带蓝牙功能的智能断路器的制作方法

1.本技术涉及断路器技术领域，尤其涉及一种带蓝牙功能的智能断路器。


背景技术：

2.目前市场上大部分的电能表外置断路器在电能表欠费或缴费后不能自动分闸或合闸，而目前带有重合闸的电能表外置断路器大部分是依据国家电网制定的q/gdw 11421
‑
2015《电能表外置断路器技术规范》生产的，外置断路器和电能表通过ac220v有线方式进行连接，这种连接方式存在安全隐患，也很容易通过人为模拟的方式控制断路器的状态，因此也具有人为非法控制的隐患。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种带蓝牙功能的智能断路器。
4.本技术提供了一种带蓝牙功能的智能断路器，包括：控制模块和断路器模块，所述控制模块包括电源单元、主控单元、蓝牙单元、安全加密单元、驱动单元、执行单元、回路检测单元和电压检测单元，其中：所述电源单元，与所述主控单元、所述蓝牙单元、所述执行单元和所述安全加密单元连接，用于为所述主控单元、所述蓝牙单元、所述执行单元和所述安全加密单元供电；所述蓝牙单元，与所述主控单元和智能电表连接，且与所述智能电表为无线连接，用于将所述智能电表的电表信息传输至所述主控单元；所述电压检测单元，与所述主控单元连接，用于检测所述电源单元是否上电正常，所述上电正常包括检测到已上电及电压幅值在预设范围内；所述主控单元，与所述驱动单元连接，用于在所述电源单元上电正常的情况下，若所述电表信息为欠费信息，则生成第一控制命令，并将所述第一控制命令发送给所述驱动单元，以及若所述电表信息为缴费信息，则生成第二控制命令，并将所述第二控制命令发送给所述驱动单元；所述驱动单元，通过所述执行单元与所述断路器模块连接，用于根据所述第一控制命令驱动所述执行单元对所述断路器模块进行分闸操作，以及根据所述第二控制命令驱动所述执行单元对所述断路器模块进行合闸操作；所述回路检测单元，连接在所述主控单元和所述执行单元之间，用于监测所述断路器的异常信号，并将所述异常信号传递给所述主控单元；所述安全加密单元，与所述主控单元连接，用于对所述主控单元中的异常信号进行加密；所述主控单元还用于将加密后的所述异常信号发送给智能电表。
5.本技术提供的智能断路器，通过蓝牙单元、主控单元、驱动单元和执行单元，可以实现自动合闸和分闸，减少用户在缴费成功之后的合闸操作，提高了用户的用电体验，降低国家电网在运维方面的人力投入。而且由于采用了蓝牙单元与智能电表进行无线连接，减少了有线连接方式所带来的安全隐患，也不会有人为非法控制的隐患。
附图说明
6.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
7.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
8.图1为本技术提供的一种带蓝牙功能的智能断路器的结构示意图。
具体实施方式
9.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
10.本技术提供一种带蓝牙功能的智能断路器，如图1所示，该智能断路器包括：控制模块和断路器模块，所述控制模块包括电源单元、主控单元、蓝牙单元、安全加密单元、驱动单元、执行单元、回路检测单元和电压检测单元，其中：
11.所述电源单元，与所述主控单元、所述蓝牙单元、所述执行单元和所述安全加密单元连接，用于为所述主控单元、所述蓝牙单元、所述执行单元和所述安全加密单元供电；
12.所述蓝牙单元，与所述主控单元和智能电表连接，且与所述智能电表为无线连接，用于将所述智能电表的电表信息传输至所述主控单元；
13.所述电压检测单元，与所述主控单元连接，用于检测所述电源单元是否上电正常，所述上电正常包括检测到已上电及电压幅值在预设范围内；
14.所述主控单元，与所述驱动单元连接，用于在所述电源单元上电正常的情况下，若所述电表信息为欠费信息，则生成第一控制命令，并将所述第一控制命令发送给所述驱动单元，以及若所述电表信息为缴费信息，则生成第二控制命令，并将所述第二控制命令发送给所述驱动单元；
15.所述驱动单元，通过所述执行单元与所述断路器模块连接，用于根据所述第一控制命令驱动所述执行单元对所述断路器模块进行分闸操作，以及根据所述第二控制命令驱动所述执行单元对所述断路器模块进行合闸操作；
16.所述回路检测单元，连接在所述主控单元和所述执行单元之间，用于监测所述执行单元，并在所述执行单元的执行过程出现异常时向所述主控单元发送异常信号；
17.所述安全加密单元，与所述主控单元连接，用于对所述主控单元中的异常信号进行加密；
18.所述主控单元还用于将加密后的所述异常信号发送给智能电表。
19.可理解的是，电压检测单元用于检测电源单元为其余各个单元的供电情况，即上电情况，即电源单元能够提供的电压的情况。如果电源单元能够正常上电，则智能断路器能够正常工作，各个模块或单元可以实现相应的功能。如果不能正常上电，此时智能断路器不能正常工作，此时可以发出报警信号给用户。故本技术中的控制模块还可以包括：报警单元，与所述主控单元连接，用于在所述电源单元上电异常时发出报警信号。当用户根据报警
单元得知电源模块上电异常，会进行相应的维修等处理。从图1中可以看出，电压检测单元设置在火线l和零线s之间。
20.可理解的是，当智能电表欠费时，会向蓝牙单元发送欠费信息；当用户缴费之后，智能电表会向蓝牙单元发送缴费信息。当然，智能电表也可以按照预设时间间隔向蓝牙单元发送电表信息，电表信息可以包括当前剩余电费、本月所用电量、本月所缴纳电费等信息。
21.可理解的是，蓝牙单元会将接收到的电表信息发送给主控单元，以供主控单元进行相应的操作。当然，如果蓝牙单元接收到的电表信息是加密后的，也就是说，智能电表将加密后的电表信息发送给蓝牙单元，蓝牙单元在将加密后的电表信息发送给主控单元之后，主控单元可以利用安全加密单元对加密后的电表信息进行解密，得到解密后的电表信息。
22.可理解的是，这里采用蓝牙单元与智能电表通信，由于蓝牙具有透传功能，因此不需要进行有线连接，即蓝牙单元与智能单元之间可以无线连接，通过蓝牙协议传输数据。由于蓝牙技术在近距离通信抗干扰能力、安全性和传输速率优于zigbee技术，且误码率低、稳定性高。
23.可理解的是，主控单元在电源单元上电正常的情况下，若发现电表信息为欠费信息，则向驱动单元发送第一控制指令，进而驱动单元驱动执行部件执行相应的动作，以使断路器模块进行分闸或跳闸。也就是说，在智能电表欠费时，本技术提供的智能断路器能够自动控制断路器模块进行分闸或跳闸。若用户进行缴费之后，智能电表由欠费状态转为缴费状态，此时主控单元发现接收到的电表信息为缴费信息，则向驱动单元发送第二控制指令，进而驱动单元驱动执行部件执行相应的动作，以使断路器模块进行合闸。
24.可理解的是，执行单元可以为电机装置或传送装置，驱动单元可以电机驱动单元，执行单元在驱动电机的不同驱动下，执行不同的动作，进而断路器模块实现不同的动作。
25.可理解的是，在执行单元在执行动作时有可能发生异常情况，如果，一个智能电表为欠费状态，此时断路器模块本应是分闸状态，但断路器模块却处于合闸状态；在用户缴费时候，执行单元在驱动单元的控制下欲控制断路器模块合闸，但是由于此时断路器模块就处于合闸状态，因此执行单元的执行过程会出现异常。如果回路检测单元检测到执行单元的执行情况出现异常，可以知道断路器模块出现异常情况，此时回路检测单元向所述主控单元发送异常信号。
26.可理解的是，主控单元在接收到异常信号时，利用安全加密单元对异常信号进行加密，并将加密后的异常信号发送给智能电表，以供智能电表自检。通过安全加密单元的加密可有效保证传输数据的机密性和完整性。安全加密单元的芯片可以通过spi接口(即串行外设接口)与主控单元连接。
27.在具体实施时，智能电表发生欠费和用户缴费毕竟所占时间点比较少，大部分时候智能电表都是电费有余额的情况，此时断路器模块不会进行合闸或分闸。为了减少控制模块的电量消耗，所述电源单元可以包括切换控制电路、开关电源电路、低功耗唤醒电路、低功耗电源电路和输出模块；其中，所述切换控制电路分别与所述开关电源电路和低功耗唤醒电路连接，所述低功耗唤醒电路与所述低功耗电源电路连接，所述开关电源电路和所述低功耗电源电路均与所述输出电路连接。
28.其中，所述切换控制电路，与所述主控单元，用于在所述主控单元接收到的电表信息为预设信息时，控制所述低功耗唤醒电路唤醒所述低功耗电源电路，由所述低功耗电源电路提供电源；在所述主控单元接收到的电表信息为所述欠费信息或所述缴费信息时，控制所述开关电源电路提供电源。
29.也就是说，电源单元中有两个供电单元，一个是开关电源电路，一个是低功耗电源电路，具体由切换控制电路进行分析判断，选择其中一个电源电路，并通过输出电路向外供电。
30.例如，当主控单元接收到的电表信息发送给切换控制电路，如果切换控制电路分析得知电表信息为所述欠费信息或所述缴费信息，则切换控制电路控制所述开关电源电路提供电源。如果切换控制电路分析得知电表信息为除了所述欠费信息或所述缴费信息之外的信息，则切换控制电路控制所述低功耗唤醒电路来唤醒所述低功耗电源电路，由所述低功耗电源电路提供电源。
31.其中，开关电源电路的芯片可以采用初级侧电压及电流采样技术，无需光耦和二次侧控制电路，具有精确的输出电压和电流调节功能。
32.可理解的是，电源单元中的各个电路可以通过多种结构实现，在实际应用时可以自行选择，这里不一一描述。
33.在具体实施时，可能发生一些特殊情况，例如发生火灾，在发生那个火灾时，空气温度骤升，如果不分闸的话，可能会有更大的安全隐患，所以本技术中的控制模块还可以包括：
34.温度传感器，与所述主控单元连接，用于检测接线端子温度，并将所检测到的温度发送给所述主控单元；此时，所述主控单元用于在所述温度高于预设温度时，向所述驱动单元发送所述第一控制命令。
35.可理解的是，如果接线端子温度过高，说明当前环境有异常情况，为了减少安全隐患，主控单元可以生成第一控制命令，并将第一控制命令发送给驱动单元，以使驱动单元驱动执行单元执行相应的动作，从而断路器模块进行分闸。
36.在具体实施时，还可能发生一些特殊情况，例如，回南天、暴雨等，环境中的湿度特别大，有可能会出现线路短路。为了减少因湿度特别大而引起的安全隐患，本技术中的控制模块还可以包括：
37.湿度传感器，与所述主控单元连接，用于检测空气湿度，并将所检测到的湿度发送给所述主控单元；此时所述主控单元用于在所述湿度高于预设湿度时，向所述驱动单元发送所述第一控制命令。
38.也就是说，当环境湿度特别大时，很可能会引起巨大的安全隐患，此时主控单元会生成第一控制命令，并将第一控制命令发送给驱动单元，以使驱动单元驱动执行单元执行相应的动作，从而断路器模块进行分闸。
39.为了进一步减少安全隐患，本技术中的控制模块还可以包括：
40.漏电保护单元，与所述主控单元连接，用于检测到漏电时向所述主控单元发送漏电提醒信息；此时，所述主控单元用于接收到所述漏电提醒信息时，向所述驱动单元发送所述第一控制命令。
41.如果漏电保护单元检测到智能电表出现漏电情况时，可以向主控单元发送漏电提
醒信息，主控单元便会生成第一控制命令，并将第一控制命令发送给驱动单元，以使驱动单元驱动执行单元执行相应的动作，从而断路器模块进行分闸。
42.在具体实施时，为了避免家里孩子随意打开智能断路器的箱体，减少不必要的伤害，可以设置一个特殊的箱体，只有加密成年人才能打开智能断路器的箱体。即本技术提供的智能断路器还可以包括：用于容置所述控制模块、断路器模块和智能电表的智能箱体，所述智能箱体包括箱体、智能锁单元和身份验证单元，其中，所述身份验证单元用于对用户进行身份验证，并在验证成功时控制所述智能锁单元对所述箱体解锁。
43.其中，所述身份验证单元为虹膜验证单元、指纹验证单元或人脸验证单元。
44.当一个用户通过箱体上的身份验证单元验证身份，在验证成功后，智能锁单元会自动开启箱门。如果不能验证成功，智能锁单元不会自动开启箱门。这样家里成人可以在使用前先在身份验证单元中存储自己的身份验证信息，在以后需要打开箱门时通过身份验证便可以使箱门自动打开，既方便又安全。
45.基于以上设计，本技术中智能断路器的适应能力强、过载能力和抗冲击能力强、环境适应能力强、能适用于各种恶劣环境、报警功能齐全，且能及时提供异常状况的处理。
46.可理解的是，本技术中智能断路器的尺寸大小、冲击耐受电压、绝缘电压、短路电流、额定工作电压电流、断开和闭合参数等均符合国标要求。
47.本技术提供的智能断路器，通过蓝牙单元、主控单元、驱动单元和执行单元，可以实现自动合闸和分闸，减少用户在缴费成功之后的合闸操作，提高了用户的用电体验，降低国家电网在运维方面的人力投入。而且由于采用了蓝牙单元与智能电表进行无线连接，减少了有线连接方式所带来的安全隐患，也不会有人为非法控制的隐患。
48.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
49.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
50.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
51.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。