低压用电设备智能电量监测器的制作方法

本实用新型涉及电器用电监测领域，特别涉及一种低压用电设备智能电量监测器。

背景技术：

目前用户对电器用电情况仍属于疑惑状态，导致对抄表电量不准确、电费不合理等投诉情况屡见不鲜。等待电网公司工作人员上门排查问题，需要消耗一定的人力和时间成本，还未必能切实地解决相关问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种不仅能检测出用户家里存在的耗电量过多、漏电跑电的电器，解决用电疑问，同时还能向用户提供针对性的用电建议，进一步提升用户的用电体验的低压用电设备智能电量监测器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种低压用电设备智能电量监测器，包括外壳以及均设置在所述外壳内的电源模块、锰铜电阻、继电器控制模块、负载电器、采样电阻、电能计量芯片、MCU、存储模块、显示模块、报警指示灯、闸状态指示灯和无线通讯模块，所述电源模块的一个输入端连接220V交流电的零线，所述电源模块的另一个输入端分别与所述220V交流电的火线和锰铜电阻的一端连接，所述锰铜电阻的另一端与所述继电器控制模块的一端连接，所述负载电器的一端与所述继电器控制模块的另一端连接，所述负载电器的另一端分别与所述220V交流电的零线和采样电阻的一端连接，所述采样电阻的另一端与所述电能计量芯片连接，所述电能计量芯片还分别与所述锰铜电阻和继电器控制模块连接，所述电源模块的一个输出端与所述MCU连接，所述电源模块的另一个输出端与所述电能计量芯片连接，所述电能计量芯片、存储模块、显示模块、报警指示灯、闸状态指示灯和无线通讯模块均与所述MCU连接。

在本实用新型所述的低压用电设备智能电量监测器中，所述无线通讯模块包括无线通讯芯片和ARM芯片，所述ARM芯片分别与所述MCU和无线通讯芯片连接，所述无线通讯芯片还连接服务器。

在本实用新型所述的低压用电设备智能电量监测器中，所述无线通讯模块为WIFI模块或GPRS模块。

在本实用新型所述的低压用电设备智能电量监测器中，所述电源模块采用交流220V转化成5V的AC-DC开关电源。

在本实用新型所述的低压用电设备智能电量监测器中，所述电能计量芯片采用Cirrus logic的CS5463.ADI的ADE7755或HLW的HLW8012。

在本实用新型所述的低压用电设备智能电量监测器中，所述显示模块为LCD液晶显示屏。

在本实用新型所述的低压用电设备智能电量监测器中，所述外壳采用PC塑料制成。

在本实用新型所述的低压用电设备智能电量监测器中，所述MCU采用TI的MSP430。

实施本实用新型的低压用电设备智能电量监测器，具有以下有益效果：由于外壳内设有电源模块、锰铜电阻、继电器控制模块、负载电器、采样电阻、电能计量芯片、MCU、存储模块、显示模块、报警指示灯、闸状态指示灯和无线通讯模块，可以对用户家所有的家用电器进行一对一精准电能测试，测量单个电器或多个电器的电流、电压、功率等电量，并对数据汇总统计，将汇总数据通过无线通讯模块实时上传至服务器，通过移动端或PC端展示分析结果，因此不仅能检测出用户家里存在的耗电量过多、漏电跑电的电器，解决用电疑问，同时还能向用户提供针对性的用电建议，进一步提升用户的用电体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型低压用电设备智能电量监测器一个实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型低压用电设备智能电量监测器实施例中，该低压用电设备智能电量监测器的结构示意图如图1所示。图1中，该低压用电设备智能电量监测器包括外壳(图中未示出)以及均设置在外壳内的电源模块1、锰铜电阻2、继电器控制模块3、负载电器4、采样电阻RS、电能计量芯片U1、MCU5、存储模块6、显示模块7、报警指示灯8、闸状态指示灯9和无线通讯模块10，电源模块1的一个输入端连接220V交流电的零线N，电源模块1的另一个输入端分别与220V交流电的火线L和锰铜电阻2的一端连接，锰铜电阻2的另一端与继电器控制模块3的一端连接，负载电器4的一端与继电器控制模块3的另一端连接，负载电器4的另一端分别与220V交流电的零线N和采样电阻RS的一端连接，采样电阻RS的另一端与电能计量芯片U1连接，电能计量芯片U1还分别与锰铜电阻2和继电器控制模块3连接，电源模块1的一个输出端与MCU5连接，电源模块1的另一个输出端与电能计量芯片U1连接，电能计量芯片U1、存储模块6、显示模块7、报警指示灯8、闸状态指示灯9和无线通讯模块10均与MCU5连接。

电源模块1采用AC-DC开关电源，将交流220V转化成5V，为MCU5提供电源。电能计量芯片U1负责监测负载电器4的电压、电流和功率，采用单颗电能计量芯片监测，电能计量芯片U1可以采用Cirrus logic的CS5463.ADI的ADE7755或HLW的HLW8012，这两种类型的芯片都具有测量功率、电压、电流的功能，电能计量芯片U1对负载交流电压信号和负载电流信号进行采样，经内部DSP算法处理后，以脉冲方式输出功率值、电压有效值和电流有效值。

当进行电流采样时，负载电流流经锰铜电阻2，因为锰铜电阻2的电阻值是固定不变的，所以不同的负载电流，锰铜电阻2两端产生的电压不一样，电能计量芯片U1通过采集锰铜电阻2两端的电压值，实现电流信号的采样。当进行电压采样时，220V交流电的零线信号经采样电阻RS分压后，输入到电能计量芯片U1的电压检测通道，通过电能计量芯片U1内部集成的DSP算法实现电压信号的采样。

MCU5是低压用电设备智能电量监测器的智能控制部分，对采集到的电能数据进行分析处理，通过无线通讯模块10和服务器联网，发送和接收服务器的数据和指令，一般采用低功耗的MCU，如TI的MSP430。

继电器控制模块3用于控制负载电器电源的接入和断开；该低压用电设备智能电量监测器通过存储模块6可存储30天内历史数据，也可通过服务器存储更多的历史数据，通过服务器可按时间段进行数据分析。

本实用新型可以对用户家所有的家用电器进行一对一精准电能测试，测量单个电器或多个电器的电流、电压、功率等电量，并对数据汇总统计，将汇总数据通过无线通讯模块10实时上传至服务器，并通过移动端或PC端展示分析结果，通过曲线图或柱形图表的形式呈现，方便用户对负载电器4电量的监控可视，当电量异常时，可进行报警或断电保护。本实用新型不仅能检测出用户家里存在的耗电量过多、漏电跑电的电器，解决用电疑问，同时还能向用户提供针对性的用电建议，进一步提升用户的用电体验。

本实施例中，无线通讯模块10为WIFI模块或GPRS模块，也就是采用WIFI和GPRS主流通讯协议，无线通讯模块10包括无线通讯芯片和ARM芯片(图中未示出)，ARM芯片分别与MCU5和无线通讯芯片连接，无线通讯芯片还连接服务器，进行数据传输。

本实施例中，显示模块7为LCD液晶显示屏，直显电器(负载)的电压、电流、功率、功率因数、用电量等电参数。该低压用电设备智能电量监测器使用优质PC塑料，防火阻燃外壳，优质青铜内件，电压范围宽：80～260V正常使用。寿命阻容是降压插座多倍，功耗小、效率高、性能稳定。25V下正常工作，110V 60HZ精度正常；最小测量值为10A≥4W，最小可现实功率为16A≥7.04W，10W以下为2级精度。

该低压用电设备智能电量监测器具有用电参数测量及显示功能，监测负载电器4的电流、电压、功率因数、电量、用电时间的计量信息，显示模块7显示电量、功率和用电时间，通过WIFI或GPRS无线通讯远传。停电后该低压用电设备智能电量监测器仍能保留原有的总有功电值。该低压用电设备智能电量监测器可计量负载电器4的当前电能和当前用电时间，停电存储，可清零，不可配置底数。可通过上位机设定“当前电能”和“当前用电时间”并通过显示模块7进行液晶显示。

总有功电能和总用电时间可配置底数(注意：配置完总有功电能底数后将清除掉存储的日、月、小时累计数据)，总有功电能、当前电能最大可累计到1342177kwh，总用电时间、当前用电时间最大可累积到429496729.5h，超过该值后会自动从零开始累计。

该低压用电设备智能电量监测器具有参数越限报警功能，当发生电压、电流或功率越报警限值时，报警指示灯8会亮起，越保护限值时，若此时设定继电器关联，则继电器断开，实现与负载电器4的保护。无负载电器4时，电流和功率下限越限报警和保护功能无效。当参数发生变位时，相应的变位信息会上传，方便管理者进行有效监控与管理。

该低压用电设备智能电量监测器具有意外事件记录功能，参数越保护限值导致继电器断开，即发生跳闸时，可查看闸状态指示灯9。意外事件的记录，可方便管理者分析故障原因。发生跳闸后，闸状态可通过长按用户按键清除。

该低压用电设备智能电量监测器具有小时、日、月累计电量存储功能，该低压用电设备智能电量监测器可以存储最近24小时的小时累计电量、最近30日内的日用电量和最近12个月的月用电量信息，以小时为单位存储为用户存储多年用电数据，方便进行用电统计分析。

该低压用电设备智能电量监测器具有断电记忆保护功能，断电重新上电之后重新显示，保护电量存储不丢失、安全、高效。

总之，本实施例中，通过该低压用电设备智能电量监测器可以有效监测负载电器4的用电情况，包括时间、实时电压、实时电流、实时功率、功率因数、总用电量、用电单价、用电金额、碳排量和设备温度等所有用电参数；该低压用电设备智能电量监测器支持WIFI或GPRS联网方式，对接服务器，实现实时数据传输和保存功能。通过移动和PC端可实时查看电量数据信息，且造型精美小巧，使用设计人性化，操作简便。该低压用电设备智能电量监测器与传统电量监测器的区别在于更直观、更便捷、更人性化。

移动端通过无线通讯模块10连接到服务器，进而连接到该低压用电设备智能电量监测器，实现远程控制和数据抄读。该低压用电设备智能电量监测器自带显示模块7(LCD液晶显示屏)，数据可以本地保存，联网后自动上传数据，可以实现无网络情况下也能清晰了解用电明细，满足没有WIFI的家庭使用也可实现数据传输功能。

该低压用电设备智能电量监测器具有防雷保护、过压保护、欠压保护、过载保护、超温保护和智能断电保护功能；该低压用电设备智能电量监测器以小时为单位存储用户多年的用电数据，并可通过终端实时查看用电情况；通过该低压用电设备智能电量监测器能有效统计记录负载电器4的电量信息。该低压用电设备智能电量监测器结合互联网技术实现数据传输、实时监测用电信息，以及可视化的动态电量监测数据统计显示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。