电气安全与电能质量监测装置的制作方法

本实用新型具体涉及一种电气安全与电能质量监测装置。

背景技术：

在目前的社会发展中，电气覆盖了生活生产的方方面面，电气火灾的范围越来越广，一般的火灾也容易发展成电气火灾。电气火灾的扑灭方式也与一般的火灾处理方式不同，处理方式错误容易对人身安全和财产安全造成极大的伤害。因此，在工厂、库房、住宅等建筑对电气安全的需求越来越高。因此，需要对电气火灾进行监控和分析。

在传统电气火灾监控系统中，探测器功能主要体现为温度和漏电测量，但是这种探测器容易产生各种误差，例如线路温度异常的原因可能为端子虚接、电流过载或谐波异常等因素；同时，现有的电能计量设备和消防设备是独立的，各自负责各自的功能，尚无法统一进行控制，同时也无法实现电能计量、火灾监测和外部消防设备控制之间的联动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种准确高效的电气安全与电能质量监测装置，能够全面监测电气安全的情况和电能的质量。

本实用新型提供的这种电气安全与电能质量监测装置，包括电源模块、计量模块、消防联动模块、多回路温度采样模块、时钟模块和控制模块；控制模块分别连接计量模块、消防联动模块、时钟模块和多回路温度采样模块；电源模块为电气安全与电能质量监测装置供电；计量模块对电流和电压进行测量，监测电能安全；消防联动模块在异常因素发生时输出控制信号到外部的消防设备；多回路温度采样模块测量若干个测试点的温度；时钟模块为控制模块提供时钟信号；控制模块输入计量模块测量的电流、计量模块测量的电压和多回路温度采样装置测量的温度，并输出控制信号控制消防联动模块工作。

所述的电气安全与电能质量监测装置，还包括收发器模块；收发器模块连接控制模块；收发器模块用于与外界通信。

收发器模块包括型号为max13088的收发器芯片。

电源模块包括型号为tny268的开关电源芯片、型号为lr78l05u的第一稳压芯片、型号为lr78l05u的第二稳压芯片和型号为lm2841b的第三稳压芯片。

计量模块包括型号为90e36ergi的计量芯片。

时钟模块包括型号为rx-8025t的时钟芯片。

控制模块包括型号为mkm34z128acll5的微控制器和型号为xc61cn2502mr的掉电检测稳压芯片；微控制器连接掉电检测稳压芯片，微控制器对信号进行控制；掉电检测稳压芯片进行掉电检测。

控制模块还包括型号为24lc512的存储器芯片；存储器芯片连接微控制器，并对数据进行存储。

多回路温度采样模块包括参考上限值电路、参考下限值电路和若干路温度采样电路；参考下限值电路包括温度第一运算放大器、温度第一分压电阻、温度第二分压电阻、下限值第一滤波电容、温度第一反馈电阻、温度第二反馈电阻、下限值第二滤波电容、下限值第三滤波电容、下限值第四滤波电容和下限值第五滤波电容；温度第一运算放大器的电源端连接电源；温度第一运算放大器的接地端接地；温度第一分压电阻的一端输入参考电压源，另一端连接温度第一运算放大器的正向输入端；温度第二分压电阻的一端连接温度第一运算放大器的正向输入端，另一端接地；下限值第一滤波电容的一端连接温度第一运算放大器的正向输入端，另一端接地并滤波；温度第一反馈电阻的一端连接温度第一运算放大器的输出端，另一端输出下限值参考电压；温度第二反馈电阻的一端连接温度第一运算放大器的反向输入端，另一端连接下限值参考电压信号；下限值第二滤波电容的一端连接温度第一运算放大器的电源端，另一端接地并滤波；下限值第三滤波电容的一端连接温度第一运算放大器的反向输入端，另一端连接下限值参考电压信号；下限值第四滤波电容的一端连接下限值参考电压信号，另一端接地并滤波；下限值第五滤波电容的一端连接下限值参考电压信号，另一端接地并滤波；参考上限值电路包括温度第二运算放大器、上限值上拉电阻、上限值第一滤波电容、上限值第一反馈电阻、上限值第二反馈电阻、上限值第二滤波电容、上限值第三滤波电容、上限值第四滤波电容和上限值第五滤波电容；温度第二运算放大器的电源端连接电源；温度第二运算放大器的接地端接地；上限值上拉电阻的一端输入参考电压源，另一端连接运算放大器的正向输入端；上限值第一滤波电容的一端连接参考电压源，另一端接地并滤波；上限值第一反馈电阻的一端连接温度第二运算放大器的输出端，另一端输出上限值参考电压信号；上限值第二反馈电阻的一端连接温度第二运算放大器的反向输入端，另一端连接上限值参考电压信号；上限值第二滤波电容的一端连接温度第二运算放大器的电源端，另一端接地并滤波；上限值第三滤波电容的一端连接温度第二运算放大器的反向输入端，另一端连接上限值参考电压信号；上限值第四滤波电容的一端连接上限值参考电压信号，另一端接地并滤波；上限值第五滤波电容的一端连接上限值参考电压信号，另一端接地并滤波；每一路温度采样电路均包括温度双向tvs二极管、温度滤波电感、温度采样稳压二极管、温度上拉电阻、温度分压电阻、温度保护电阻、温度运算放大器、温度终端电阻、温度输出终端电阻和温度采样滤波电容；温度双向tvs二极管的一端连接温度输入负信号，另一端连接温度输入正信号，用于保护电路；温度输入负信号和温度输入正信号是外部测量的温度信号；温度滤波电感的第一线圈的一端连接温度输入负信号，另一端连接温度采样稳压二极管的一端；温度滤波电感的第二线圈的一端连接温度输入负信号，另一端连接温度采样稳压二极管的另一端；温度采样稳压二极管的一端串接温度上拉电阻后连接上限值参考电压信号；温度采样稳压二极管的另一端连接下限值参考电压信号；温度采样稳压二极管的接地端接地；温度分压电阻的一端连接温度采样稳压二极管的一端，温度分压电阻的另一端连接温度采样稳压二极管的另一端；温度保护电阻的一端连接温度采样稳压二极管的一端，另一端连接温度运算放大器的正向输入端；温度运算放大器的电源端连接电源；温度运算放大器的接地端接地；温度运算放大器的反向输入端连接温度运算放大器的输出端，并构成电压跟随器电路，用于电压信号的跟随和隔离；温度运算放大器的输出端串接温度终端电阻后输出温度输出信号，并上传到控制模块；温度输出终端电阻的一端连接温度终端电阻，另一端接地；温度采样滤波电容的一端连接温度终端电阻，另一端接地并滤波；温度采样电路用于将外部温度传感器输出的温度电信号稳压和隔离后，上传至控制模块。

消防联动模块包括热敏电阻、消防光电耦合器、第一开关二极管、消防双向tvs二极管、第二开关二极管、消防第一上拉电阻、消防第二上拉电阻、消防终端电阻、消防三极管、消防整流二极管、消防第三上拉电阻和消防继电器：热敏电阻的一端连接消防连接器，消防连接器连接外界，热敏电阻的另一端连接消防光电耦合器的原边负极；第一开关二极管连接消防光电耦合器的原边正极；第一开关二极管连接第二开关二极管；消防双向tvs二极管的一端连接第二开关二极管，另一端接地；消防第一上拉电阻的一端连接电源，另一端连接消防光电耦合器的原边正极；消防光电耦合器的原边负极连接第二开关二极管；消防第二上拉电阻一端连接电源，另一端连接消防光电耦合器的副边一端；消防光电耦合器的副边一端输出消防信号，并上传控制模块；消防光电耦合器的副边另一端直接接地；消防终端电阻的一端输入工作消防信号，另一端连接消防三极管的基极；消防三极管的发射极接地；消防三极管的集电极连接消防整流二极管的阳极；消防整流二极管的阴极串接消防第三上拉电阻后连接电源；消防继电器的线圈的一端连接消防整流二极管的阴极，消防继电器的线圈的另一端连接消防整流二极管的阳极；消防继电器的动作端一端连接外界消防正信号，消防继电器的动作端另一端连接外界消防负信号；外界消防正信号和外界消防正负信号通过消防连接器连接外部的供电电路。

本实用新型提供的这种电气安全与电能质量监测装置，能够进行电气火灾隐患监测和电能质量监控；而且可靠性高，实用性好。

附图说明

图1为本实用新型的硬件装置的功能模块图。

图2为本实用新型的硬件装置的电源模块的电路示意图。

图3为本实用新型的硬件装置的计量模块的电压采样电路的示意图。

图4为本实用新型的硬件装置的计量模块的电流采样电路的示意图。

图5为本实用新型的硬件装置的计量模块的计量芯片电路的示意图。

图6为本实用新型的硬件装置的多回路温度采样模块的电路示意图。

图7为本实用新型的硬件装置的消防联动模块的电路示意图。

图8为本实用新型的硬件装置的时钟模块的电路示意图。

图9为本实用新型的硬件装置的收发器模块的电路示意图。

图10为本实用新型的硬件装置的控制模块的电路示意图。

具体实施方式

如图1为本实用新型的硬件装置的功能模块图；本实用新型提供的这种电气安全与电能质量监测装置，包括电源模块、计量模块、时钟模块、消防联动模块、多回路温度采样模块、收发器模块和控制模块；控制模块分别连接计量模块、时钟模块、消防联动模块、多回路温度采样模块和收发器模块；电源模块为电气安全与电能质量监测装置供电；计量模块对电流和电压进行测量，监测电能安全；时钟模块为控制模块提供时钟信号；消防联动模块在异常因素发生时输出控制信号到外部设备；多回路温度采样模块测量各测试点的温度；收发器模块与外界通信；控制模块输入计量模块测量的电流和电压，以及多回路温度采样装置测量的温度，并输出控制信号控制消防联动模块工作。

在具体实施过程中，电源模块包括型号为tny268的开关电源芯片、型号为lr78l05u的第一稳压芯片、型号为lr78l05u的第二稳压芯片和型号为lm2841b的第三稳压芯片；计量模块包括型号为90e36ergi的计量芯片；时钟模块包括型号为rx-8025t的时钟芯片；收发器模块包括型号为max13088的第一收发器芯片；控制模块包括型号为mkm34z128acll5的微控制器、型号为xc61cn2502mr的掉电检测稳压芯片和型号为24lc512的存储器芯片。

如图2为本实用新型的硬件装置的电源模块的电路示意图。电源模块包括型号为tny268的开关电源芯片(图2的up4)、型号为lr78l05u的第一稳压芯片(图2的up1)、型号为lr78l05u的第二稳压芯片(图2的up3)和型号为lm2841b的第三稳压芯片(图2的up5)。

在变压器tr1的原边侧：

电源接口u-和u+连接外界并取电；压敏电阻rv1的一端连接电源接口u-，另一端连接电源接口u+，压敏电阻起保护作用。滤波电容cp6的一端连接电源接口u-，另一端连接电源接口u+。电源接口u-连接整流二极管dp1的阳极；滤波电感lp1的一端连接电源接口u+，电感lp1的另一端连接电阻rp1的一端；电阻rp1的另一端连接整流二极管dp4的阴极。整流二极管dp1的阳极连接整流二极管dp2的阴极；整流二极管dp1的阴极连接整流二极管dp3的阴极；整流二极管dp2的阳极连接整流二极管dp4的阳极；整流二极管dp3的阳极连接整流二极管dp4的阴极。整流二极管dp1、整流二极管dp2、整流二极管dp3、整流二极管dp4组成整流桥，将外界的交流电源转换为直流电源。滤波电容cp4的一端连接整流二极管dp3的阴极，另一端连接第四整流二极管dp4的阳极；滤波电容cp1的正极连接整流二极管dp3的阴极，另一端连接第四整流二极管dp4的阳极。电容cp1的正极连接变压器tr1的初级线圈的6脚；开关电源芯片的5脚连接变压器tr1的初级线圈的5脚。开关电源芯片的2脚、3脚、7脚和8脚接地agnd；开关电源芯片的1脚串接旁路电容cp13后接地agnd；开关电源芯片的4脚连接光电耦合器np5的副边的4脚，光电耦合器的副边的3脚接地agnd；下拉电阻rp19的一端连接开关电源芯片的4脚，另一端接地agnd。开关电源芯片的5脚是漏极端；开关电源芯片的2脚、3脚、7脚和8脚是源级端；开关电源芯片的1脚是旁路端，用于接旁路电路；开关电源芯片的4脚是使能端，输入使能信号并控制开关电源芯片中场效应管的通断。电阻rp2的一端连接电容cp2的一端，电阻rp2的另一端直接连接agnd，电容cp2的另一端连接电容cp5的一端；电容cp5的另一端连接变压器tr1的初级线圈的5脚。稳压二极管dz3的阳极连接变压器tr1的初级线圈的6脚，稳压二极管dz3的阴极连接二极管dp5的阴极，二极管dp5的阳极连接变压器tr1的初级线圈的5脚。电阻rp20的一端连接变压器tr1的初级线圈的6脚，电阻rp20的另一端连接电容cp3的一端；滤波电容cp3的另一端连接稳压二极管dz3的阴极。y型滤波电容cy1的一端连接变压器tr1的初级线圈的6脚，另一端连接变压器tr1的第三次级线圈的9脚。

在变压器tr1的副边侧：

整流二极管dp7的阳极连接变压器tr1的第一次级线圈的1脚，整流二极管dp7的阴极连接第一稳压芯片(图中标示up1)的3脚(输入端)；二极管dp7用于保证该路输出的电能的极性；电容cm1的一端连接整流二极管dp7的阳极，电容cm1的另一端连接电阻rm1的一端；电阻rm1的另一端连接整流二极管dp7的阴极。滤波电容cp16的一端连接第一稳压芯片的3脚，另一端接地g485_2，用于滤波；滤波电容cp10的正极连接第一稳压芯片的3脚，另一端接地g485_2，用于滤波；第一稳压芯片的2脚(接地端)接地g485_2；第一稳压芯片的1脚(输出端)输出电源v485_2；滤波电容cp17的一端连接第一稳压芯片的1脚，另一端接地g485_2，用于滤波；滤波电容cp14的一端连接第一稳压芯片的1脚，另一端接地g485_2，用于滤波。

整流二极管dp8的阳极连接变压器tr1的第二次级线圈的11脚，整流二极管dp8的阴极连接第二稳压芯片(图中标示up3)的3脚(输入端)；二极管dp8用于保证该路输出的电能的极性；电容cm2的一端连接整流二极管dp8的阳极，电容cm2的另一端连接电阻rm2的一端；电阻rm2的另一端连接整流二极管dp8的阴极。滤波电容cp18的一端连接第二稳压芯片的3脚，另一端接地g485_1，用于滤波；滤波电容cp20的正极连接第二稳压芯片的3脚，另一端接地g485_1，用于滤波；第二稳压芯片的2脚(接地端)接地g485_1；第二稳压芯片的1脚(输出端)输出电源v485_1；滤波电容cp19的一端连接第二稳压芯片的1脚，另一端接地g485_1，用于滤波；滤波电容cp7的一端连接第二稳压芯片的1脚，另一端接地g485_1。用于滤波。

整流二极管dp9的阳极连接变压器tr1的第三次级线圈的15脚，整流二极管dp9的阴极输出电源vt；二极管dp8用于保证该路输出的电能的极性；电容cm3的一端连接整流二极管dp9的阳极，电容cm3的另一端连接电阻rm3的一端，rm3的另一端连接整流二极管dp9的阴极；滤波电容cp22的正极连接电源vt，另一端接地，用于滤波；滤波电容cp8的一端连接电源vt，另一端接地，用于滤波。第三稳压芯片的5脚(输入端)和4脚(关断控制端)连接电源vt(同时也连接二极管dp9的阴极)；第三稳压芯片(图中标示up5)的2脚(接地端)接地；第三稳压芯片的6脚(输出端)串接滤波电感l3后输出电源v33；电阻rp16的一端连接第三稳压芯片的3脚(反馈端)，另一端接地；电阻rp18的一端连接第三稳压芯片的3脚，另一端连接电源v33；电阻rp16和电阻rp18起采样作用。电容cp9的一端连接第三稳压芯片的1脚(偏压端)，电容cp9的另一端连接电阻rp17的一端，电阻rp17的另一端连接稳压二极管dp6的阴极；稳压二极管dp6的阳极接地；稳压二极管dp6用于保证引脚6的电平稳定性；滤波电容cp21的一端连接电源v33，另一端接地，用于滤波；滤波电容cp11的正极连接电源v33，电容cp11的负极接地，用于滤波。

光电耦合器的原边的1脚连接电阻rp7的一端，光电耦合器的原边的2脚连接电阻rp7的另一端；同时电阻rp7连接稳压源dp10的阴极。电阻rp6的一端连接光电耦合器np5的原边的1脚，电阻rp6的另一端连接电源vt并采样取电；电阻rp9的一端连接电源vt，电阻rp9的另一端连接电阻rp10的一端，电阻rp10的另一端接地。电阻rp8的一端连接光电耦合器np5的原边的2脚，电阻rp8的另一端连接滤波电容cp15的一端；滤波电容cp15的另一端连接稳压源dp10的参考级，同时稳压源dp10的参考级分别连接电阻rp9和电阻rp10。稳压源dp10的阳极接地。滤波电容cp12的正极连接光电耦合器的原边的2脚，电容cp12的负极接地，用于滤波。

在具体实施过程中，电源信号u-和u+通过整流桥从交流信号转换成直流信号，直流信号通过由开关电源芯片和变压器tr1组成推挽电路，输出推挽信号；推挽信号通过变压器对电源信号降压和传递，再通过二极管dp7、dp8和dp9对降压后的电源信号分别整流，将交流信号转换成直流信号。第一稳压芯片将dp7整流后的信号稳压为电源v485_2；第二稳压芯片将dp8整流后的信号稳压为电源v485_1；二极管dp9输出整流后的电源vt，并通过采样电路和光耦传递回开关电源芯片并进行电压闭环控制，开关电源芯片将直流信号转换为交流信号输入到变压器tr1中；第三稳压芯片将电源vt转换为稳定的电源v33。

计量模块包括若干个电压采样电路、若干个电流采样电路和计量芯片电路；在该实施例中，若干路电压采样电路包括三路电压采样电路；第一路电压采样电路测量电压信号va1和va2，第二路电压采样电路测量电压信号vb1和vb2，第三路电压采样电路测量电压信号vc1和vc2。若干路电流采样电路包括四路电流采样电路；第一路电流采样电路测量电流信号ia1和ia2，第二路电流采样电路测量电流信号ib1和ib2，第三路电流采样电路测量电流信号ic1和ib2，第四路电流采样电路测量电流信号in1和in2。计量芯片电路包括型号为90e36ergi的计量芯片(图5的u6)。

如图3为本实用新型的硬件装置的计量模块的电压采样电路的示意图。连接器j1的1脚输入信号u+，连接器j1的2脚输入信号u-。第一路电压采样电路的连接方式为：压敏电阻rva的一端连接连接器j1的第一输入脚3脚(三相线中的a相相线)，另一端连接连接器j1的第四输入脚6脚(三相线中的零线)，压敏电阻起保护作用；连接器j1的第一输入脚3脚依次串接电阻ra1、电阻ra2和电阻ra3分压后，连接变压器pt1的初级线圈的一端，变压器pt1的初级线圈的另一端连接连接器j1的6脚。电阻ra4的一端连接变压器pt1的次级线圈的一端，电阻ra4的另一端连接变压器pt1的次级线圈的另一端；电阻ra15的一端连接变压器pt1的次级线圈的一端，电阻ra15的另一端连接变压器pt1的次级线圈的另一端；终端电阻ra5的一端连接变压器pt1的次级线圈的一端，终端电阻ra5的另一端接地；终端电阻ra6的一端连接变压器pt1的次级线圈的另一端，终端电阻ra6的另一端接地；终端电阻ra7的一端连接变压器pt1的次级线圈的一端，终端电阻ra7的另一端输出电压信号va1；终端电阻ra8的一端连接变压器pt1的次级线圈的另一端，终端电阻ra8的另一端输出电压信号va2；电压信号va1和电压信号va2输出到计量芯片中。滤波电容ca5的一端连接终端电阻ra7，另一端接地，用于滤波；滤波电容ca6的一端连接终端电阻ra8，另一端接地，用于滤波。第二路电压采样电路和第三路电压采样电路的连接方式与第一路电压采样电路的连接方式相同。三路电压采样电路用于采样输入的三相电系统的a相、b相和c相的电压信号，并上传计量芯片。

如图4为本实用新型的硬件装置的计量模块的电流采样电路的示意图。第一路电流采样电路为：滤波电感la1的一端连接连接器j2的1脚，滤波电感la1的另一端连接电阻ra9的一端；电阻ra9的另一端输出电流信号ia1。滤波电感la2的一端连接连接器j2的2脚，滤波电感la2的另一端连接电阻ra10的另一端；电阻ra10的另一端输出电流信号ia2。电流信号ia1和电流信号ia2输出到计量芯片中。滤波电容ca1的一端连接连接器j2的1脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容ca2的一端连接连接器j2的2脚，另一端接地，用于滤波；电阻ra13的一端连接滤波电感la1和电阻ra9，电阻ra13的另一端连接滤波电感la2和电阻ra10；电阻ra14的一端连接滤波电感la1和电阻ra9，电阻ra14的另一端连接滤波电感la2和电阻ra10；终端电阻ra11的一端连接滤波电感la1和电阻ra9，终端电阻ra11的另一端接地；终端电阻ra12的一端连接滤波电感la2和电阻ra10；终端电阻ra12的另一端接地；滤波电容ca3的一端连接电阻ra9，另一端接地，用于滤波；滤波电容ca4的一端连接电阻ra10，另一端接地，用于滤波。第一路电流采样电路用于将采样的a相电流信号转换为电压信号，并上传至计量芯片。第二路电流采样电路、第三路电流采样电路和第四路电流采样电路的连接方式与第一路电流采样电路相同，依次用于对b相电流、c相电流和零相电流进行采样，转换为电压信号并上传计量芯片

如图5为本实用新型的硬件装置的计量模块的计量芯片电路的示意图。计量芯片(图中标示u6)的48脚连接电源v33；计量芯片的2脚、12脚、19脚、32脚和47脚接地；计量芯片的1脚串接上拉电阻rg3后连接电源v33并取电；计量芯片的34脚串接上拉电阻rg0后连接电源v33；计量芯片的36脚串接下拉电阻rg9后接地。滤波电容c38的一端连接计量芯片的48脚，另一端接地，用于电源信号的滤波；滤波电容c43的一端连接计量芯片的1脚，另一端接地，用于电源信号的滤波；滤波电容c37的一端连接计量芯片的1脚，另一端接地，用于电源信号的滤波；滤波电容c40的一端连接计量芯片的11脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c36的一端连接计量芯片的11脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c41的一端连接计量芯片的25脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c33的一端连接计量芯片的26脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c32的一端连接计量芯片的28脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容cg4的一端连接计量芯片的34脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c27的一端连接计量芯片的37脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c30的一端连接计量芯片的38脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c21的一端连接计量芯片的40脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c22一端连接终端电阻r30，另一端接地，用于滤波；滤波电容c28的一端连接计量芯片的41脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c39的一端连接计量芯片的42脚，另一端接地，用于滤波；滤波电容c42的一端连接计量芯片的42脚，另一端接地，用于滤波。计量芯片的33脚连接34脚；计量芯片的44脚连接47脚；计量芯片的43脚连接42脚。晶振y2的一端连接计量芯片的20脚，另一端连接计量芯片的21脚，晶振y2用于输入晶振信号到计量芯片中。计量芯片的41脚是复位端，连接控制模块，用于输入复位信号；计量芯片的38脚是时钟端，连接控制模块，用于时钟信号交换；计量芯片的37脚是使能端，连接控制模块，用于输入使能信号；计量芯片的40脚串接终端电阻r18后连接控制模块，用于主设备数据输入和从设备数据输出；计量芯片的39脚串接终端电阻r30后连接控制模块，用于主设备数据输出和从设备数据输入；计量芯片的34脚是调相端，连接控制模块，用于输入调相信号；计量芯片的3脚～10脚连接电流采样电路，分别输入电流信号ia1、电流信号ia2、电流信号ib1、电流信号ib2、电流信号ic1、电流信号ic2、电流信号in2和电流信号in2，计量芯片将各路电流信号进行处理；计量芯片的13脚～18脚连接电压采样电路，分别输入电压信号va1、电压信号va2、电压信号vb1、电压信号vb2、电压信号vc1和电压信号vc2，计量芯片将各路电压信号进行处理。计量芯片的25脚连接控制模块，并输出总有功脉冲(信号9036cf1)；计量芯片的26脚连接控制模块，并输出总无功脉冲(信号9036cf2)；计量芯片的27脚连接控制模块，并输出总基波有功脉冲(信号9036cf3)；计量芯片的28脚连接控制模块，并输出总谐波有功脉冲(信号9036cf4)。

如图6为本实用新型的硬件装置的多回路温度采样模块的电路示意图。多回路温度采样模块包括参考上限值电路、参考下限值电路和若干个温度采样电路。该实施例中若干个温度采样电路包括第一温度采样电路、第二温度采样电路、第三温度采样电路、第四温度采样电路和第五温度采样电路。

参考下限值电路包括温度第一运算放大器u9、温度第一分压电阻r50、温度第二分压电阻r19、下限值第一滤波电容c29、温度第一反馈电阻r20、温度第二反馈电阻r49、下限值第二滤波电容c30、下限值第三滤波电容c31、下限值第四滤波电容c32和下限值第五滤波电容c33；温度第一运算放大器的电源端连接电源；温度第一运算放大器的接地端接地；温度第一分压电阻的一端输入参考电压源，另一端连接温度第一运算放大器的正向输入端；温度第二分压电阻的一端连接温度第一运算放大器的正向输入端，另一端接地；下限值第一滤波电容的一端连接温度第一运算放大器的正向输入端，另一端接地并滤波；温度第一反馈电阻的一端连接温度第一运算放大器的输出端，另一端输出下限值参考电压；温度第二反馈电阻的一端连接温度第一运算放大器的反向输入端，另一端连接下限值参考电压信号；下限值第二滤波电容的一端连接温度第一运算放大器的电源端，另一端接地并滤波；下限值第三滤波电容的一端连接温度第一运算放大器的反向输入端，另一端连接下限值参考电压信号；下限值第四滤波电容的一端连接下限值参考电压信号，另一端接地并滤波；下限值第五滤波电容的一端连接下限值参考电压信号，另一端接地并滤波。参考下限值电路用于输出参考下限值电压，并输入到对应的温度采样电路中，提供下限值参考电压。

参考上限值电路包括温度第二运算放大器u10、上限值上拉电阻r40、上限值第一滤波电容c23、上限值第一反馈电阻r39、上限值第二反馈电阻r38、上限值第二滤波电容c24、上限值第三滤波电容c25、上限值第四滤波电容c26和上限值第五滤波电容c27；温度第二运算放大器的电源端连接电源；温度第二运算放大器的接地端接地；上限值上拉电阻的一端输入参考电压源，另一端连接运算放大器的正向输入端；上限值第一滤波电容的一端连接参考电压源，另一端接地并滤波；上限值第一反馈电阻的一端连接温度第二运算放大器的输出端，另一端输出上限值参考电压信号；上限值第二反馈电阻的一端连接温度第二运算放大器的反向输入端，另一端连接上限值参考电压信号；上限值第二滤波电容的一端连接温度第二运算放大器的电源端，另一端接地并滤波；上限值第三滤波电容的一端连接温度第二运算放大器的反向输入端，另一端连接上限值参考电压信号；上限值第四滤波电容的一端连接上限值参考电压信号，另一端接地并滤波；上限值第五滤波电容的一端连接上限值参考电压信号，另一端接地并滤波；

每一路温度采样电路(以第一路温度采样电路为例)均包括温度双向tvs二极管v1、温度滤波电感t1、温度采样稳压二极管vd1、温度上拉电阻r11、温度分压电阻r61、温度保护电阻rt1、温度运算放大器u5a、温度终端电阻r51、温度输出终端电阻r41和温度采样滤波电容c41；温度双向tvs二极管的一端连接温度输入负信号，另一端连接温度输入正信号，用于保护电路；温度输入负信号和温度输入正信号是外部测量的温度信号；温度滤波电感的第一线圈的一端连接温度输入负信号，另一端连接温度采样稳压二极管的一端；温度滤波电感的第二线圈的一端连接温度输入负信号，另一端连接温度采样稳压二极管的另一端；温度采样稳压二极管的一端串接温度上拉电阻后连接上限值参考电压信号；温度采样稳压二极管的另一端连接下限值参考电压信号；温度采样稳压二极管的接地端接地；温度分压电阻的一端连接温度采样稳压二极管的一端，温度分压电阻的另一端连接温度采样稳压二极管的另一端；温度保护电阻的一端连接温度采样稳压二极管的一端，另一端连接温度运算放大器的正向输入端；温度运算放大器的电源端连接电源；温度运算放大器的接地端接地；温度运算放大器的反向输入端连接温度运算放大器的输出端，并构成电压跟随器电路，用于电压信号的跟随和隔离；温度运算放大器的输出端串接温度终端电阻后输出温度输出信号，并上传到控制模块；温度输出终端电阻的一端连接温度终端电阻，另一端接地；温度采样滤波电容的一端连接温度终端电阻，另一端接地并滤波；温度采样电路用于将外部温度传感器输出的温度电信号稳压和隔离后，上传至控制模块。

图中共有5路温度采样电路，分别用于采样外部输入的5路温度信息，并将采样值上传控制模块。

如图7为本实用新型的硬件装置的消防联动模块的电路示意图。

消防联动模块包括热敏电阻rz1、消防光电耦合器nd1、第一开关二极管dd1、消防双向tvs二极管tvs1、第二开关二极管dd2、消防第一上拉电阻rd1、消防第二上拉电阻rr1、消防终端电阻ro1、消防三极管qr1、消防整流二极管dr1、消防第三上拉电阻rd2和消防继电器k1：热敏电阻的一端连接消防连接器，消防连接器连接外界，热敏电阻的另一端连接消防光电耦合器的原边负极；第一开关二极管连接消防光电耦合器的原边正极；第一开关二极管连接第二开关二极管；消防双向tvs二极管的一端连接第二开关二极管，另一端接地；消防第一上拉电阻的一端连接电源，另一端连接消防光电耦合器的原边正极；消防光电耦合器的原边负极连接第二开关二极管；消防第二上拉电阻一端连接电源，另一端连接消防光电耦合器的副边一端；消防光电耦合器的副边一端输出消防信号，并上传控制模块；消防光电耦合器的副边另一端直接接地；消防终端电阻的一端输入工作消防信号，另一端连接消防三极管的基极；消防三极管的发射极接地；消防三极管的集电极连接消防整流二极管的阳极；消防整流二极管的阴极串接消防第三上拉电阻后连接电源；消防继电器的线圈的一端连接消防整流二极管的阴极，消防继电器的线圈的另一端连接消防整流二极管的阳极；消防继电器的动作端一端连接外界消防正信号，消防继电器的动作端另一端连接外界消防负信号；外界消防正信号和外界消防正负信号通过消防连接器连接外部的供电电路

当现场测量温度高时，热敏电阻rz1从低阻态转为高阻态，消防光电耦合器nd1的副边断开，外界消防信号di1传入低电平，经过控制模块处理后；工作消防信号relay_1输出低电平，消防三极管qr1断电，消防继电器k1的线圈断电，使消防继电器k1的开关断开，完成跳闸的过程。

如图8为本实用新型的硬件装置的时钟模块的电路示意图。时钟模块包括型号为rx-8025t的时钟芯片(图中标示u3)。整流二极管d1的阳极连接电源v33，整流二极管d1的阴极输出电源vbb。电源v33串接保护电阻r25后连接场效应管q1的栅极；电阻r21的一端连接电池bat的正极，另一端输出电源vbat；开关sb的一端连接电池bat的负极，另一端接地；电阻r22的一端连接电源vbat，电阻r22的另一端连接电阻r23的一端，电阻r23的另一端接地；电阻r22和r23为采样电阻，用于对电池的输出电压进行采样；电阻r24的一端连接电阻r22，另一端输出采样信号v-bat并上传到控制模块中；电容ct1的一端连接电阻r23的一端，另一端接地，并滤波。整流二极管d2的阳极连接电源vbat，整流二极管d2的阴极连接场效应管q1的源级。场效应管q1的漏极输出电源vbb；电源v33通过场效应管q1控制电池bat给存储器时钟芯片辅助供电；正常工作时，电源v33正常供电，场效应管q1的栅极为高电平，此时q1截止，外部电源正常给装置供电；当外部电源掉电时，此时电源v33掉电，场效应管q1的栅极输入为低电平，电流从场效应管q1的源级到场效应管q1的漏极导通，此时电池供电，从而实现了掉电检测和掉电自恢复供电；电容ct2的一端连接电源vbb，另一端接地，并滤波。时钟芯片的7脚和11脚接地；电阻r26的一端连接时钟芯片的2脚，另一端连接电源v33；电阻r27的一端连接时钟芯片的13脚，另一端连接电源v33；电阻r26和r27用于保证时钟芯片与控制模块之间通信和不通信时，引脚电平的稳定性；电容ct3的一端连接电源v33，另一端接地，并滤波。时钟芯片的13脚串接电阻r28后输出信号rtc_sda；存储器时钟芯片的2脚输出信号rtc_scl，信号rtc_scl和rtc_sda输入到控制模块中给控制器提供时钟信号。

如图9为本实用新型的硬件装置的收发器模块的电路示意图。收发器电路包括型号为max13088的收发器芯片(图中标示u7)、光电耦合器n1、光电耦合器n2和光电耦合器n3。光电耦合器n1的6脚连接电源v33并取电；光电耦合器n1的5脚接地；光电耦合器n1的4脚输出收发器信号485_rxd0，收发器信号485_rxd0上传到控制模块中；电源v33串接终端电阻r55后连接光电耦合器n1的4脚，用于保证引脚电平的稳定性；光电耦合器n1的1脚串接上拉电阻r51后连接电源v485_1并取电；光电耦合器n1的2脚连接收发器芯片的1脚，并接受收发器的输出信号。光电耦合器n2的原边的一端串接上拉电阻r57后连接电源v33，光电耦合器n2的原边的另一端连接信号485_re/de0；信号485_re/de0连接控制模块与控制模块交换使能信号；光电耦合器n2的副边的一端连接电源v485_1，光电耦合器n2的副边的另一端连接收发器芯片的3脚；收发器芯片的2脚连接收发器芯片的3脚，收发器芯片的2脚和3脚为使能端，用于交换使能信号；下拉电阻r52的一端连接收发器芯片的3脚，另一端接地g485_1。光电耦合器n3的1脚串接上拉电阻r56后连接电源vcc；光电耦合器n3的2脚输入信号485_txd0，485_txd0连接控制模块并将控制模块下发的通信信号输出到收发器芯片中；光电耦合器n3的6脚连接电源v485_1并取电；光电耦合器n3的5脚接地g485_1；光电耦合器的4脚连接收发器芯片的4脚，并输出通信信号到收发器芯片中。收发器芯片的8脚连接电源v485_1；收发器芯片的5脚接地g485_1；收发器芯片的7脚串接通信电阻rt9后连接信号485b1；收发器芯片的6脚串接通信电阻rt10后连接信号485a1；信号485b1和信号485a1通过图7的连接器j3与外界通信。稳压二极管d6的一端连接收发器芯片的8脚，另一端接地g485_1；滤波电容c49的一端连接收发器芯片的8脚，另一端接地g485_1；终端电阻r53的一端连接收发器芯片的8脚，另一端连接第一收发器芯片的6脚；终端电阻r54的一端连接收发器芯片的7脚，另一端接地g485_1；电阻r53和r54用于在通信和未通信时，保证通信引脚的电平稳定性；稳压二极管d11的一端连接收发器芯片的7脚，另一端连接收发器芯片的6脚；稳压二极管d8的一端连接收发器芯片的6脚，另一端接地g485_1；稳压二极管d7的一端连接收发器芯片的7脚，另一端接地g485_1。稳压二极管d11、d7和d8均用于对通信引脚进行保护(比如防静电保护)。

如图10为本实用新型的硬件装置的控制模块的电路示意图。控制模块包括型号为mkm34z128acll5的微控制器(图中标示u1)、型号为xc61cn2502mr的掉电检测稳压芯片(图中标示u5)和型号为24lc512的存储器芯片(图中标示u2)。微控制器的10脚、24脚、31脚和62脚连接电源v33；微控制器的27脚、32脚、59脚和95脚接地。u5为型号为xc61cn2502mr的掉电检测稳压芯片；采样电阻r33的一端连接电源vt，采样电阻r33的另一端连接采样电阻r32的一端；采样电阻r32的另一端接地；电阻r17的一端连接电阻r33，另一端连接掉电检测稳压芯片的3脚(输入端)；掉电检测稳压芯片的1脚(输出端)输出信号drop，信号drop连接微控制器的76脚；掉电检测稳压芯片的2脚(接地端)接地；上拉电阻r46的一端连接电源v33，另一端连接掉电检测稳压芯片的1脚；下拉电阻r37的一端连接掉电检测稳压芯片的1脚，另一端接地；电容c31的一端连接掉电检测稳压芯片的3脚，另一端接地，并滤波；电容c20的一端连接掉电检测稳压芯片的1脚，另一端接地，并滤波。掉电检测稳压芯片提供稳定的电源信号v33，同时还用于掉电检测：当输入电源掉电时，电源模块输出的电源信号vt会掉电，此时第三稳压芯片停止工作，掉电检测信号drop为低电平，而在正常工作时，掉电检测信号drop为高电平。

滤波电容c2的一端连接微控制器的10脚，另一端连接微控制器的11脚，并滤波；电容c3的一端连接微控制器的24脚，另一端接地，并滤波；晶振x1的一端连接微控制器的25脚，另一端连接微控制器的26脚，并输出晶振信号到微控制器中；电容c4的一端连接微控制器的25脚，另一端接地，并滤波；电容c5的一端连接微控制器的26脚，另一端接地，并滤波；下拉电阻r8的一端连接微控制器的28脚，另一端接地，并保持引脚电平为低电平；微控制器的29脚连接28脚，微控制器的30脚连接29脚；电容c6的一端连接微控制器的31脚，另一端接地，并滤波；电容c10的一端连接微控制器的37脚，另一端接地，并滤波；电容c8的一端连接微控制器的38脚，另一端接地，并滤波；微控制器的34脚连接微控制器的33脚；微控制器的36脚连接微控制器的35脚；微控制器的40脚连接微控制器的39脚；微控制器的43脚连接微控制器的42脚；微控制器的41脚连接参考电压源vref；电容c9的一端连接微控制器的41脚，另一端接地，并滤波。存储器芯片的3脚和8脚连接电源v33；存储器芯片的4脚、2脚和1脚接地；存储器芯片的5脚串接终端电阻r1后连接电源v33；存储器芯片的6脚串接终端电阻r2后连接电源v33；存储器芯片的7脚串接终端电阻r3后连接电源v33；电阻r1～r3均用于保证通信引脚和控制引脚的电平的稳定性；存储器芯片的5脚串接终端电阻r9后连接信号sda；存储器芯片的6脚连接信号scl；存储器芯片的7脚连接信号wp；信号wp连接微控制器的47脚，信号scl连接微控制器的48脚，信号sda连接微控制器的49脚，存储器芯片通过5～7脚与微控制器进行数据交换；电容c11的一端连接存储器芯片的8脚，另一端接地，并滤波。

微控制器的60脚连接微控制器的59脚；微控制器的62脚连接微控制器的61脚；电容c14的一端连接微控制器的62脚，另一端接地，并滤波；电容c15的一端连接微控制器的62脚，另一端接地，并滤波。微控制器的67～75脚连接计量模块，并将测量的电流和电压上传到微控制器中进行处理；微控制器的77～79脚连接时钟模块，并将时钟信号上传到微控制器中；微控制器的44脚、45脚、46脚、51脚和52脚连接多回路温度采样模块，并将测量的温度信号上传到微控制器中；微控制器的19脚和55脚连接消防联动模块，用于控制整个电源系统；微控制器的21～23脚连接收发器模块，并与外界通信。