一种家居电力安全智能监控系统的制作方法

本发明属于智能检测和控制技术领域，尤其涉及具有家庭电源安防监控系统。

背景技术

随着智能技术的进步，智能家居生活离我们越来越近，各种智能设备广泛被应用于家庭生活中。目前的电力安全智能监控手段，多集中于利用金属簧片的过热包好，受高温时变形特点进行电路断开，存在精度差，响应速度慢。例如当电动车充电时，出现电路短路等故障话，容易造成电气损坏，造成经济损失和人员伤害。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种家居电力安全智能监控系统，具有响应速度快、故障信号检测精准，能实现电路故障的快速响应报警，并作出远程提醒。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种家居电力安全智能监控系统，包括霍尔电压传感模块和电流传感模块，以及集成在电路板上的单片机主控芯片、比较器、无线wifi模块、电源回路切断开关和声光报警模块，其中：

所述单片机主控芯片，采用80cxx型单片机芯片；

所述霍尔电压传感模块，电压传感模块电路，电阻r2与磁芯电感l1串联且两端分别与火线和零线连接，所述高频滤波电容用于采集磁芯电感l1的耦合电压信号，用于采集电源回路的的耦合电压信号，并将电压信号传至比较器；

同时所述电流传感模块采集电路回路中的电流信号并传至比较器；

比较器对电压传感模块和电流传感模块传送的电信号进行比较，形成两组输出信号，并送至单片机芯片进行处理；

所述单片机芯片接收到比较信号后，并进行分析处理，并通过无线wifi模块将控制型号发送至远端控制台或户主智能终端，单片机芯片同时控制电源回路切断开关执行断路控制，并通过升高报警模块进行报警提醒。

作为优选，所述霍尔电压传感模块和电流传感模块与电源回路采用非接触方式，所述霍尔电压传感模块和电流传感模块的集成在绝缘插头内，并置于电源插座内。

作为优选，电压传感模块的电路包括分压电阻r2、磁芯电感l1、高频滤波电容c1；分压电阻r8和r12，霍尔元件h2；比较器ic5、反馈电容c8、反馈电阻r36、电阻r37、r38、二极管d2、d3、三极管q2、q3；次级线圈电感l3、取样电阻r51；放大器ic8、电阻r49、r60、r61、电容c15、放大器ic9、电阻r50、r62、r63、r66、二极管d6和d7，其中：所述q2为npn型三极管和q3为pnp型三极管；

电阻r2与磁芯电感l1串联，电容c1与磁芯电感l1为电磁耦合，电容c1的两端分别与分压电阻r8和r12的一端连接，分压电阻r8和r12的另一端分别与霍尔元件h2的两个输入端连接，从而形成供电回路；

所述霍尔元件h2的两个输入端分别连接有分压电阻r9和r10的一端，分压电阻r9的另一端同时与比较器ic5的负极端和反馈电容c8的一端连接，反馈电容c8的另一端还连接有反馈电阻r36，分压电阻r10的另一端与比较器ic5的正极端连接；

比较器ic5的输出端同时连接二极管d2的负极和二极管d3的正极，二极管d2的正极分别与三极管q2的基极和电阻r37一端连接，电阻r37的另一端与三极管q2的集电极连接，二极管d3的负极分别与三极管q3的基极和电阻r38一端连接，电阻r38的另一端与三极管q3的集电极连接，三极管q2的发射极与三极管q3的发射极连接，反馈电阻r36的另一端同时连接q2和q3的发射极和次级线圈电感l3的一端，次级线圈电感l3的另一端同时连接电阻r49、r50和取样电阻r51的一端连接；

电阻r50的另一端分别与电阻r62、二极管d6的负极、放大器ic9的负极同时连接，电阻r62、二极管d6的正极、放大器ic9的正极与二极管d7的负极连接，放大器ic9的正极连接接地电阻r63，从而构成整流电路的负向电路；电阻r49的另一端分别与电阻r60、电阻r66、电容c15、放大器ic8的负极同时连接，电阻r66与二极管d7的正极连接，放大器ic8的正极连接接地电阻r61，电容c15、电阻r60、放大器ic8的输出端并联连接后接单片机，从而构成整流电路的正向电路；放大器ic8的输出端接单片机80cxx。

作为优选，还包括电阻r3、r4和调节电阻r11，所述r3、r4和r11的一端与高频滤波电容c1连接，电阻r3和r4的另一端分别与霍尔元件h2的两个输入端连接，调节电阻r11的另一端与比较器的正极连接。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：可以设定电压幅值超过一定数值(例如40％)，即可启动断电和报警；由于采用霍尔非接触式的电压过载检测，安全性高，响应速度达到ms级，精度高可达0.2％，且不存在插入损耗；通过无线路由实现与远程移动终端连接，实现快速处置。

附图说明

图1为本发明所述家居电力安全智能监控系统的原理框图；

图2为本发明所述电压传感模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图并以具体实施例，进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明的家居电力安全智能监控系统，包括霍尔电压传感模块和电流传感模块，以及集成在电路板上的单片机主控芯片、比较器、无线wifi模块、电源回路切断开关和声光报警模块。另外，本发明中霍尔电压传感模块和电流传感模块与电源回路采用非接触方式，霍尔电压传感模块和电流传感模块的集成在绝缘插头内，类似只能插头，设置在家庭电源总开关的检测插座内，其中：

所述单片机主控芯片，采用80cxx型单片机芯片；

所述霍尔电压传感模块，电压传感模块电路，电阻r2与磁芯电感l1串联且两端分别与火线和零线连接，所述高频滤波电容用于采集磁芯电感l1的耦合电压信号，用于采集电源回路的的耦合电压信号，并将电压信号传至比较器；

同时所述电流传感模块采集电路回路中的电流信号并传至比较器；

比较器对电压传感模块和电流传感模块传送的电信号进行比较，形成两组输出信号，并送至单片机芯片进行处理；

所述单片机芯片接收到比较信号后，并进行分析处理，并通过无线wifi模块将控制型号发送至远端控制台或户主智能终端，单片机芯片同时控制电源回路切断开关执行断路控制，并通过升高报警模块进行报警提醒。

如图2所示，电压传感模块电路主要包括电压采集部分、信号采集部分、信号放大部分和电子整流部分，具体而言：

电压采集部分：r2是分压电阻，l1是多匝线圈磁芯组建，将微弱的电信号转换为较强的磁信号。

信号采集部分：r8、r12是霍尔元件供电回路分压电阻，h2是霍尔元件，c1是高频滤波电容。

信号放大部分：r3、r4、r11是调零回路；ic5是比较器；c8、r36是深度负反馈回路；r37、r38、d2、d3、q2、q3是功率放大回路；l3是次级线圈组件；r51是取样电阻。

电子整流部分：ic8、r49、r60、r61、c15组成整流电路的正向，ic9、r50、r62、r63、r66、d6、d7组成整流电路的负向。

本发明利用霍尔效应的传感器具有检测速度快的优点，达到毫秒级。而现有技术中簧片甚至互感器的反应时间，快速的反应时间，为后续的处理提供了宝贵的时间缓冲，减低了事故的发生率。

利用霍尔效应原理，检测插座回路中的电流、电压和漏电的大小，通过单片机与设定的标准进行比较，一旦超过设定的阈值，在极短的时间内切断电源并报警。