一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统，包括数据采集模块、控制模块、电源模块、通信模块、状态指示模块和云端中间件。通过零序电流传感器采集主电路的漏电电流，通过霍尔电流传感器采集主电路中流过的电流。采集主电路中的电压，并进行降压调理。然后输入控制模块中进行采样滤波，再通过通信模块上传到云端中间件，判断出电路工作状态与用电器类型后，再返回到控制模块，由控制模块驱动状态指示模块显示电路用电信息。本申请基于CAT1进行无线通信，使用非嵌入式的传感器采集电路信息，降低了设备布置成本。降低了设备布置成本。降低了设备布置成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统


[0001]本技术属于电子通信
，具体涉及一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统。

技术介绍

[0002]电子通信技术发展迅速，居民生活水平提高，居民使用的电器种类不断增多，电力系统的线路复杂程度也在提升，增加了用电安全隐患。
[0003]用电行为监测系统可以全方位得监测电器的用电情况，发现异常行为及时上报系统或切断电源，从而保护人民生命安全和财产安全。随着用电设备的多样化，越来越多的场景都需要进行用电行为监测，例如基站运行情况监测、电瓶车充电监测等。
[0004]处于对居住环境的考虑，大多数基站或充电棚都会设立在距离居民区有一定距离的位置，网络供应优先级也会相对较低。现有的用电行为监测系统在通信方面大多采用有线的形式，例如以太网、RS485等进行数据传输，提高了系统的布置难度，还会增加维护成本。而常用的低功耗无线通信的方式，例如LORA和NBIOT，由于带宽较窄，也不能很好的应用在用电监测系统中。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本技术提出了一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统，通过CAT1网络通信进行数据传输，无缝接入现有的LTE网络中，可以满足边缘计算设备的使用需求。此外采用无接触式的传感器进行信息采集，降低了系统布置的成本，并且提高了便利性与产品兼容性。
[0006]一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统，包括数据采集模块、控制模块、电源模块、通信模块、状态指示模块和云端中间件。
[0007]所述数据采集模块通过非接触式的传感器采集主电路的电流、电压、温度等原始数据。
[0008]作为优选，数据采集模块使用霍尔传感器采集主电路电流，使用电压互感器采集主电路电压。
[0009]所述控制模块针对原始数据进行采样、计算，输出当前的主电路信息。
[0010]所述通信模块使用CAT1通信模组，实现控制模块与云端中间件之间的无线传输。
[0011]所述云端中间件根据控制模块输出的主电路信息，判断主电路中的用电器类型及其工作状态，并将判断结果返回到控制模块。
[0012]所述状态指示模块接收控制模块的指令，显示当前的主电路信息与用电器类型及其工作状态。
[0013]所述电源模块用于为数据采集模块、控制模块、通信模块、继电器模块和状态指示模块提供工作电压。
[0014]作为优选，还包括继电器模块。所述继电器模块用于接收来自控制模块的指令，切
断主电路的电源。
[0015]本技术具有以下有益效果：
[0016]1、使用非侵入式的传感器进行信息采集，实现居民屋或者充电棚内的用电行为监控，不影响现有电路，使用便捷。
[0017]2、基于CAT1模组实现控制模块与云端中间件之间的无线通信，不仅能够提高信息传输速度，还可以直接接入现有的LTE网络中，提升设备安装兼容性，减少安装成本。
附图说明
[0018]图1为基于CAT1网络通信的用电行为监测系统示意图；
[0019]图2为实施例中电源模块电路原理图；
[0020]图3(a)
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(d)为实施例中数据采集模块电路原理图，其中图3(a)为电流采集，图3 (b)为漏电电流采集，图3(c)为电压采集，图3(d)为温度采集；
[0021]图4(a)
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(d)为实施例中通信模块电路原理图；其中图4(a)为CAT1通信模组，图 4(b)为通信模组电源电路，图4(c)为信号传输部分，图4(d)为通信模组周围电路；
[0022]图5为实施例中控制模块电路原理图；
[0023]图6为实施例中状态指示模块电路原理图；
[0024]图7为实施例中继电器模块电路原理图。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本技术作进一步的解释说明；
[0026]如图1所示，一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统，包括数据采集模块、控制模块、电源模块、通信模块、状态指示模块和云端中间件。
[0027]所述电源模块通过稳压器与电压基准芯片，将5V输入电压转换为3.3V、2.5V、1.8V，并进一步通过电阻、电容、电感等元件，实现数字电压与模拟电压的转换，为数据采集模块、控制模块、通信模块、继电器模块和状态指示模块提供稳定的工作电压与参考电压。
[0028]如图2所示，5V转3.3V电源电路，包括第一发光二极管LED1，第五十七、五十八电容 C57、C58，第六十二、五十九电容C62、C59，第四十九电阻R49，第十二稳压器U12；其中第一发光二极管LED1为发光二极管，第五十七、五十八电容C57、C58为电解电容，第十二稳压器U12的型号为AMS1117
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3.3。模拟5V电压从第十二稳压器U12的3脚输入，经过降压后，从第十二稳压器U12的2脚输出数字3.3V电压。具体的，第十二稳压器的3脚与第五十七电容C57的正端、第五十九电容C59的一端连接；1脚与第六十二电容C62的一端、第五十七电容C57的负端、第五十八电容的负端、第一发光二极管LED1的负极、第五十九电容C59的另一端以及数字地连接；4脚与第六十二电容C62的另一端连接；2脚与第五十八电容C58的正端、第四十九电阻R49的一端连接。第一发光二极管LED1的正极与第四十九电阻R49的另一端连接，当第十二稳压器U12的2脚能够正常输出电压时，第一发光二极管LED1亮起，用于指示5V转3.3V电源电路正常工作。第三电感L3的一端输入数字 3.3V电压，第五十二、五十三电容C52、C53的两端分别与模拟地和第三电感L3的另一端连接，从第三电感L3的另一端得到模拟3.3V电压。
[0029]3.3V转1.8V电源电路，包括第六十三电容C63和第十三稳压器U13；其中第十三稳
压器U13的型号为AMS1117
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1.8，第十二稳压器U12的2脚输出的数字3.3V电压输入第十三稳压器U13的3脚，经过降压后，第十三稳压器U13的2脚输出数字1.8V电压。具体的，第六十三电容C63的两端分别连接在第十三稳压器U13的1脚和4脚。第十三稳压器U13 的4脚与2脚相连，2脚输出数字1.8V电压。第四电感L4的一端输入数字1.8V电压，第六十、六十一电容C60、C61的两端分别与模拟地和第四电感L4的另一端连接，从第四电感 L4的另一端得到模拟1.8V电压。
[0030]2.5V基准电压输出电路，包括电压基准芯片U14和四个电容，其中电压基准芯片U14 的型号为REF3025，第五十六电容C56为电解电容；向电压基准芯片U14的1脚输入模拟 5V电压，从3脚获得2.5V基准电压。具体的，电压基准芯片U14的1脚与第五十四、五十五电容C54、C55的一端以及第五十六电容C56的正端连接，3脚与第六十四电容的一端、第五十四、五十五电容C54、C55的另一端、第五十六电容C56的负端以及模拟地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统，其特征在于：包括数据采集模块、控制模块、电源模块、通信模块、状态指示模块和云端中间件；所述数据采集模块通过非接触式的传感器采集主电路的原始数据，包括电流、电压、温度；所述控制模块针对原始数据进行采样、计算，输出当前的主电路信息；所述通信模块使用CAT1通信模组，实现控制模块与云端中间件之间的无线传输；所述云端中间件根据控制模块输出的主电路信息，判断主电路中的用电器类型及其工作状态，并将判断结果返回到控制模块；所述状态指示模块接收控制模块的指令，显示当前的主电路信息与用电器类型及其工作状态；所述电源模块用于为数据采集模块、控制模块、通信模块、继电器模块和状态指示模块提供工作电压。2.如权利要求1所述一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统，其特征在于：数据采集模块使用霍尔传感器采集主电路电流，使用电压互感器采集主电路电压。3.如权利要求1或2所述一种基于CAT1网络通信的用电行为监测系统，其特征在于：数据采集模块通过霍尔传感器采集电流，使用电压互感器采集电压，使用零序...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庐林，周磊，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：