本实用新型专利技术公开了一种家用电器用电特征的采集装置，其包括在市电接入端与家用电器之间的线路上采集电流和/或电压的互感器，所述互感器的二次侧连接至一信号调理电路，所述信号调理电路的输出端经一A/D转换电路与单片机的数据输入端口相连，所述单片机的数据输出端口连接有无线发送模块和串口通信模块。本方案可以直接监测用户的总负荷电能信息，以此获知各用电负荷的类别，运行情况以及相关参数，解决了用电器电信号的采集容易受干扰、稳定性较差的问题，可稳定实现非侵入式负荷采集。可稳定实现非侵入式负荷采集。可稳定实现非侵入式负荷采集。
【技术实现步骤摘要】
一种家用电器用电特征的采集装置
[0001]本技术涉及一种家用电器用电特征的采集装置，属于家用电器负荷识别
技术介绍
[0002]通过家用电器负荷识别技术，不仅能够提高居民用户对家用电器消耗具体情况的了解，及时监测电器的使用情况，调整用电措施，促进用户合理用电，积极响应国家节能政策；对于电力部门，可以详细了解居民的用电构成，为电力部门统筹规划提供数据支持。
[0003]负荷识别的前提在于负荷特征量的获取，获取后的负荷特征量用于负荷特征库的建立，其次根据用电负荷的特征量的差异构造负荷识别算法，进而识别出家用电器以及该电器的用电特征，给用户提供耗能数据，帮助用户改善用电习惯，促进节能减排和低碳发展。电器负荷检测通常有即入侵式负荷检测和非入侵式负荷检测两种。
[0004]传统的入侵式负荷识别的实现主要是通过在每一个家用电器上安装检测传感器获取家庭电器的用电数据，然后通过网络将数据传送到终端，终端统一对数据进行分析和处理。这种方法虽然技术难度比较低，而且易于实现，但是布线复杂，实施和维护成本高，是一种很不经济的方案。
[0005]非入侵式负荷检测识别技术是直接在用户总线测设置回路检测装置，在该装置上利用软硬件技术，对家庭用电数据进行分析，识别不同用电设备的种类。近年来，对非侵入式家用电器负荷识别的研究较多，也产生了不少研究成果。如授权公告号CN106022645B公开的中国专利《非侵入式在线实时电力负荷识别方法及识别系统》，该专利所记载的方案涉及在线实时识别，其算法效率可以达到在线和实时的效果。又如公开号CN109934303A公开的中国专利《一种非入侵式家用电器负荷识别方法、装置及存储介质》，该专利文献的识别方法在计算出第二目标数据之后，不仅对第二目标数据进行归一化处理，还对处理后的第二目标数据进行FFT变换，可确保样本数据的准确性，得出准确性较高的神经网络模型，进而可提高家用电器的负荷识别准确性。
[0006]上述专利文献虽然对负荷识别方法研究较多，但实现识别方法的硬件装置研究较少，如授权公告号CN106022645B公开的中国专利《非侵入式在线实时电力负荷识别方法及识别系统》只是记载了嵌入式设备终端包括相互连接的第一运算电路和第二运算电路，所述的第一运算电路和第二运算电路均与供电电源相连。第一运算电路和第二运算电路分别连接于居民侧配电箱。交流电压源依次连接有变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和平滑输出电压电路。
[0007]然而受电源电压的波动、元件参数的分散性以及环境温度变化等因素的干扰，用电器电信号的采集容易受干扰，稳定性较差，因此需要一种采集用电器时工作性能稳定的硬件装置。
技术实现思路
[0008]针对上述现有技术中的不足之处，本技术提出一种家用电器用电特征的采集装置，用于应对用电器电信号的采集容易受干扰、稳定性较差的问题，可稳定实现非侵入式负荷采集目的。
[0009]为了实现上述目的，本技术的技术方案：
[0010]一种家用电器用电特征的采集装置，其包括在市电接入端与家用电器之间的线路上采集电流和/或电压的互感器，所述互感器的二次侧连接至一信号调理电路，所述信号调理电路的输出端经一A/D转换电路与单片机的数据输入端口相连，所述单片机的数据输出端口连接有无线发送模块和串口通信模块。
[0011]进一步的，所述互感器的二次侧串联有一采样电阻，所述信号调理电路包括型号为INA282的信号放大芯片，该信号放大芯片与采样电阻之间设置有用于保护控制的隔离互感器，信号放大芯片的基准电压端连接型号为REF3133的基准芯片的输出端，信号放大芯片的OUT引脚输出连接至所述单片机。
[0012]进一步的，所述单片机采用STM32系列的处理芯片，所述A/D转换电路为单片机内置的12位ADC采样模块。
[0013]进一步的，所述无线发送模块为型号是E62
‑
TTL
‑
100的点对点传输的全双工无线数传模块。
[0014]本方案可以直接监测用户的总负荷电能信息，以此获知各用电负荷的类别，运行情况以及相关参数，其通过采样电阻、隔离互感器等方案，解决了用电器电信号的采集容易受干扰、稳定性较差的问题，可稳定实现非侵入式负荷采集。
附图说明
[0015]图1是本技术一种家用电器用电特征的采集装置的系统框图。
[0016]图2是本技术用电特征采集与处理部分的硬件结构图。
[0017]图3是本技术一种实施例中的信号调理电路的结构原理图。
[0018]图4是本技术一种实施例中的信号调理电路的电压信号未经抬高前的输出波形图。
[0019]图5是本技术一种实施例中的信号调理电路的电压信号经抬高后的输出波形图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本申请公开实施例中的附图，对本申请公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请公开及其应用或使用的任何限制。基于本申请公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请公开保护的范围。
[0021]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请公开的范围。
[0022]同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际
的比例关系绘制的。
[0023]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0024]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0025]下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本技术。
[0026]一种家用电器用电特征的采集装置，其包括在市电接入端与家用电器之间的线路上采集电流和/或电压的互感器1，所述互感器1的二次侧连接至一信号调理电路2，所述信号调理电路2的输出端经一A/D转换电路3与单片机4的数据输入端口相连，所述单片机4的数据输出端口连接有无线发送模块5和串口通信模块6。
[0027]如图1所示，家用电器与市电接入端之间通常设插座8，互感器1设在市电接入端与插座8之间，家用电器在工作时，通过电压互感器、电流互感器非侵入式获取家用电器连接市电的线路上的用电特征。电压互感器一次侧的大电压转换为二次侧的小电压，从而将220V的市电电压转换为易于测量的小电压。电流互感器将一次侧的大电流转换成可供测量的小电流。将易于测量的小电压、小电流信号送到信号调理电路2，使其信号放大并A/D转换电路3进行模数转换，转换成能够为单片机4识别接收的数字信号。单片机4可按
技术介绍
中的负荷识别方法等现有算法进行数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种家用电器用电特征的采集装置，其特征在于：包括在市电接入端与家用电器之间的线路上采集电流和/或电压的互感器(1)，所述互感器(1)的二次侧连接至一信号调理电路(2)，所述信号调理电路(2)的输出端经一A/D转换电路(3)与单片机(4)的数据输入端口相连，所述单片机(4)的数据输出端口连接有无线发送模块(5)和串口通信模块(6)。2.根据权利要求1所述的一种家用电器用电特征的采集装置，其特征在于：所述互感器(1)的二次侧串联有一采样电阻(R1)，所述信号调理电路(2)包括型号为INA282的信号放大芯片(U1)，该信号放大芯片(U1)与采样电阻(R1)之间设置有用于保...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵国军，陈坤燚，李沁，艾青，曾伟，代灿，柯贤旺，黄佩贤，
申请(专利权)人：湖北民族大学，
类型：新型
国别省市：
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