一种新型的智能母线管理系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种新型的智能母线管理系统，包括中央处理单元、显示模块、RS485通讯模块、EEPROM存储模块、时钟模块、后台监控系统、温度采集模块、第一电源模块、第二电源模块、第一报警模块、第二报警模块、母线压差采集模块、母线电流采集模块、母线电压采集模块、FLASH存储模块、EMC抗干扰模块、GPRS无线模块、云服务数据处理中心、APP和短信处理模块。该系统能在无人工干预的情况下24小时实时准确的监测母线的工作状况，报警信息全面、报警方式多样，而且能在恶劣环境中可靠工作。
【专利说明】
一种新型的智能母线管理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子设备领域，具体地说，是涉及一种新型的母线压差采集装置。
【背景技术】
[0002]随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。插接式母线槽作为一种新型配电导线应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出它的优越性。在电力配电系统中，母线接头节点由于长期运行在空气中以及受周围环境温湿度的影响，会出现热胀冷缩、表面结垢、氧化或腐蚀，导致接点松动接触不良，特别是在一些大型建筑内(如大型厂房、超高层楼宇等)，母线槽安装位置人工往往无法监测的情况下，一旦运行中的母线接头出现温度异常过热，将可能导致火灾或重大安全及质量事故，给企业带来巨大的、无可弥补的人身伤亡和经济财产损失。
[0003]现有技术提供一种母线管理系统，其工作原理参见图2。该现有的母线管理系统存在的缺陷有:通过简单的后台控制系统进行监控报警，报警信息不全、报警方式单一;各项性能指标为EMC3或者更低的设计，可靠性方面变弱。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种新型的智能母线管理系统，该系统能在无人工干预的情况下24小时实时准确的监测母线的工作状况，报警信息全面、报警方式多样，而且能在恶劣环境中可靠工作。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案:
[0006]—种新型的智能母线管理系统，包括中央处理单元、显示模块、RS485通讯模块、EEPROM存储模块、时钟模块、后台监控系统、温度采集模块、第一电源模块、第二电源模块、第一报警模块、第二报警模块，其特征在于，
[0007]所述智能母线管理系统还包括:母线压差采集模块、母线电流采集模块、母线电压采集模块、FLASH存储模块、EMC抗干扰模块、GPRS无线模块、云服务数据处理中心、APP和短信处理模块，其中，
[0008]所述EMC抗干扰模块和所述第一电源模块连接外部电源，
[0009]所述EMC抗干扰模块连接所述第二电源模块，为所述第二电源模块提供电源；
[0010]所述第一电源模块连接所述中央处理单元、所述显示模块、所述RS485通讯模块、所述FLASH存储模块、所述EEPROM存储模块、所述时钟模块、所述第一报警模块以及所述温度采集模块，为所述中央处理单元、所述显示模块、所述RS485通讯模块、所述FLASH存储模块、所述EEPROM存储模块、所述时钟模块、所述第一报警模块以及所述温度采集模块提供电源；
[0011]所述第二电源模块连接所述后台监控系统和所述第二报警模块，为所述后台监控系统和所述第二报警模块提供电源；
[0012]所述中央处理单元与所述温度采集模块、所述母线电压采集模块、所述母线压差采集模块、所述母线电流采集模块、所述RS485通讯模块、所述显示模块、所述EEPROM存储模块、所述FLASH存储模块、所述时钟模块以及所述第一报警模块连接，控制与其连接的各模块的工作；
[0013]所述后台监控系统与所述RS485通讯模块、所述第二报警模块以及所述GPRS无线模块连接；
[0014]所述GPRS无线模块连接到所述云服务数据处理中心，所述云服务处理中心连接到所述APP和短信处理模块。
[0015]优选地，其中:
[0016]所述温度采集模块用于采集母线温度，所述母线电压采集装置用于采集母线电压，所述母线压差采集装置用于采集母线压差，所述母线电流采集装置用于采集母线电流，
[0017]所述温度采集模块、所述母线电压采集模块、所述母线压差采集模块以及所述母线电流采集模块连接到所述中央处理单元，用于将采集到的母线温度、母线电压、母线压差及母线电流提供至所述中央处理单元，所述中央处理单元对接收到的数据进行处理，计算得到母线温度、母线电压、母线压差、母线电流、母线阻抗、母线电抗和母线交流电阻；
[0018]所述中央处理单元连接到所述显示模块，用于将处理好的数据传送至所述显示模块进行数据显示；
[0019]所述中央处理单元连接到所述RS485通讯模块，用于通过所述RS485总线将处理好的数据和告警数据传送至所述后台监控系统；
[0020]所述中央处理单元还用于将报警信息发送至第一报警模块进行报警。
[0021]优选地，其中:
[0022]所述后台监控系统用于将接收到的数据进行曲线绘制、报表制作和历史数据存储，并将包含报警数据的实时数据通过所述GPRS无线模块发送至所述云服务数据处理中心，将报警数据发送至所述第二报警模块进行报警。
[0023]优选地，其中:
[0024]所述云服务处理中心用于将接收到数据进行分析诊断，得到包含母线工作质量、能耗质量和e因数的分析诊断数据，并将所述分析诊断数据通过所述APP和短信处理模块发送给一个或多个用户。
[0025]优选地，其中:
[0026]所述用户接收所述分析诊断数据的方式为APP客户端接收或手机短信接收。
[0027]优选地，其中:
[0028]所述FLASH存储模块用于存储至少包括母线温度、母线电压、母线压差、母线电流、母线阻抗、母线电抗、母线交流电阻以及报警信息在内的数据信息。
[0029]优选地，其中:
[0030]所述FLASH存储模块采用W25Q80BVSIG通过SPI总线接口与中央处理单元连接。
[0031]优选地，其中:
[0032]所述EEPROM存储模块用于存储系统参数，采用AT24C64通过I2C接口与中央处理单元连接。
[0033]优选地，其中:
[0034]所述时钟模块采用PCF85163芯片实现，与所述中央处理单元采用I2C总线通讯，所述时钟模块包含万年历。
[0035]与现有技术相比，本申请所述的方法，达到了如下效果:
[0036]第一，本实用新型所提供的智能母线管理系统能在无人干预的情况下，24小时实时准确的监测母线的工作状况，通过对母线压差、母线电流、母线电压的监测，利用相应的算法可以得到母线的阻抗、电抗、交流电阻、母线功率、母线功率等因数，通过上述计算的数据检测母线安全状况，为后续告警和数据分析提供依据。
[0037]第二、本实用新型所提供的智能母线管理系统中利用大容量FLASH存储技术存储母线温度、压差、电流、电压、交流电阻、阻抗、电抗、功率、功率因数等历史数据，用于现场故障和能耗的数据分析。
[0038]第三，本实用新型所提供的智能母线管理系统，利用云服务技术实现远程数据分析管理，云服务数据处理中心收集各个现场的实时数据，然后通过相应的算法分析诊断现场母线工作质量、能耗质量和e因数(e因数反应现场母线的质量，它以百分比的形式表示，百分比越大说明母线本身质量越优良)，分析诊断的数据通过GPRS技术和GSM短信技术发到用户手机上，用户可以通过APP软件在手机上观察现场各个母线的工作质量、能耗质量和e因数，重要的告警信息会通过APP软件控制手机震动和声音报警，如果用户没登录APP软件云服务数据处理中心会通过GSM短信技术发给用户同时也会伴有手机震动和声音报警。
[0039]第四，本实用新型所提供的智能母线管理系统，不仅能产生各种告警，而且还具有母线温度、压差、电流、电压、交流电阻、阻抗、电抗、功率、功率因数的历史数据的存储、历史数据曲线的绘制、历史数据的报表打印等功能；用户通过告警信息及时排除故障，避免重大的事故发生；用户还可以通过对历史问题数据进行分析，一方面可以找出故障问题的发生原因，另一方面还可以对用电能耗方面提供可靠的管理依据;历史数据曲线使用户非常直观的看见数据的变化趋势，报表功能方便各部门之间的沟通交流。
【附图说明】
[0040]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0041]图1为本实用新型的所述一种新型的智能母线管理系统的原理框图；
[0042]图2为现有技术中母线管理系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0043]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0044]实施例1
[0045]参见图1所示为本申请所述一种新型的智能母线管理系统的原理框图，包括中央处理单元3、显示模块1、RS485通讯模块6、EEPR0M存储模块8、时钟模块9、后台监控系统12、温度采集模块20、第一电源模块2、第二电源模块14、母线压差采集模块4、母线电流采集模块5、母线电压采集模块21、FLASH存储模块7、EMC抗干扰模块10、第一报警模块11、第二报警模块13，GPRS无线模块16、云服务数据处理中心17、APP和短信处理模块19，其中，
[0046]所述EMC抗干扰模块10和所述第一电源模块2连接外部电源，
[0047 ]所述EMC抗干扰模块1连接所述第二电源模块14，为所述第二电源模块14提供电源；
[0048]所述第一电源模块2连接所述中央处理单元3、所述显示模块1、所述RS485通讯模块6、所述FLASH存储模块7、所述EEPROM存储模块8、所述时钟模块9、所述第一报警模块11以及所述温度采集模块20，为所述中央处理单元3、所述显示模块1、所述RS485通讯模块6、所述FLASH存储模块7、所述EEPROM存储模块8、所述时钟模块9、所述第一报警模块11以及所述温度采集模块20提供电源；
[0049]所述第二电源模块14连接所述后台监控系统12和所述第二报警模块13，为所述后台监控系统12和所述第二报警模块13提供电源；
[0050]所述中央处理单元3与所述温度采集模块20、所述母线电压采集模块21、所述母线压差采集模块4、所述母线电流采集模块5、所述RS485通讯模块6、所述显示模块1、所述EEPROM存储模块8、所述FLASH存储模块7、所述时钟模块9以及所述第一报警模块11连接，控制与其连接的各模块的工作；
[0051]所述后台监控系统12与所述RS485通讯模块6、所述第二报警模块13以及所述GPRS无线模块16连接；
[0052]所述GPRS无线模块16连接到所述云服务数据处理中心17，所述云服务处理中心连接到所述APP和短信处理模块19。
[0053]上述温度采集模块20用于采集母线温度，上述母线电压采集装置用于采集母线电压，上述母线压差采集装置用于采集母线压差，上述母线电流采集装置用于采集母线电流。上述温度采集模块20、上述母线电压采集模块21、上述母线压差采集模块4以及上述母线电流采集模块5连接到上述中央处理单元3，用于将采集到的母线温度、母线电压、母线压差及母线电流提供至上述中央处理单元3，上述中央处理单元3对接收到的数据进行处理，计算得到母线温度、母线电压、母线压差、母线电流、母线阻抗、母线电抗和母线交流电阻。中央处理单元3连接到上述显示模块I，用于将处理好的数据传送至上述显示模块I进行数据显示；中央处理单元3连接到上述RS485通讯模块6，用于通过RS485总线将处理好的数据和告警数据传送至上述后台监控系统12;中央处理单元3还用于将报警信息发送至第一报警模块11进行报警。
[0054]上述后台监控系统12用于将接收到的数据进行曲线绘制、报表制作和历史数据存储，并将包含报警数据的实时数据通过所述GPRS无线模块16发送至所述云服务数据处理中心17，将报警数据发送至所述第二报警模块13进行报警。
[0055]上述云服务处理中心用于将接收到数据进行分析诊断，得到包含母线工作质量、能耗质量和e因数的分析诊断数据，并将所述分析诊断数据通过所述APP和短信处理模块19发送给一个或多个用户。用户接收所述分析诊断数据的方式为APP客户端接收或手机短信接收。
[0056]本实用新型的智能母线管理系统中的FLASH存储模块7用于存储至少包括母线温度、母线电压、母线压差、母线电流、母线阻抗、母线电抗、母线交流电阻以及报警信息在内的数据信息。由于FLASH存储有大量的历史数据SOE告警信息，因此可方便以后追溯查阅。该FLASH存储模块7采用W25Q80BVSIG通过SPI总线接口与中央处理单元3连接J25Q80BVSIG可反复擦写10万次，数据可以掉电保存20年。
[0057]本实用新型的智能母线管理系统中的EEPROM存储模块8用于存储系统参数，采用AT24C64通过I2C接口与中央处理单元3连接。AT24C64的数据可以反复擦写100万次，数据可以掉电保存100年。
[0058]本实用新型的智能母线管理系统中的时钟模块9采用PCF85163芯片实现，与所述中央处理单元3采用I2C总线通讯，该时钟模块9还包含万年历。
[0059]实施例2
[0060]以图1所示实施例为例，以下对本实用新型的智能母线管理系统的应用进行说明。[0061 ] 85V-265V交流或者直流电15为EMC抗干扰模块10和第二电源模块14提供85V-265V交流或者直流电；EMC抗干扰模块10为第一电源模块2提供滤除100KH以上干扰信号的干净可靠的85V-265V交流或者直流电。第一电源模块2为显示模块1、中央处理单元3、RS485通讯模块6、FLASH存储模块7、EEPROM存储模块8、时钟模块9、报警模块11提供+5V直流电源，为温度采集模块20提供+27V直流电源。第二电源模块14为后台监控系统12和报警模块13提供220V交流电源。
[0062]工作时，母线压差采集模块4、母线电流采集模块5、温度采集模块20、母线电压采集模块21把采集的母线压差、母线电流、母线电压和母线温度数据交给中央处理单元3，中央处理单元3利用相应的算法进行相应的处理，从而得到母线阻抗、母线电抗、母线交流电阻、母线压差、母线电流、母线电压和母线温度，然后送入显示模块I进行数据显示，与此同时中央处理单元3通过RS485通讯模块6把处理好的数据和告警数据传给远方的后台监控系统12，后台监控系统12通过得到的数据进行曲线绘制、报表制作和历史数据存储，后台监控系统12把实时数据通过GPRS无线模块16发给云服务数据处理中心17，云服务数据处理中心17把收集到的现场实时数据通过相应的算法分析诊断得到现场母线工作质量、能耗质量和e因数，云服务数据处理中心17把这些分析数据通过APP和短信处理模块19发给用户或者多用户18。如果有报警信息存在中央处理单元3中，中央处理单元将发送命令给第一报警模块11进行报警;与此同时后台监控系统12将发送命令给第二报警模块13进行报警。重要的告警信息云服务数据处理中心17会通过APP和短信处理模块19控制用户或者多用户18手机APP软件实现震动和声音报警;如果用户没登录APP软件，云服务数据处理中心17会通过APP和短信处理模块19利用GSM短信技术发给用户，同时也会伴有手机震动和声音报警。
[0063]通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是:
[0064]第一，本实用新型所提供的智能母线管理系统能在无人干预的情况下，24小时实时准确的监测母线的工作状况，通过对母线压差、母线电流、母线电压的监测，利用相应的算法可以得到母线的阻抗、电抗、交流电阻、母线功率、母线功率等因数，通过上述计算的数据检测母线安全状况，为后续告警和数据分析提供依据。
[0065]第二、本实用新型所提供的智能母线管理系统中利用大容量FLASH存储技术存储母线温度、压差、电流、电压、交流电阻、阻抗、电抗、功率、功率因数等历史数据，用于现场故障和能耗的数据分析。
[0066]第三，本实用新型所提供的智能母线管理系统，利用云服务技术实现远程数据分析管理，云服务数据处理中心收集各个现场的实时数据，然后通过相应的算法分析诊断现场母线工作质量、能耗质量和e因数(e因数反应现场母线的质量，它以百分比的形式表示，百分比越大说明母线本身质量越优良)，分析诊断的数据通过GPRS技术和GSM短信技术发到用户手机上，用户可以通过APP软件在手机上观察现场各个母线的工作质量、能耗质量和e因数，重要的告警信息会通过APP软件控制手机震动和声音报警，如果用户没登录APP软件云服务数据处理中心会通过GSM短信技术发给用户同时也会伴有手机震动和声音报警。
[0067]第四，本实用新型所提供的智能母线管理系统，不仅能产生各种告警，而且还具有母线温度、压差、电流、电压、交流电阻、阻抗、电抗、功率、功率因数的历史数据的存储、历史数据曲线的绘制、历史数据的报表打印等功能；用户通过告警信息及时排除故障，避免重大的事故发生；用户还可以通过对历史问题数据进行分析，一方面可以找出故障问题的发生原因，另一方面还可以对用电能耗方面提供可靠的管理依据;历史数据曲线使用户非常直观的看见数据的变化趋势，报表功能方便各部门之间的沟通交流。
[0068]本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0069]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种新型的智能母线管理系统，包括中央处理单元、显示模块、RS485通讯模块、EEPROM存储模块、时钟模块、后台监控系统、温度采集模块、第一电源模块、第二电源模块、第一报警模块、第二报警模块，其特征在于， 所述智能母线管理系统还包括:母线压差采集模块、母线电流采集模块、母线电压采集模块、FLASH存储模块、EMC抗干扰模块、GPRS无线模块、云服务数据处理中心、APP和短信处理模块，其中， 所述EMC抗干扰模块和所述第一电源模块连接外部电源， 所述EMC抗干扰模块连接所述第二电源模块，为所述第二电源模块提供电源； 所述第一电源模块连接所述中央处理单元、所述显示模块、所述RS485通讯模块、所述FLASH存储模块、所述EEPROM存储模块、所述时钟模块、所述第一报警模块以及所述温度采集模块，为所述中央处理单元、所述显示模块、所述RS485通讯模块、所述FLASH存储模块、所述EEPROM存储模块、所述时钟模块、所述第一报警模块以及所述温度采集模块提供电源；所述第二电源模块连接所述后台监控系统和所述第二报警模块，为所述后台监控系统和所述第二报警模块提供电源； 所述中央处理单元与所述温度采集模块、所述母线电压采集模块、所述母线压差采集模块、所述母线电流采集模块、所述RS485通讯模块、所述显示模块、所述EEPROM存储模块、所述FLASH存储模块、所述时钟模块以及所述第一报警模块连接，控制与其连接的各模块的工作； 所述后台监控系统与所述RS485通讯模块、所述第二报警模块以及所述GPRS无线模块连接； 所述GPRS无线模块连接到所述云服务数据处理中心。2.根据权利要求1所述新型的智能母线管理系统，其特征在于， 所述温度采集模块用于采集母线温度，所述母线电压采集装置用于采集母线电压，所述母线压差采集装置用于采集母线压差，所述母线电流采集装置用于采集母线电流， 所述温度采集模块、所述母线电压采集模块、所述母线压差采集模块以及所述母线电流采集模块连接到所述中央处理单元，用于将采集到的母线温度、母线电压、母线压差及母线电流提供至所述中央处理单元，所述中央处理单元对接收到的数据进行处理，计算得到母线温度、母线电压、母线压差、母线电流、母线阻抗、母线电抗和母线交流电阻； 所述中央处理单元连接到所述显示模块，用于将处理好的数据传送至所述显示模块进行数据显示； 所述中央处理单元连接到所述RS485通讯模块，用于通过所述RS485总线将处理好的数据和告警数据传送至所述后台监控系统； 所述中央处理单元还用于将报警信息发送至第一报警模块进行报警。3.根据权利要求1所述新型的智能母线管理系统，其特征在于， 所述FLASH存储模块采用W25Q80BVSIG通过SPI总线接口与中央处理单元连接。4.根据权利要求1所述新型的智能母线管理系统，其特征在于， 所述EEPROM存储模块用于存储系统参数，采用AT24C64通过I2C接口与中央处理单元连接。5.根据权利要求1?4之任一所述新型的智能母线管理系统，其特征在于， 所述时钟模块采用PCF85163芯片实现，与所述中央处理单元采用I2C总线通讯，所述时钟模块包含万年历。
【文档编号】G01D21/02GK205539221SQ201521105618
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年12月27日
【发明人】秦玉杰, 梁东, 李伟, 孙晓宇
【申请人】北京易艾斯德科技有限公司