数据并在经过数据处理后使用4G网络通信芯片将多种参数值实时利用MQTT通信上传至所述云平台，所述云平台接收从智能电能采集主站通过4G网络发送来的多种参数值，对远程电力用户用电的多种相关参数进行实时监控。2.按照权利要求1所述的基于MQTT的智能电能监测系统，其特征在于：智能电能采集从站具有用于获取电力计量参数的主控器。3.按照权利要求2所述的基于MQTT的智能电能监测系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔丰，张健鹏，张群峰，王传斌，李承锋，
申请(专利权)人：江苏镇安电力设备有限公司，
类型：新型
国别省市：