本实用新型涉及电能质量检测领域，具体的涉及一种基于电力线载波通信的电能质量检测系统。
背景技术：
现在电网系统使用的电能质量检测系统普遍采用485方式、GPRS方式和短距离无线通讯方式，485方式是一个采集设备通过485的方式连接电表采集电能质量数据，然而对于采集范围大且分散的小区，施工布线将成为实施的最大障碍；而GPRS方式对于小区、厂区这种高密度大量部署环境后期运营成本相对较高；很多密集小区或者遮挡物较多的厂区而由于短距离无线通信受物体遮挡影响，信号衰减严重，天线的安装位置需要现场测试，而一旦天线损坏或移动位置后严重影响通讯效果。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种基于电力线载波通信的电能质量检测系统。
本实用新型采用的技术方案是：
一种基于电力线载波通信的电能质量检测系统，其特征在于:包括终端、中继、网关以及进行数据分析处理的服务器，所述终端安装在用户侧，以用于检测电能参数和非电能参数并通过载波与网关通讯，所述中继设置在电表箱内，作为终端和网关之间的转发节点，所述网关设置在台区变压器处，以用于接收台区所有终端和中继上传的数据并通过互联网与服务器通讯；
所述终端包括第一电源模块、以及由第一电源模块供电的第一MCU、第一载波模块、单相电力信号采集模块以及第一温度信号采集模块，所述第一载波模块与第一MCU相连以用于转换载波信与数字信号；所述单相电力信号采集模块一端与第一电源模块相连，另一端与第一MCU相连，以用于将测得的单相电压电流值发送给第一MCU；所述第一温度信号采集模块与第一MCU相连以用于反馈温度数据；
所述中继包括第二电源模块、以及由第二电源模块供电的第二MCU、第二载波模块、三相电力信号采集模块和第二温度信号采集模块，所述第二载波模块与第二MCU相连以用于转换载波信与数字信号；所述三相电力信号采集模块一端与第二电源模块相连，另一端与第二MCU相连，以用于将测得的三相电压电流值发送给第二MCU；所述第二温度信号采集模块与第二MCU相连以用于反馈温度数据；
所述网关包括第三电源模块、第三MCU、第三载波模块、无线通信模块、显示屏和按键，所述第三电源模块为第三MCU、第三载波模块、无线通信模块和显示屏供电，所述第三载波模块与第三MCU相连以用于转换载波信与数字信号，所述无线通信模块与第三MCU相连以用于与服务器通信，所述显示屏和按键皆与第三MCU相连以用于实现本地人机交互。
进一步的，所述网关还包括与第三MCU连接的SD卡模块、以太网接口和USB接口模块,所述SD卡模块和USB接口模块用于导出本地数据，所述以太网接口用于连接有线互联网。
进一步的，所述无线通信模块采用3G、4G、GPRS模块中的一种或多种。
优选的，所述第一载波模块、第二载波模块、第三载波模块皆采用ST7580载波模块。
其中，所述ST7580载波模块包括MCU、ST5780芯片以及变压器，所述MCU设置有RXD、TXD接口，以用于与第一MCU、第二MCU、第三MCU通讯，MCU通过串口与ST5780芯片相连,所述ST5780芯片通过变压器与220V电源端相连以用于收发电力线上的载波信号。
本实用新型的有益效果：
本系统采用终端-中继-网关-云服务器的四级架构设计，并使用电力载波通信作为终端-中继-网关之间的通讯手段，无需布置485线和无线天线等设施，安装施工方便，同时减少了施工布线的人工及材料投入、施工难度低、维护方便。
终端安装在用户室内，监测用户电力线上电压、电流、谐波分量、电压闪变、RMS电压和电流功率因数、线路频率、漏电流等电量参数并通过温度传感器采集电力线缆温度等非电量参数，中继安装于电表箱内用于采集电表箱处电参量和非电参量，同时作为终端和网关之间的转发节点，网关汇集台区所有终端和中继发送的数据处理后打包发送至服务器，整体架构科学合理，用户可通过后台系统很方便的进行电能质量及温度等数据的检测。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明；
图1为本实用新型基于电力线载波通信的电能质量检测系统的框架图；
图2为本实用新型终端的原理框架图；
图3为本实用新型中继的原理框架图；
图4为本实用新型网关的原理框架图；
图5为本实用新型ST5780载波模块的原理框架图。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型的一种基于电力线载波通信的电能质量检测系统，包括终端1、中继2、网关3以及进行数据分析处理的服务器4，终端1安装在用户侧，以用于检测电能参数和非电能参数并通过载波与网关3通讯，中继2设置在电表箱内，作为终端1和网关3之间的转发节点，网关3设置在台区变压器处，以用于接收台区所有终端1和中继2上传的数据并通过互联网与服务器4通讯。
如图2所示，终端1包括第一电源模块11、以及由第一电源模块11供电的第一MCU12、第一载波模块13、单相电力信号采集模块14以及第一温度信号采集模块15，第一载波模块13与第一MCU12相连以用于转换载波信与数字信号；单相电力信号采集模块14一端与第一电源模块11相连，另一端与第一MCU12相连，以用于将测得的单相电压电流值发送给第一MCU12,第二MCU收到电压电流值后经计算可获得有功功率、无功功率、谐波分量、功率因数、线路频率及漏电流等电能参数，第一温度信号采集模块15与第一MCU12相连以用于反馈电力线的温度数据；
如图3所示，中继21包括第二电源模块21、以及由第二电源模块21供电的第二MCU22、第二载波模块23、三相电力信号采集模块24和第二温度信号采集模块25，第二载波模块23与第二MCU22相连以用于转换载波信与数字信号；三相电力信号采集模块24一端与第二电源模块21相连，另一端与第二MCU22相连，以用于将测得的三相电压电流值发送给第二MCU22,第二MCU22经计算可获得分相/合相有功功率、无功功率、功率因数、谐波等三相电能参数，第二温度信号采集模块25与第二MCU22相连以用于反馈电表箱内的温度数据；
网关3包括第三电源模块31、以及由第三电源模块供电的第三MCU32、第三载波模块33、无线通信模块34、显示屏35、按键36、SD卡模块37、以太网接口38和USB接口模块39，第三载波模块33与第三MCU32相连以用于转换载波信与数字信号，无线通信模块34与第三MCU32相连以用于与服务器通信，显示屏35和按键36皆与第三MCU32相连以用于实现本地人机交互，第三MCU32与SD卡模块37、以太网接口38和USB接口模块39相连,所述SD卡模块37和USB接口模块39用于导出本地数据，所述以太网接口38用于连接有线互联网，即可以通过网线连接其他楼宇设备，也可以当作无线通信模块失效时上传服务器的备用手段，其中，无线通信模块34采用3G、4G、GPRS模块中的一种或多种，优选的，本实施例采用3G/4G双模的通信模块。
其中，载波模块可以选择青岛东软、福星晓程、青岛鼎信、ST、ECHELON、Maxim等厂家的载波模块。但经过测试ST公司的窄带载波芯片ST7580在所有测试芯片中效果最好，因此优选的，第一载波模块13、第二载波模块23、第三载波模块33皆采用ST7580载波模块，ST7580载波模块包括MCU、ST5780芯片以及变压器，MCU设置有RXD、TXD接口，以用于与第一MCU12、第二MCU22、第三MCU32通讯；MCU通过串口与ST5780芯片相连,ST5780芯片通过变压器与220V电源端相连以用于收发电力线上的载波信号。
本实用新型的工作流程为：
终端安装在用户室内，监测用户电力线上电压、电流、谐波分量、电压闪变、RMS电压和电流功率因数、线路频率、漏电流等电量参数并通过温度传感器采集电力线缆温度等非电量参数，中继安装于电表箱内用于采集电表箱处电参量和非电参量，同时作为终端和网关之间的转发节点，终端、中继和网关之间通过电力线载波进行通讯，网关汇集台区所有终端和中继发送的数据处理后打包发送至服务器，用户可通过后台系统很方便的进行电能质量及温度等数据的检测，当电能参数发生失压、过流等告警事件时，网关还能够进行实时上报，使服务器能第一时间得到报警。
本系统采用终端-中继-网关-云服务器的四级架构设计，整体架构科学合理，并使用电力载波通信作为终端-中继-网关之间的通讯手段，无需布置485线和无线天线等设施，安装施工方便，同时减少了施工布线的人工及材料投入、施工难度低、维护方便。
以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。