本发明专利技术公开了一种灭弧式智慧安全用电装置，包括主控模块、电源模块、智慧用电模块、电弧探测模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块，所述电弧探测模块通过串口与主控模块通信连接，所述主控模块包括主控MCU，所述主控MCU设置为STM32F103RET6芯片，所述主控MCU电性连接有8M晶振时钟；本发明专利技术通过主控模块、电源模块、智慧用电模块、电弧探测模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块配合，使该装置具有线路故障电弧探测功能，可以大大提高防控火灾的实时性与准确性，实现了智慧消防设备达不到的真正消防灭弧功能，完全杜绝火灾隐患。灾隐患。灾隐患。
【技术实现步骤摘要】
一种灭弧式智慧安全用电装置
[0001]本专利技术属于智慧用电
，具体涉及一种灭弧式智慧安全用电装置。
技术介绍
[0002]电气火灾的特点具有广泛性、隐蔽性、急速性，而传统防控无法从根本上预防和排查；而政府需要把控和降低电气火灾的频发率，智慧用电在线监控装置解决了电气火灾防控(24小时监控用电数据、实时及时向用户反馈和预警)问题。
[0003]但是，目前市面上的智慧用电在线监控装置通常是监控线路的漏电，温度，交流电参数，不具有线路故障电弧探测功能，其实时性与稳定性有待进一步提高，因此我们需要提出一种灭弧式智慧安全用电装置来解决上述问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种灭弧式智慧安全用电装置，通过主控模块、电源模块、智慧用电模块、电弧探测模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块配合，使该装置具有线路故障电弧探测功能，可以大大提高防控火灾的实时性与准确性，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种灭弧式智慧安全用电装置，包括主控模块、电源模块、智慧用电模块、电弧探测模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块，所述主控模块和电源模块均分别与智慧用电模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块电性连接，所述电弧探测模块通过串口与主控模块通信连接，所述主控模块包括主控MCU，所述主控MCU设置为STM32F103RET6芯片，所述主控MCU电性连接有8M晶振时钟；
[0007]所述电弧探测模块包括霍尔电压传感器和控制器件，所述霍尔电压传感器与控制器件电性连接，所述控制器件包括硬件组件和软件组件，所述硬件组件包括FFT硬件库和库函数，所述软件组件包括电流波形AD采样、特征提取和故障电弧波形诊断，所述主控MCU用于对控制器件进行软硬件初始化；
[0008]所述智慧用电模块包括RN8029器件，所述主控MCU通过SPI接口与RN8029器件电性连接。
[0009]优选的，所述RN8029器件内部设置有电源监控电路，所述RN8029器件设置有串行接口SPI和UART，所述RN8029器件支持全数字的增益、相位和offset校正，所述RN8029器件用于测量有功功率、无功功率、有功能量和无功能量，并能同时提供两路独立的有功功率和有效值、电压有效值、线频率和过零中断。
[0010]优选的，所述控制器件针对复杂信号中的弱故障电弧特征频段的提取时利用小波变换对信号进行分解与重构提取特征频段，通过样本熵量化特征频段的复杂度，将其作为故障电弧的特征量，最后制定故障电弧判据，判断是否发生故障电弧。
[0011]优选的，所述电弧探测模块进行故障电弧探测的流程如下：
[0012]S1、电弧模块模块上电后，主控MCU会对控制器件进行软硬件初始化，软硬件初始化主要包括系统时钟的配置、IO端口的初始化、定时器配置、中断优先级配置和ADC的初始化；
[0013]S2、主循环不断查询事件标志位来判断是否有相应的事件发生，若有事件发生，则进入相应有处理函数对事件处理；
[0014]S3、当AD采样50组数据完毕时置CurrentFlag为1，提取1秒时间内的电流波形特征值以备10MS定时中断到来时进行电弧故障综合诊断；当主循环查询到电弧故障标志位置1时，电弧探测模块会输出低脉冲给主控MCU，主控MCU识别到后，控制报警模块发生声光报警，并把故障电弧告警传送到云平台。
[0015]优选的，所述存储模块包括W25X40器件，所述W25X40器件包括CS脚、SO脚、HOLD脚、VCC脚和GND脚，所述VCC脚与GND脚之间连接有电容C26、所述CS脚、HOLD脚和VCC脚均接入3.3V电压，所述SO脚和GND脚接地。
[0016]优选的，所述跳闸模块包括三极管和继电器，所述跳闸模块主要是输出脉冲信号用于控制外接的交流接触器。
[0017]优选的，所述显示模块包括运行指示灯和告警指示灯，所述报警模块包括蜂鸣器，所述蜂鸣器、运行指示灯和告警指示灯均与跳闸模块电性连接。
[0018]优选的，所述通讯模块设置为4G通讯模块，所述4G通讯模块设置为ML302模组，所述ML302模组与主控MCU连接。
[0019]优选的，所述时间模块在主控MCU联上电信网络时，会自动的读取网络时间，再配置主控MCU内置时间，并由内置时钟自动独立运行，在上发数据帧给云平台时，时间就是由主控MCU内置时钟来提供。
[0020]优选的，所述电源模块将外部引入的交流电源通过开关电源组件为智慧用电模块、电弧探测模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块提供直流电源。
[0021]本专利技术提出的一种灭弧式智慧安全用电装置，与现有技术相比，具有以下优点：
[0022]1、本专利技术通过主控模块、电源模块、智慧用电模块、电弧探测模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块配合，使该装置具有线路故障电弧探测功能，可以大大提高防控火灾的实时性与准确性，实现了智慧消防设备达不到的真正消防灭弧功能，完全杜绝火灾隐患。
[0023]2、本专利技术智慧用电模块采用RN8029器件，使智慧用电在线监测功能具有单相交流电测量、漏电监测、温度监测、GPRS无线通讯等部件，通过对配电回路的温升，剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理；通过采用控制器、RN8029器件和主控MCU的微型控制技术，集智能化，数字化，网络化于一身，集成度高，体积小巧，安装方便。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的系统框图；
[0025]图2为本专利技术的主控模块电路图；
[0026]图3为本专利技术的控制器件电路图；
[0027]图4为本专利技术的霍尔电压传感器电路图；
[0028]图5为本专利技术的智慧用电模块电路图；
[0029]图6为本专利技术的电源监控电路的电路图；
[0030]图7为本专利技术的故障电弧探测的流程图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]本专利技术提供了如图1
‑
7所示的一种灭弧式智慧安全用电装置，包括主控模块、电源模块、智慧用电模块、电弧探测模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块，主控模块和电源模块均分别与智慧用电模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块电性连接，电弧探测模块通过串口与主控模块通信连接，主控模块包括主控MCU，主控MCU设置为STM3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种灭弧式智慧安全用电装置，包括主控模块、电源模块、智慧用电模块、电弧探测模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块，其特征在于：所述主控模块和电源模块均分别与智慧用电模块、跳闸模块、显示模块、存储模块、时间模块、通讯模块和报警模块电性连接，所述电弧探测模块通过串口与主控模块通信连接，所述主控模块包括主控MCU，所述主控MCU设置为STM32F103RET6芯片，所述主控MCU电性连接有8M晶振时钟；所述电弧探测模块包括霍尔电压传感器和控制器件，所述霍尔电压传感器与控制器件电性连接，所述控制器件包括硬件组件和软件组件，所述硬件组件包括FFT硬件库和库函数，所述软件组件包括电流波形AD采样、特征提取和故障电弧波形诊断，所述主控MCU用于对控制器件进行软硬件初始化；所述智慧用电模块包括RN8029器件，所述主控MCU通过SPI接口与RN8029器件电性连接。2.根据权利要求1所述的一种灭弧式智慧安全用电装置，其特征在于：所述RN8029器件内部设置有电源监控电路，所述RN8029器件设置有串行接口SPI和UART，所述RN8029器件支持全数字的增益、相位和offset校正，所述RN8029器件用于测量有功功率、无功功率、有功能量和无功能量，并能同时提供两路独立的有功功率和有效值、电压有效值、线频率和过零中断。3.根据权利要求1所述的一种灭弧式智慧安全用电装置，其特征在于：所述控制器件针对复杂信号中的弱故障电弧特征频段的提取时利用小波变换对信号进行分解与重构提取特征频段，通过样本熵量化特征频段的复杂度，将其作为故障电弧的特征量，最后制定故障电弧判据，判断是否发生故障电弧。4.根据权利要求3所述的一种灭弧式智慧安全用电装置，其特征在于：所述电弧探测模块进行故障电弧探测的流程如下：S1、电弧模块模块上电后，主控MCU会对控制器件进行软硬件初始化，软硬件初始化主要包括系统时钟的配置、IO端口的初始化、定时器配置、中断优先级配置和ADC的...
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿品政，
申请(专利权)人：浙江兆芯电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。