一种用于智能配电柜iPanel的综合环境监控装置的制作方法

本实用新型涉及配电技术领域，特别是涉及一种用于智能配电柜iPanel的综合环境监控装置，用于电力环境状态的模拟量采集、处理，并通过总线接口传递给监控系统。

背景技术：

在低压配电领域，智能配电柜逐步被认可，并快速发展。电力参数的检测已经被普遍推广，配合后台监控组网，完成了基本的智能配电需求。但是随着低压配电更高的安全可靠及运行维护的新需求，仅仅是电力参数的监控已经不能满足某些用电场合的需求。在一些环境温湿度较大的场所或地区，如我国北方地区、沿海城市、海岛等地，要求配电柜具备温湿度监测与控制能力。在一些对安全可靠要求极高的重要场所，要求配电柜具备探测烟雾能力与温度探测器一起配合预警报警，保障供电设施的安全运行。

目前配电柜环境监控功能的实现主要是加装温湿度控制器，由温湿度控制器进行温湿度采集，并根据设定值控制加热器和风扇运行，达到检测和控制温湿度的目的。这种方式功能较为单一，智能化、可视化程度较低，对安全可靠并无太大保证。如果要求配电柜有其他环境信息监控的话，需求再增加相应的功能产品模块，比如需要烟雾探测时，就要增加烟雾探测器。这样就造成多个节点需要接入总线，浪费总线资源。同时由于环境信息参数相对较少，影响数据传输的实效性，同时在通讯速率不能兼容时，会更加麻烦，对于环境监控系统的成本也会增加，致使配电柜整柜没有竞争力。

技术实现要素：

本实用新型针对现有配电柜对环境信息监控不足的缺陷，提供一种用于智能配电柜iPanel的综合环境监控装置，将温度、湿度、凝露、烟雾等环境信息通过同一装置采集处理，并将采集的信息及时传送给上级系统；仅需要一个控制器即可完成所有环境信息的监测，大大降低成本，同时提高环境监控的实时性。

本实用新型的技术方案是：

1.一种用于智能配电柜iPanel的综合环境监控装置，其特征在于，包括核心板模块、传感器模块、控制输出模块、通讯模块、配置模块；所述核心板模块分别连接传感器模块、控制输出模块、通讯模块、配置模块；所述核心板模块包括MCU主控制器，用于计算与控制，接收来自传感器模块采集的模拟信号，输出数字信号给控制输出模块，并通过通讯模块上传至监控平台，所述传感器模块具有用于连接环境监测传感器的接口，用于采集环境监测信息，所述配置模块用于参数配置，实现人机交互。

2.所述传感器模块具有温度传感器、湿度传感器、凝露传感器和/或烟雾传感器的接口，所述传感器本体为外置式。

3.所述核心板模块还包括24V直流电源，用于为整个设备供电。

4.所述传感器模块包括AD采样芯片，所述AD采样芯片将传感器采集的模拟信号转换为数字信号，并通过SPI总线传送给核心板模块。

5.所述控制输出模块用于数字量的输出，包括驱动电路和电磁隔离继电器，由核心板模块控制信号的输出。

6.所述控制输出模块为无源干接点。

7.所述配置模块包括分别与核心板模块连接的拨码开关电路和按键电路；所述拨码开关电路包括拨码开关S1、S2,用于配置设备通讯地址及通讯速率；所述按键电路包括按键K1、K2，用于复位重启、升级调试以及组合使用用于配置参数。

8.所述配置模块还包括与核心板模块连接的指示灯电路，所述指示灯电路包括LED指示灯，用于指示设备状态。

9.所述配置模块还包括与核心板模块Reset引脚连接的看门狗电路，用于意外死机时的复位。

10.所述通讯模块采用RS485总线，通过双绞线与上级系统连接，通讯模块由核心板模块通过UART接口控制。

本实用新型的技术效果：

本实用新型提供的一种用于智能配电柜iPanel的综合环境监控装置，将温度、湿度、凝露、烟雾等环境信息通过同一装置采集处理，同时将采集的信息及时传送给上级系统；仅需要一个控制器即可完成所有环境信息的监测，大大降低成本，同时提高环境监控的实时性。

本实用新型的装置可与显示装置相连接，在本地触摸屏上提供当前配电柜的环境信息，同时可以在触摸屏上配置装置参数，装置可提供6路继电器输出，主要用于风扇、加热器、压缩机等改善柜内环境的设备启动与停止，实现智能化，也可用于报警指示灯或蜂鸣器。上述优点大大提高了本实用新型在智能配电柜中应用的优势。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的传感器模块电路原理图。

图3是本实用新型的控制输出模块电路原理图。

图4是本实用新型的配置模块电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的智能配电柜iPanel的综合环境监控装置的实施例作进一步说明。

如图1所示，是本实用新型智能配电柜iPanel的综合环境监控装置的原理框图。包括核心板模块、传感器模块、控制输出模块、通讯模块、配置模块；核心板模块分别连接传感器模块、控制输出模块、通讯模块、配置模块；核心板模块包括MCU主控制器，用于计算与控制，接收来自传感器模块采集的模拟信号，输出数字信号给控制输出模块，并通过通讯模块上传至监控平台，传感器模块具有用于连接环境监测传感器的接口，用于采集环境监测信息，配置模块用于实现人机交互。核心板模块还包括24V直流电源，用于为整个设备供电。本实用新型实施例的传感器模块具有温度传感器、湿度传感器、凝露传感器和/或烟雾传感器的接口，而传感器本体为外置式，例如，想测量温度时，在相应的接口连接温度传感器即可。如图2所示，是本实用新型的传感器模块电路原理图。传感器模块包括防护滤波电路、运算放大电路、ADC采样芯片AD7606。本实施例中，以温度采集为例展示了传感器模块的电路，图2中JP1为外部接线端子，T1为输出的第一路温度。温度传感器接到端子JP1上后，与防护滤波电路的输入端T1+、T1-连接，先经过高频电感L1、L2滤波，再经过TVS管防护；再连接电桥测电阻电路，将电阻信号转换为电压信号，再经过运算放大电路放大，再经过RC滤波电路，得到用于ADC的模拟信号；ADC采样芯片连接模拟信号输出端T1，将模拟信号采集转换为数字信号，通过SPI串行接口传送给核心板模块，用计算分析得到最终的温度。湿度、凝露、烟雾传感器与此类似，可认为是相同原理。

如图3所示，是本实用新型的控制输出模块电路原理图。控制输出模块用于输出数字量，控制继电器的动作，包括驱动电路和电磁隔离继电器，由核心板模块控制信号的输出。开出部分由核心板模块控制继电器输出开出信号。首先经过驱动电路，再驱动具有电磁隔离的继电器。控制输出模块为干接点，且具备接口功率大的特点，因此可以兼容不同规格的交直流设备，监控系统可以通过控制输出模块启动或关闭该设备，改善环境状况。控制输出模块的输入端DO1、DO2、DO3与核心板模块连接，由核心板模块提供数字控制信号，对应的输出端RL11、RL12、RL21、RL22、RL31、RL32根据输入端的变化，通过电平或脉冲方式完成对外部设备的控制。

如图4所示，是本实用新型的配置模块电路原理图。配置模块包括指示灯电路、按键电路及拨码开关电路；指示灯电路中LED P_K、COM1、COM2、BAKK端与核心板模块连接，指示灯D1用于指示设备状态，D2、D3用于指示通讯状态，D4用于指示调试配置状态。按键电路中KEY1、KEY2端与核心板模块连接，当按键被按下时KEY1、KEY2端由高电平变为低电平，MCU根据电平持续时间判断按键执行目的。K1、K2即可用于复位重启、升级调试，又可以组合使用用于配置参数。拨码开关电路中ADC1_IN4、ADC1_IN5端与核心板模块连接，拨动拨码开关位置用于配置设备通讯地址及通讯速率，其获取信息方式另辟蹊径，通过改变ADC1_IN4、ADC1_IN5端电压，结合ADC采样方式获取拨码位置，从而分析出二进制数据，在仅有两个IO口的情况下获取8位数据信息。

另外，配置模块还包括与核心板模块Reset引脚连接的看门狗电路，用于意外死机时的复位。

通讯模块是装置与上级系统沟通的部分，通讯模块采用RS485接口，核心板模块通过UART接口对其进行控制，将所采集到的环境信息数据通过通讯模块出送给上级系统，上级系统指令通过RS485接口可以对控制输出模块进行操作。

以上实施案例中，仅是本实用新型的一种举例，对于相关技术领域的人员来说，在具体实施方式及应用范围上仍然可以对本实用新型创造进行修改或者等同替换；综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。