一种电动工具交流电参数采集装置的制作方法

1.本实用新型属于电动工具领域，具体地说，是涉及一种电动工具交流电参数采集装置。


背景技术：

2.目前电动工具用户测试阶段采取人工跟踪的形式，成本高、效率低、周期长、数据靠口头描述，极不准确。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供一种电动工具交流电参数采集装置。
4.本实用新型提供的一种电动工具交流电参数采集装置，包括第一接线端子、电参数采样电路、sim卡、物联网通信模组电路、本地时钟模块、sd卡电路、供电电源线、外壳、负载电源线和第二接线端子；所述供电电源线穿过外壳连接至第二接线端子上；所述负载电源线穿过外壳连接至第一接线端子上；所述第二接线端子通过保护电路连接至第一降压电路和ac/dc隔离电源，通过电参数采样电路与第一接线端子连接；所述第一降压电路与电参数采样电路连接；所述ac/dc隔离电源通过第二降压电路与物联网通信模组电路连接，经第三降压电路与sd卡电路连接；所述电参数采样电路通过光耦电路与物联网通信模组电路进行串口通信；所述sim卡与物联网通信模组电路连接并为物联网通信模组电路提供流量；所述物联网通信模组电路与本地时钟模块进行通信获取本地时间；所述物联网通信模组电路与sd卡电路进行通信读取或存储采集数据。
5.进一步的，所述物联网通信模组电路通过uart与spi与所述电参数采样电路、sim卡、本地时钟模块、sd卡电路通信，所述物联网通信模组电路采用gprs2g、4g、nbiot和5g无线传输方式中的一种或多种。
6.进一步的，所述电参数采样电路通过uart接口与所述物联网通信模组电路连接。
7.进一步的，所述第一降压电路将输入的220v电压转换为dc5v和dc3.3v，用于给所述电参数采样电路供电。
8.进一步的，所述第二降压电路将5v电压转为4v，用于给物联网通信模组电路供电。
9.进一步的，所述第三降压电路将5v电压转为3.3v，用于给sd卡电路供电。
10.进一步的，所述供电电源线和负载电源线与壳体之间还设置有电源线护套。
11.更进一步的，所述物联网通信模组电路采用gprs2g、4g、nbiot和5g 无线传输方式中的一种或多种。
12.更进一步的，所述电参数采样电路对电压、电流、有功功率和功率因数中的一种或多种参数进行数据采集，数据采集频率每秒4次以上。
13.本实用新型提供的一种电动工具交流电参数采集装置，包括第一接线端子、电参数采样电路、sim卡、物联网通信模组电路、本地时钟模块、sd卡电路、供电电源线、外壳、负
载电源线和第一接线端子第二接线端子。与现有技术相比，该电动工具交流电参数采集装置为电动工具用户测试提供了有效记录方法，相比人工方法成本低、效率高、全生命周期记录、数据客观准确，而且体积小、方便携带、防水、抗震、抗压，能在恶劣工况下使用。
附图说明
14.图1为本实用新型电动工具交流电参数采集装置立体结构示意图；
15.图2为本实用新型电动工具交流电参数采集装置电路板框图；
16.图3(a)为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中电参数采样电路电路图一；
17.图3(b)为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中电参数采样电路电路图二；
18.图4为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中第一降压电路电路图；
19.图5为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中第二降压电路电路图；
20.图6为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中第三降压电路电路图；
21.图7为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中物联网通信模组结构示意图；
22.图8为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中物联网通信模组管脚排列图；
23.图9为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中物联网通信模组电路电路图。
具体实施方式
24.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
25.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
26.实施例
27.图1为本实用新型电动工具交流电参数采集装置立体结构示意图；图2为本实用新型电动工具交流电参数采集装置电路板框图。如图1-2所示，一种电动工具交流电参数采集装置，包括第一接线端子1、电参数采样电路3、sim 卡7、物联网通信模组电路8、本地时钟模块10、sd卡电路12、供电电源线14、外壳15、负载电源线16和第一接线端子第二接线端子17；
28.供电电源线14穿过外壳15连接至第一接线端子第二接线端子17上，负载电源线16穿过外壳15连接至第一接线端子1上；第一接线端子第二接线端子17通过保护电路2连接至降压电路i4和ac/dc隔离电源5；第一接线端子第二接线端子17通过电参数采样电路3与第一接线端子1连接；降压电路i4与电参数采样电路3连接，ac/dc隔离电源5通过第二降压电路6 与物联网通信模组电路8连接，ac/dc隔离电源5经第三降压电路11与sd 卡电路12连接；电参数采样电路3通过光耦电路9与物联网通信模组电路8 进行串口通信，sim卡7与物联网通信模组电路8连接并为其提供流量，物联网通信模组电路8与本地时钟模块10进行通信获取本地时间，物联网通信模组电路8与sd卡电路12进行通信读取或存储采集数据。物联网通信模组电路通过uart与spi与电参数采样电路、sim卡、本地时钟模块、sd卡电路通信，
物联网通信模组电路采用gprs2g、4g、nbiot和5g无线传输方式中的一种或多种。
29.图3(a)为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中电参数采样电路电路图一；图3(b)为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中电参数采样电路电路图二。如图3(a)和图3(b)所示，电参数采样电路通过uart接口与物联网通信模组电路连接。物联网通信模组电路通过uart进行写入校准数据以及读出功率、电流、电压、功率因数数据。通过电阻r4进行电流采样，电阻r7～r13形成电压采样，功率及功率因数通过采样电路芯片内部进行计算。采样电路芯片包括rn8209c。rn8209c是一颗单相多功能防窃电计量芯片，具备三路高精度测量adc，能同时提供两路独立的有功功率和电流有效值以及电压有效值、线频率、过零中断等，rn8209c也可实现无功计量功能。rn8209c 支持uart接口，uart接口的输入引脚与复位引脚复用。
30.图4为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中第一降压电路电路图。如图4所示，第一降压电路将输入的220v电压转换为dc5v和dc3.3v，用于给电参数采样电路供电。
31.图5为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中第二降压电路电路图。如图5所示，第二降压电路将5v电压转为4v，用于给物联网通信模组电路供电。
32.图6为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中第三降压电路电路图。如图6所示，第三降压电路将5v电压转为3.3v，用于给sd卡电路供电。
33.供电电源线14和负载电源线16与壳体15之间还设置有电源线护套13。
34.上述电源线护套13固定于外壳15上，供电电源线14穿过电源线护套 13和外壳15连接至第一接线端子第二接线端子17上，供电电源线14与市电连接为电动工具提供电源，负载电源线16也穿过电源线护套13和外壳15 连接至第一接线端子1上，负载电源线16连接电动工具，第一接线端子第二接线端子17通过保护电路2连接至降压电路14和ac/dc隔离电源5，第一接线端子第二接线端子17通过电参数采样电路3连接至第一接线端子1，降压电路14连接至电参数采样电路3为其供电，ac/dc隔离电源5通过第二降压电路6连接至物联网通信模组电路8为其供电，电参数采样电路3通过光耦电路9与物联网通信模组电路8进行串口通信，电参数采样电路3将采样数据传给物联网通信模组电路8，sim卡7与物联网通信模组电路8连接并为其提供流量，ac/dc隔离电源5经第三降压电路11降压后为sd卡电路12 提供电源，物联网通信模组电路8与本地时钟模块10进行通信获取本地时间，物联网通信模组电路8与sd卡电路12进行通信读取或存储采集数据。物联网通信模组电路8会将当前获取的电参数采样电路3的数据标记上本地时钟模块10的时间数据，当网络信号较差时物联网通信模组电路8将数据缓存于 sd卡电路12，网络信号良好时，物联网通信模组电路8将数据直接上传平台，并将sd卡电路12的存储数据也上传至平台。
35.物联网通信模组电路8采用gprs2g、4g、nbiot和5g无线传输方式中的一种或多种。物联网通信模组电路可以采用现有的无线通信模组。无线通信模组是一种将芯片、存储器、功放器件、天线接口、功能接口等集成于电路板上的模块化组件，实现无线电波收发、信道噪声过滤及模拟信号与数字信号之间相互转换等功能。物联网终端通过无线通信模组接入网络，满足数据无线传输需求，无线通信模组是实现万物智联的关键设备。模组的价值主要集中在两个方面：首先，模组作为一个集成芯片，通过整合不同的网络制式 (2g/3g/4g/5g/nb等)，满足不同应用场景，提供更为稳定的硬件通信，简化用厂商的工作；其次，模组厂商根据应用厂商的需求，定制烧录系统 (android、linux等)，提供软件开发的基础系统。应用
厂商无需直接面对芯片和软件，只需要知道接入网络，在哪种系统开发应用，再购买现成定制的模组即可。物联网通信模组处于感知层和网络层中间，为万物互联的基石。物联网通信模组相当于物联网的“连接器”，所有由感知层产生的数据都需要通过其传送至网络层。模组与物联网设备是一一对应关系，具备不可替代性。物联网下游应用场景具备多样化、化以及爆发的先后不一的特点，相较之下物联网模组具备通用的属性。通常而言，增加一个物联网连接数，就需要增加1-2个通信模块。物联网通信模组作为物联网行业的“铲者”，伴随物联网应用爆发和连接数的快速增长，板块景气度提升的确定性高。
36.图7为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中物联网通信模组结构示意图；图8为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中物联网通信模组管脚排列图；图9为本实用新型电动工具交流电参数采集装置中物联网通信模组电路电路图。如图7、图8和图9所示，本实施例物联网通信模组采用air202 通信模组，air202模块是四频段gsm/gprs模块，它的工作频段是：gsm850mhz， gsm900mhz，dcs1800mhz和pcs1900mhz。air202支持gprs多时隙等级10和gprs 编码格式cs-1，cs-2，cs-3和cs-4。air202具有17.7mm
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14.8mm
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2.3mm 的超小尺寸，几乎能够满足所有的m2m的需求，包括汽车及个人追踪服务、无线pos机、智能计量、工业级pda以及其它m2m的应用。air202内置 32mbnorflash+32mbsram，并支持合宙特有的luat开源平台，方便客户做二次开发。
37.air202有丰富的外围接口，支持uart，spi，i2c等各种接口，可支持最多16个gpio，并支持adc，音频输入和输出功能，满足各种应用场景的使用要求。air202是贴片式模块，采用lcc封装，可以通过其管脚焊盘内嵌于客户应用中，提供了模块与客户主板间丰富的硬件接口。air202模块采用了省电技术，电流功耗在睡眠模式drx＝5下，低至1.14ma。air202内嵌tcp udpppp https ssl等协议，已内嵌的扩展at命令可以使用户更容易地使用这些互联网协议。
38.air202模块完全符合rohs标准。air202模块具有四频:gsm850，gsm900， dcs1800，pcs1900，频段自动搜索，频段选择可以通过at命令来设置，符合 gsmphase2/2+。发射功率为class4(2w):gsm850和gsm900；class1(1w): dcs1800和pcs1900。供电vbat3.4v～4.2v，典型值3.8v。省电模式耗流为1.40ma@drx＝2、1.14ma@drx＝5、1.03ma@drx＝9。gprs连接特性：gprs多时隙等级为12(默认)，gprs移动台等级b。gprs数据特性为：gprs数据下行传输最大85.6kbps，gprs数据上行传输最大85.6kbps，编码格式cs-1, cs-2,cs-3和cs-4，支持通常用于ppp连接的pap(密码验证协议)协议，内嵌协议tcp/udp/ftp/ppp等，支持分组广播控制信道(pbcch)。温度范围为正常工作温度:-40℃～+85℃，存储温度：-45℃～+90℃。短消息(sms) 支持text和pdu模式。sim卡接口支持sim/usim卡:1.8v，3v。天线接口特性阻抗为50q。音频接口支持通话、录音以及播放功能，可直接驱动8欧姆喇叭。串口可用于支持at命令和gprs数据，自适应波特率从2400bps 到921600bps。调试串口可用于软件升级和软件调试。air202模块支持spi，支持i2c和实时时钟。
39.电参数采样电路3对电压、电流、有功功率和功率因数中的一种或多种参数进行数据采集，数据采集频率每秒4次以上。
40.本实用新型提供的一种电动工具交流电参数采集装置，包括第一接线端子、电参数采样电路、sim卡、物联网通信模组电路、本地时钟模块、sd卡电路、供电电源线、外壳、负载电源线和第一接线端子第二接线端子。与现有技术相比，该电动工具交流电参数采集装
置为电动工具用户测试提供了有效记录方法，相比人工方法成本低、效率高、全生命周期记录、数据客观准确，而且体积小、方便携带、防水、抗震、抗压，能在恶劣工况下使用。
41.上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，但如前，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。