电流监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电流监测系统。
【背景技术】
[0002]公开号为CN201320000884的实用新型专利公开了一种配电线路在线电流监测仪，其包括电流监测仪，安装在配电线路的一相导线上的感应线圈，感应线圈外部包裹有硅橡胶绝缘层，电流监测仪包括信号采集模块、GSM短信模块、单片机和显示器、以及为上述各部件供电的直流电源，信号采集模块、单片机和显示器依次连接，感应线圈与信号采集模块通过导线连接，信号采集模块与GSM短信模块连接。
[0003]公开号为CN201420053006的实用新型专利公开了一种基于RFID的无线温度监测系统，包括测量芯片和手持读写器，所述的测量芯片包括单片机控制电路、温度记录器、温度传感器、电源转换电路和无线模块；所述的手持读写器包括无线模块、按键调整电路、单片机控制电路、液晶显示电路、声光报警系统和系统电源。
[0004]现有技术存在以下几点问题:1.GSM短信方式传输数据量有限，短信费用高；2.采样太阳能供电方式，维护成本高；3.手持读写器使用按键操控，界面不友好。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种低成本且节能可靠的电流监测系统。
[0006]本实用新型提供的这种电流监测系统，包括电流测量装置，电流测量装置包括MCU主板、电源模块、线路电流采样电路、线路电压采样电路、翻牌点灯电路和看门狗电路；该系统还包括手持读写器；电流测量装置和手持读写器均内置无线模块，电流测量装置通过无线通信方式与手持读写器进行数据交互。
[0007]所述电源模块包括CT取电电路、可充电后备电源和锂电池。所述可充电后备电源采用法拉电容。所述锂电池为一次性后备电源。
[0008]所述手持读写器包括PDA、USB的HUB电路、USB转UART电路和无线模块；PDA的USB接口通过USB的HUB电路再经由USB转UART电路与无线模块连接。所述PDA采用平板电脑。
[0009]所述线路电流采样电路包括电流互感器CT和信号调理电路。
[0010]本实用新型的手持读写器采用平板电脑搭载无线模块，并通过无线通信的数据交互方式与电流测量装置进行通信，有效降低通信成本；此外，本实用新型采用三层电源供电方式以及低功耗设计，在降低维护成本的同时确保了系统个可靠性。本实用新型的适用性强，用户体验友好。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的原理框图。
[0012]图2是本实用新型的电流测量装置的原理框图。
[0013]图3是本实用新型的手持读写器的原理框图。
[0014]图4是本实用新型的USB的HUB电路图。
[0015]图5是本实用新型的USB转UART电路图。
[0016]图6是本实用新型的UART与无线模块接口电路图。
[0017]图7是本实用新型的工作流程图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型包括电流测量装置和手持读写器。电流测量装置和手持读写器均内置无线模块，电流测量装置通过无线通信方式与手持读写器PDA连接进行数据交互。
[0019]如图2所示，本实用新型的电流测量装置包括MCU主板、电源模块、无线模块、线路电流采样电路、线路电压采样电路、翻牌点灯电路和看门狗电路。线路电流采样回路包括电流互感器CT和信号调理电路。
[0020]电源模块包括CT取电电路、可充电后备电源和锂电池。可充电后备电源采用法拉电容。锂电池为一次性后备电源。
[0021]本实用新型采用三层电源供电方式，确保使用寿命不低于10年。第一层是CT取电电路；如果线路上电流大于NA，那么CT取电电路足以供电流测量装置正常使用，完全不消耗电池电量。第二层是可充电后备电源，本实用新型可采用法拉电容；如果线路上电流，达到电容充电条件，那么电容存储的电量也能供电流测量装置在线路电流变小时使用。第三层才是锂电池，在线路电流小于NA情况下，CT取电不足以供电流测量装置正常使用时，才会消耗电池电量。
[0022]本实用新型的电流测量装置的采样频率为ΙΚΗζ，即每周波采样20个点，保证采样精度。
[0023]如图3所示，手持读写器包括PDA、USB的HUB电路、USB转UART电路和无线模块四个部分。PDA的USB接口通过USB的HUB电路扩展为四路USB，方便后续功能扩展；在此基础上，选用一组USB经USB转UART电路转换为UART，从而实现对无线模块的控制操作。
[0024]本实用新型的PDA可采用平板电脑。
[0025]如图4所示，本实用新型的PDA USB通过扩展芯片Ul扩展为四路USB，方便后续功能扩展；扩展芯片Ul可采用德州仪器公司的型号为TUSB2046BI的转换芯片。
[0026]标准USB接口转换芯片Ul的I脚通过电阻R13与电源V3P3连接；该I脚还通过电容C14接地，该管脚还通过电阻RlO与Min1-USB接口芯片JlO的3脚连接；该转换芯片Ul的2脚通过电容C15接地，该管脚还通过电阻Rll与Min1-USB接口芯片JlO的2脚连接；该转换芯片Ul的3脚和25脚均与电源V3P3连接；其26脚通过电阻R150与电源V3P3连接；其29脚与30脚之间接有晶振电路；其4脚与PDA的复位管脚连接，用于传递复位信号RST ;其6脚和8脚均通过电阻R112与电源V3P3连接；其11脚和12脚、15脚和16脚、19脚和20脚、23脚和24脚共形成了四个下行端口，其中第四号端口与标准USB转串口接口连接；其7脚、27脚、28脚和31脚均接地。
[0027]标准USB接口转换芯片Ul采用总线供电方式。
[0028]Min1-USB接口芯片JlO的I脚通过可调电阻PTCl与电源VBUS连接；其4脚、5脚和6脚均接地。
[0029]如图5所示，本实用新型的USB转UART电路图，其中转换芯片U3可采用FTDI公司的型号为FT232R的芯片。
[0030]转换芯片U3的4脚与电源V3P3连接，该管脚还通过电容C32接地；其20脚与总线电源VBUS连接；其15脚和16脚与Min1-USB转标准USB接口电路中标准USB接口转换芯片Ul的第四号端口连接；其19脚通过电阻R31与总线电源VBUS连接，该管脚还通过电阻R30接地；其I脚和5脚作为串口与无线模块的串口连接，其中I脚为发送端口，5脚为接收端口 ；其7脚、18脚、21脚、25脚和26脚均接地。
[0031]如图6所示，本实用新型的无线模块包括无线收发芯片U4。无线收发芯片的串口与标准USB转串口接口中转换芯片U3的串口连接，其接天线端与天线ANT4连接。
[0032]本实用新型的工作原理是:电流测量装置通过线路电流采样电路中的电流互感器CT感应取电，将测量到的输电线路非电量信号经过线路电流采样电路中的信号调理电路转换成周期信号，然后将周期信号转换成脉冲信号，并将脉冲信号传至MCU ;MCU经内部程序的判断处理将结果保存在EEPROM，等待工作人员使用手持读写器获取该数据并处理。
[0033]如图7所示，本实用新型的手持读写器的使用步骤如下:
[0034]步骤I，打开PDA，点击进入APP应用软件；
[0035]步骤2，选择要召测的装置地址序号，以及起止日期，点击开始数据召测；
[0036]步骤3，数据交互成功后，PDA自动根据起止日期绘制电流监测曲线。数据交互过程，会有超时重发机制和校验来保证数据的有效性及连续性。
[0037]本实用新型的电流测量装置每5分钟记录一次实时采样平均值，加校验后写入EEPROM。这样处理的好处是避免电流测量装置掉电或者复位时数据丢失，也增加了读写EEPROM的可靠性。
【主权项】
1.一种电流监测系统，包括电流测量装置，电流测量装置包括MCU主板、电源模块、线路电流采样电路、线路电压采样电路、翻牌点灯电路和看门狗电路；其特征在于，该系统还包括手持读写器；电流测量装置和手持读写器均内置无线模块，电流测量装置通过无线通信方式与手持读写器进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的电流监测系统，其特征在于，所述电源模块包括CT取电电路、可充电后备电源和锂电池。
3.根据权利要求2所述的电流监测系统，其特征在于，所述可充电后备电源采用法拉电容。
4.根据权利要求2所述的电流监测系统，其特征在于，所述锂电池为一次性后备电源。
5.根据权利要求1所述的电流监测系统，其特征在于，所述手持读写器包括PDA、USB的HUB电路、USB转UART电路和无线模块；PDA的USB接口通过USB的HUB电路再经由USB转UART电路与无线模块连接。
6.根据权利要求5所述的电流监测系统，其特征在于，所述PDA采用平板电脑。
7.根据权利要求1所述的电流监测系统，其特征在于，所述线路电流采样电路包括电流互感器CT和信号调理电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种本实用新型提供的这种电流监测系统，包括电流测量装置，电流测量装置包括MCU主板、电源模块、线路电流采样电路、线路电压采样电路、翻牌点灯电路和看门狗电路；该系统还包括手持读写器；电流测量装置和手持读写器均内置无线模块，电流测量装置通过无线通信方式与手持读写器进行数据交互。本实用新型的手持读写器采用平板电脑搭载无线模块，并通过无线通信的数据交互方式与电流测量装置进行通信，有效降低通信成本；此外，本实用新型采用三层电源供电方式以及低功耗设计，在降低维护成本的同时确保了系统的可靠性。本实用新型的适用性强，用户体验友好。
【IPC分类】G01R19-00
【公开号】CN204422633
【申请号】CN201520105497
【发明人】何姗, 阳武, 黄雄凯, 许健, 文江林, 李君
【申请人】威胜电气有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月13日