一种基于超级电容供电的环境监察NB-IOT配用电监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于超级电容供电的环境监察NB

【技术实现步骤摘要】
一种基于超级电容供电的环境监察NB
‑
IOT配用电监测系统


[0001]本专利技术涉及用电监测
，具体为一种基于超级电容供电的环境监察NB
‑
IOT配用电监测系统。

技术介绍

[0002]为响应能源双控、经济转型，各地政府开始采取限电限产模式，环境监察部门通常会通过环境监察配用电监测模块对企业进行用电监测，环境监察配用电监测模块是一种将电能参数传输到中央处理器，实现远程采集和集中控制的智能化产品，通常安装于配电箱内，由于配电箱本身有市电供电，所以可以考虑省掉电池以节约成本，但是，当市电掉电时，由于省掉了电池，环境监察配用电监测模块就会断电失去与环境监察部门的通信联系，而作为环境监察部门就不能确定是企业断电还是故障原因引起的通信中断。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提供了一种基于超级电容供电的环境监察NB
‑
IOT配用电监测系统，其能够满足在市电掉电情况下，仍能够与环境监察部门通信联系。
[0004]本专利技术的技术方案是这样的，一种基于超级电容供电的环境监察NB
‑
IOT配用电监测系统，其特征在于：包括充放电管理模块、电量计量模块、NB
‑
IOT模块、控制模块；其中，
[0005]充放电管理模块，设置有超级电容组，用于为所述超级电容组充电，以在市电断电时，获得工作延时时间；
[0006]电量计量模块，与所述控制模块连接，用于采集三相电压、三相电流以获得三相电量数据，并反馈至所述控制模块；
[0007]控制模块，与所述充放电管理模块、NB
‑
IOT模块均相连接，用于根据所述充放电模块的状态信息，以判断是否断电，并输出相应信号至所述NB
‑
IOT模块；
[0008]NB
‑
IOT模块，用于将所述控制模块的输出信号传输至NB
‑
IOT信息邮局，并经过所述NB
‑
IOT信息邮局实现与人机交互平台的通信连接。
[0009]其进一步特征在于：
[0010]所述超级电容组包括串联连接的两个超级电容，在两个所述超级电容充满电的情况下，当市电断电时，两个所述超级电容供电延时时间超过5s；
[0011]供电延时时间的计算式为：其中，C为两个超级电容串联后的容量，Vmax为两个超级电容充满电的电压，Vmin为两个超级电容放电时所述环境监察NB
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IOT配用电监测系统正常工作时的最低电压；I为所述环境监察NB
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IOT配用电监测系统正常工作电流；
[0012]所述充放电管理模块包括电阻R1～R17、电容C1～C16、接口J1、MOS管Q1～Q5、充电控制器U1、电容C19～C21，所述充电控制器U1采用型号BQ25703A控制芯片；两个超级电容分别记为超级电容C17、超级电容C18；所述电阻R6的一端接于所述充电控制器U1的28脚；
[0013]所述NB
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IOT模块包括电阻R18～R23、电容C22～C28、接口J2、接口J3、无线通信模块U2、静电保护二极管TVS1、发光二极管LED1、三极管Q6～Q8，所述无线通信模块U2采用型号BC260Y
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CN芯片；所述三极管Q6的基极连接于所述无线通信模块U2的16脚，所述三极管Q7的集电极连接于所述无线通信模块U2的17脚，所述三极管Q8的发射极连接于所述无线通信模块U2的18脚；
[0014]所述控制模块包括处理器U3、接口J4、电阻R24、R25、电容C29～C33、振荡器CY1，所述处理器U3采用型号STM32L071RBT6处理芯片；所述处理器U3的33、34、35、36脚分别对应连接所述充电控制器U1的15、4、13、12脚，所述处理器U3的54脚与所述三极管Q8的集电极相连接，所述处理器U3的53脚与所述三极管Q7的发射极相连接，所述处理器U3的51、52脚分别对应连接所述无线通信模块U2的19、15脚；
[0015]所述电量计量模块包括三相电流采样电路、三相电压采样及计量电路，所述三相电流采样电路与所述三相电压采样及计量电路相连接，所述三相电压采样及计量电路连接于所述控制模块；
[0016]所述三相电流采样电路包括接口J5、电阻R26～R37、电容C34～C39；所述三相电压采样及计量电路包括接口J6、接口J7、电阻R38～R48、电容C40～C54、电容C60、三极管Q9、晶振OSC1、计量处理器U4、数字隔离器U5、光耦U6，所述计量处理器U4采用型号HT7036芯片，所述数字隔离器U5采用型号SI8641ED隔离芯片，所述光耦U6采用型号LTV
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356T
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B芯片；所述电容C34～C39的一端均接地，所述电容C34、C35的另一端分别对应接于所述计量处理器U4的7、8脚，所述电容C36、C37的另一端分别对应接于所述计量处理器U4的4、5脚，所述电容C38、C39的另一端分别对应接于所述计量处理器U4的1、2脚，所述光耦U6的集电极连接于所述接口J6的3脚，所述接口J6的3～7脚分别对应连接于所述接口J4的3～7脚；
[0017]其还包括扩展模块，所述扩展模块包括均连接于所述控制模块的电源电路、存储电路和RS485接口电路；
[0018]所述电源电路包括接口J8、电容C55～C59、电源管理器U7；所述存储电路包括存储器U8；所述RS485接口电路包括接口J9、电阻R49、R50、收发器U9；所述电源管理器U7采用型号MIC5219
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3.3芯片，所述存储器U8采用型号W25Q128H芯片，所述收发器U9采用型号SP3483EN芯片；所述接口J8的1、2脚对应连接于所述接口J1的1、2脚，所述存储器U8的1、2、5、6脚对应连接于所述处理器U3的27、28、29、30脚，所述收发器U9的1、2、4脚对应连接于所述处理器U3的15、16、14脚。
[0019]本专利技术的有益效果是，其通过充放电管理模块实现给超级电容组充电，当市电断电时会自动为超级电容组充电，在超级电容组充满电的情况下，若失去市电，超级电容组可供环境监察NB
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IOT配用电监测系统工作延时，则可实现在通信中断前及时与环境监察部门通信联系，同时，利用NB
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IOT模块低功耗的特性，可降低成本，具有较好的经济使用价值。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术中充放电管理模块的电路原理图；
[0022]图3是本专利技术中NB
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IOT模块的电路原理图；
[0023]图4是本专利技术中控制模块的电路原理图；
[0024]图5是本专利技术中三相电流采样电路的电路原理图；
[0025]图6是本专利技术中三相电压采样及计量电路的电路原理图；
[0026]图7是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超级电容供电的环境监察NB
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IOT配用电监测系统，其特征在于：包括充放电管理模块、电量计量模块、NB
‑
IOT模块、控制模块；其中，充放电管理模块，设置有超级电容组，用于为所述超级电容组充电，以在市电断电时，获得工作延时时间；电量计量模块，与所述控制模块连接，用于采集三相电压、三相电流以获得三相电量数据，并反馈至所述控制模块；控制模块，与所述充放电管理模块、NB
‑
IOT模块均相连接，用于根据所述充放电模块的状态信息，以判断是否断电，并输出相应信号至所述NB
‑
IOT模块；NB
‑
IOT模块，用于将所述控制模块的输出信号传输至NB
‑
IOT信息邮局，并经过所述NB
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IOT信息邮局实现与人机交互平台的通信连接。2.根据权利要求1所述的一种基于超级电容供电的环境监察NB
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IOT配用电监测系统，其特征在于：所述超级电容组包括串联连接的两个超级电容，在两个所述超级电容充满电的情况下，当市电断电时，两个所述超级电容供电延时时间超过5s。3.根据权利要求2所述的一种基于超级电容供电的环境监察NB
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IOT配用电监测系统，其特征在于：供电延时时间的计算式为：其中，C为两个超级电容串联后的容量，Vmax为两个超级电容充满电的电压，Vmin为两个超级电容放电时所述环境监察NB
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IOT配用电监测系统正常工作时的最低电压；I为所述环境监察NB
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IOT配用电监测系统正常工作电流。4.根据权利要求1所述的一种基于超级电容供电的环境监察NB
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IOT配用电监测系统，其特征在于：所述充放电管理模块包括电阻R1～R17、电容C1～C16、接口J1、MOS管Q1～Q5、充电控制器U1、电容C19～C21，所述充电控制器U1采用型号BQ25703A控制芯片；两个超级电容分别记为超级电容C17、超级电容C18；所述电阻R6的一端接于所述充电控制器U1的28脚。5.根据权利要求4所述的一种基于超级电容供电的环境监察NB
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IOT配用电监测系统，其特征在于：所述NB
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IOT模块包括电阻R18～R23、电容C22～C28、接口J2、接口J3、无线通信模块U2、静电保护二极管TVS1、发光二极管LED1、三极管Q6～Q8，所述无线通信模块U2采用型号BC260Y
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CN芯片；所述三极管Q6的基极连接于所述无线通信模块U2的16脚，所述三极管Q7的集电极连接于所述无线通信模块U2的17脚，所述三极管Q8的发射极连接于所述无线通信模块U2的18脚。6.根据权利要求5所述的一种基于超级电容供电的环境监察NB
‑
IOT配用电监测系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑建，徐浩，倪俊，
申请(专利权)人：苏州天一信德环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：