一种可远程控制的信息采集插排

1.本实用新型涉及一种包含电能监测及计量模块、蓝牙模块、温湿度传感器模块、继电器模块、嵌入式处理器模块和常用插排的可远程控制的信息采集插排。


背景技术：

2.可远程控制的信息采集插排能够监测和采集使用该插排的用电器的电压、电流、频率、功率因数、实时功率以及其消耗的电能，以及该插排所处的环境的温湿度，并将所采集的所有数据在设备的屏幕上显示，同时将这些数据通过蓝牙模块传输到电脑上。通过电脑可以实时查看该插排的工作环境和用电器的实时状况，可使插排定时通断，该可远程控制的信息采集插排与普通的插排不同，其可以实时监测用电情况，做一个可远程抄表的简易电表使用。
3.现有的插排虽然可以定时通断，但无法监测用电器的多项参数，并且很少有监测插排的工作环境的功能，良好的工作环境可以延长插排、用电器等的工作寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有传统插排存在的不足，提出一种包含电能监测及计量模块、蓝牙模块、温湿度传感器模块、继电器模块、嵌入式处理器模块和常用插排的可远程控制的信息采集插排。
5.为实现上述目的，本实用新型包括以下技术方案。
6.电路方案一：本方案具有一种电能监测及计量模块，包括互感器和电能计量芯片，所述互感器的一次侧通过插排接入电网，所述互感器二次侧通过电阻将电流信号转换为电压信号，所述电压信号经过信号处理电路处理后接入所述电能计量芯片信号输入端，所述电能计量芯片通过usart接口与嵌入式处理器模块进行连接。
7.电路方案二：在电路方案一的基础上，将电能监测及计量模块采集的数据通过usart传输到嵌入式处理器模块，所述嵌入式处理器模块对电能监测及计量模块所采集的数据进行读取和处理。本嵌入式处理器模块的主要器件包括一个嵌入式处理器芯片和多个外围器件。
8.电路方案三：在电路方案二的基础上，温湿度传感器采集的温湿度通过数据总线传输到嵌入式处理器模块，所述嵌入式处理器模块将温湿度传感器采集的数据进行处理。此温湿度传感器模块的主要器件包括电容式感湿元件、ntc 测温元件和驱动电路。
9.电路方案四：在方案电路一、二、三的基础上，将嵌入式处理器模块所接收、处理的数据经过蓝牙模块传输到电脑上，电脑对数据分析以及根据数据状况发送指令。该蓝牙模块的主要器件包括一个蓝牙芯片和外围器件。
10.电路方案五：在方案电路一、二、三、四的基础上，嵌入式处理器模块通过控制继电器的通断来控制继电器模块的开通与关断，该继电器模块的主要器件包括继电器和驱动电路。
11.电路方案六：在方案电路一、二、三、四、五的基础上，所述电能计量模块为sui
‑
101a，所述蓝牙芯片为hc
‑
05，所述温湿度传感器模块为am2301，所述继电器模块为yyc
‑
9，所述嵌入式芯片为stm32f103rct6。
附图说明
12.图1为电能监测及计量模块原理图。
13.图2为蓝牙模块原理图。
14.图3为温湿度传感器原理图。
15.图4为系统整体电路图。
16.图5为系统的整体结构图
具体实施方式
17.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域的技术人员来说，附图中的某些公知结构及其说明可能省略但是可以理解的。
18.如图1所示，电能监测及计量模块包含电能计量芯片和电压、电流互感器，l
in
与n
in
通过插头接入电网，l
out
与n
out
通过插排与用电器连接，右侧tx 和rx端口通过uart接口与嵌入式处理器模块连接，并进行通信。
19.如图2所示，蓝牙模块包含蓝牙芯片hc
‑
05和其外围器件，其通过usart 接口与嵌入式处理器模块连接，嵌入式处理器模块通过蓝牙模块与电脑进行通信。
20.如图3所示，温湿度传感器模块包含电容式感湿元件、ntc测温元件及其外围器件，通过单线值串行接口与嵌入式处理器模块的gpio连接，嵌入式处理器模块通过am2301获取插排所属环境的温湿度。
21.如图4所示，嵌入式处理器模块包含嵌入式芯片stm32f103rct6，该嵌入式处理器模块通过usart接口与电能计量芯片和蓝牙模块进行连接，通过 gpio与温湿度传感器模块和继电器模块连接。
22.继电器模块包含继电器yyc
‑
9，通过gpio与嵌入式芯片进行连接，根据gpio的高低电平实现开关操作。
23.如图5所示，本实用新型的整体结构图，依次包括电能监测及计量模块、蓝牙模块、温湿度传感器模块、继电器模块、嵌入式处理器模块和常用插排；所述电能监测及计量模块的l
in
与n
in
通过插头接入电网，l
out
和n
out
与插排连接，通过uart接口与嵌入式处理器模块连接；所述蓝牙模块通过usart接口与嵌入式处理器模块连接；所述温湿度传感器模块通过gpio与嵌入式处理器模块连接；所述继电器模块通过gpio与嵌入式芯片进行连接，其常开触点与插排串联；上位机(电脑)通过蓝牙模块与嵌入式处理器进行无线通信。
24.电脑可以将采集的数据包括电压、电流、功率、耗电量、频率、功率因数和插排所属环境的温湿度绘制出变化曲线，并进行分析，来控制插排的通断电。


技术特征：
1.一种可远程控制的信息采集插排，其特征在于，包含电能监测及计量模块、蓝牙模块、温湿度传感器模块、继电器模块、嵌入式处理器模块和常用插排，所述电能监测及计量模块包括互感器和电能计量芯片，所述蓝牙模块包含蓝牙芯片和外围器件，所述温湿度传感器模块包含温湿度传感器芯片和外围部件，所述继电器模块包含继电器芯片和外围部件，所述嵌入式处理器包含嵌入式芯片和外围部件，所述插排为整个系统的主体部分。2.根据权利要求1所述的可远程控制的信息采集插排，其特征在于，电能监测及计量模块采用sui
‑
101a芯片，使用互感器采集电压和电流信号，配合外围器件对所采集的信号进行处理来获得所需数据。3.根据权利要求1所述的可远程控制的信息采集插排，其特征在于，蓝牙模块采用hc
‑
05芯片，此蓝牙模块通过usart接口与嵌入式处理器模块相连接，将可远程控制的信息采集插排采集的信息传输到电脑，并把电脑的指令传输到嵌入式处理器模块。4.根据权利要求1所述的可远程控制的信息采集插排，其特征在于，温湿度传感器模块采用am2301传感器，将插排所处环境的温湿度采集，并传输到嵌入式处理器模块。5.根据权利要求1所述的可远程控制的信息采集插排，其特征在于，继电器模块采用yyc
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9，嵌入式处理器模块接收到电脑发送的指令，并发送给继电器模块来控制插排的通断电。6.根据权利要求1所述的可远程控制的信息采集插排，其特征在于，嵌入式处理器模块使用的是stm32f103rct6芯片。

技术总结
本实用新型涉及一种可远程控制的信息采集插排，可远程控制的信息采集插排包含电能监测及计量模块、蓝牙模块、温湿度传感器模块、继电器模块、嵌入式处理器模块和常用插排。上述元器件性能比较好、价格低廉、操作方便。通过上述各模块的配合使用，可以实现对插入插排的用电器进行电能数据进行监测、采集，对使用环境的温湿度进行测量，并将所有数据上传电脑，同时接收电脑的指令对插排进行远程控制。时接收电脑的指令对插排进行远程控制。时接收电脑的指令对插排进行远程控制。


技术研发人员：张国超 张超
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：2021.05.17
技术公布日：2021/10/29