物联网智能断路器的制作方法

本实用新型涉及一种低压断路器，尤其涉及一种基于物联网的智能断路器。

背景技术：

断路器是配电系统最重要的开关电器设备之一，主要用于线路的接通、分断和对系统中各种故障进行保护，现今，随着我国智能电网和物联网的发展，电力系统对断路器的要求也越来越高，传统断路器存在功能单一、非智能、不具有网络通讯功能、无法进行远程监控与控制的问题。

目前市场上常见的低压断路器属于第二代断路器产品，功能单一仅具有基本保护功能。随着智能电网建设的需要，作为终端电器的断路器迫切需要增加交流参数测量功能，便于系统进行用电大数据分析；物联网的发展迫切需要断路器具备通讯功能，但市场上现有的各种断路器仍无法满足现今我国电网建设的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对目前技术不足，提供一种物联网智能断路器，具有多种数据测量，并接入网络，能够实现远程测量、控制、故障预测、故障远程诊断等功能。

为了实现这一目的，本实用新型的技术方案如下：

物联网智能断路器，包括交流参数检测单元，人机交互单元、本地通信单元、信息安全模块、无线通信单元、实时时钟、存储单元、中央处理器单元，其特征在于交流参数检测单元采集三相电流、电压信号，交流参数检测单元与中央处理器单元连接；中央处理器单元还与人机交互单元、本地通信单元、信息安全模块、无线通信单元、实时时钟、存储单元连接；中央处理器单元通过无线通讯单元、本地通讯单元接收数据，数据送入信息安全模块。

中央处理器单元将数据发送给信息安全模块，信息安全模块返回加密数据给中央处理器单元，中央处理器单元将加密数据通过无线通讯单元、本地通讯单元发送给客户端。信息安全模块也能将解密后的数据传输给中央处理器单元。

所述的交流参数检测单元由电流信号调理电路、电压信号调理电路、计量芯片u5和晶体振荡器cr1组成，三相电流互感器j1的输出与电流信号调理电路连接，电流信号调理电路与计量芯片u5连接；三相电压与电压信号调理电路连接，电压信号调理电路与计量芯片u5连接。

由三相电流互感器j1、电阻r10、r11、r12、r13、r14、r15、r19、r20、r21、r22、r23、r24和电容c11、c12、c13、c14、c15、c16构成的电流信号调理电路，电阻r7、r8、r9和电容c7、c8、c9构成电压信号调理电路。

所述的本地通信单元包括红外通讯电路、rs485通讯电路，红外通讯电路由电阻r1、r2、r5、r6、电容c1、三极管t1、t2、红外发生管led1、红外接收头u2构成，红外通讯电路与微处理器u3连接；rs485通讯电路由接口芯片u1、tvs二极管d1、d2构成，接口芯片u1与微处理器u3相应管脚连接。

所述的信息安全模块为智能电能表安全芯片。

本实用新型具有三相电压、电流、有功、无功测量功能，并且具备了无线通讯、485、红外通讯可以方便的接入网络，利用物联网技术可以实现远程测量、控制、故障预测、故障远程诊断功能。

附图说明

图1本实用新型的原理框图。

图2本实用新型的中央处理器单元与人机交互模块连接的电路图。

图3为微处理器u5的电路连接示意图。

图4为电流信号调理电路图。

图5为电压信号调理电路图。

图6是信息安全模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的原理及实施方式作进一步具体说明。

如图1-图6所示，本实用新型包括交流参数检测单元，人机交互单元、本地通信单元、信息安全模块、无线通信单元、实时时钟、存储单元、中央处理器单元，中央处理器单元由微处理器u3构成，采用32位arm处理器stm32f030。三相电流互感器j1、电阻r10、r11、r12、r13、r14、r15、r19、r20、r21、r22、r23、r24、电容c11、c12、c13、c14、c15、c16构成的电流信号调理电路、电阻r7、r8、r9、电容c7、c8、c9构成的电压信号调理电路、计量芯片u5、晶体振荡器cr1，三相电流互感器j1的输出与电流信号调理电路连接，电流信号调理电路与计量芯片u5连接；三相电压与电压信号调理电路连接，电压信号调理电路与计量芯片u5连接。计量芯片u5测量计算三相电压、电流、有功功率、无功功率等参数，计量芯片u5采用spi总线与微处理器u3连接，微处理器u3定时读取计量芯片u5的测量数据。

无线通讯单元由gprs通讯模块m1构成，gprs通讯模块m1与微处理器u3的通讯口连接。

本地通讯单元包括红外通讯电路、rs485通讯电路，红外通讯由电阻r1、r2、r5、r6、电容c1、三极管t1、t2、红外发生管led1、红外接收头u2构成，红外通讯电路与微处理器u3连接；rs485通讯电路由接口芯片u1、tvs二极管d1、d2构成，接口芯片u1与微处理器u3相应管脚连接。

实时时钟采用时钟芯片u4，时钟芯片u4与微处理器u3连接。

存储单元由存储芯片u6构成，存储芯片u6与微处理器u3连接，存储芯片u6采用eeprom存储器at24c512。

按键s1、s2、s3、s4、s5、s6，液晶显示器ic1构成人机交互单元，与微处理器u3连接，液晶显示器ic1显示各类数据信息，与按键配合可输入设置设备参数。

信息安全模块为智能电能表安全芯片u7esam，微处理器u3通过gprs通讯模块m1、rs485通讯电路或红外通讯电路接收数据，数据送入智能电能表安全芯片u7，u7返回解密后的数据给微处理器u3；微处理器u3将数据发送给u7，u7返回加密数据给中央处理器单元，微处理器u3将加密数据通过无线通讯单元、本地通讯单元发送出去。

本实用新型具有三相电压、电流、有功、无功测量功能，并且具备了无线通讯、485、红外通讯可以方便的接入网络，利用物联网技术可以实现远程测量、控制、故障预测、故障远程诊断功能。

技术特征：

1.物联网智能断路器，包括交流参数检测单元，人机交互单元、本地通信单元、信息安全模块、无线通信单元、实时时钟、存储单元、中央处理器单元，其特征在于交流参数检测单元采集三相电流、电压信号，交流参数检测单元与中央处理器单元连接；中央处理器单元还与人机交互单元、本地通信单元、信息安全模块、无线通信单元、实时时钟、存储单元连接；中央处理器单元通过无线通讯单元、本地通讯单元接收数据，数据送入信息安全模块。

2.根据权利要求1所述的物联网智能断路器，其特征在于所述的交流参数检测单元由电流信号调理电路、电压信号调理电路、计量芯片u5和晶体振荡器cr1组成，三相电流互感器j1的输出与电流信号调理电路连接，电流信号调理电路与计量芯片u5连接；三相电压与电压信号调理电路连接，电压信号调理电路与计量芯片u5连接。

3.根据权利要求2所述的物联网智能断路器，其特征在于由三相电流互感器j1、电阻r10、r11、r12、r13、r14、r15、r19、r20、r21、r22、r23、r24和电容c11、c12、c13、c14、c15、c16构成电流信号调理电路，所述的电压信号调理电由电阻r7、r8、r9和电容c7、c8、c9构成。

4.根据权利要求1所述的物联网智能断路器，其特征在于所述的本地通信单元包括红外通讯电路、rs485通讯电路，红外通讯电路由电阻r1、r2、r5、r6、电容c1、三极管t1、t2、红外发生管led1、红外接收头u2构成，红外通讯电路与微处理器u3连接；rs485通讯电路由接口芯片u1、tvs二极管d1、d2构成，接口芯片u1与微处理器u3相应管脚连接。

5.根据权利要求1所述的物联网智能断路器，其特征在于所述的信息安全模块为智能电能表安全芯片。

技术总结
本实用新型涉及一种物联网智能断路器。包括交流参数检测单元，人机交互单元、本地通信单元、信息安全模块、无线通信单元、实时时钟、存储单元、中央处理器单元，其特征在于交流参数检测单元采集三相电流、电压信号，交流参数检测单元与中央处理器单元连接；中央处理器单元还与人机交互单元、本地通信单元、信息安全模块、无线通信单元、实时时钟、存储单元连接；中央处理器单元通过无线通讯单元、本地通讯单元接收数据，数据送入信息安全模块。本实用新型具有三相电压、电流、有功、无功测量功能，并且具备了无线通讯、485、红外通讯可以方便的接入网络，利用物联网技术可以实现远程测量、控制、故障预测、故障远程诊断功能。

技术研发人员：丁文军
受保护的技术使用者：杭州天目电力科技有限公司
技术研发日：2020.07.30
技术公布日：2021.03.30