基于物联网的电能质量监控系统及装置的制作方法

本实用新型属于电力技术领域，尤其涉及一种基于物联网的电能质量监控系统及装置。

背景技术：

近年来，电力能源的普及化发展，使得各种电力产品纷纷涌现，但是由于厂商们的产品多种多样，对电力造成了一定的污染，以及随着电力供应商品化，市场化的发展，国内电力部门和电力用户对电能质量愈发重视，供电系统的电能质量高低，直接关系到供电系统能否安全运行和用户是否能够安全用电，由于大量采用电力电子技术的工业设备的家用电器的应用致使电能质量逐渐恶化，高压直流输电系统和应用和大量变频器、整流器、电弧炉等非线性负载的接入使得电网中的谐波污染情况日趋严重，如果不能对电能进行实时准确的管理，将导致供电设备的安全性降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的电能质量监控系统及装置，旨在解决传统的技术方案中存在的不能对电能进行实时准确的管理，导致供电设备的安全性降低的问题。

一种基于物联网的电能质量监控系统，与电表连接，所述系统包括：

数据采集单元，被配置为采集电能信号以及所述电表的开关量信号；

电能质量芯片，与所述数据采集模块连接，被配置为根据所述电能信号输出电能质量信号；

主控制器，与所述电能质量芯片连接，接收所述电能质量信号；

无线通信单元，与所述主控器连接，被配置为与外界的无线通信；

显示单元，与所述主控制器连接，被配置为根据所述电能质量信号显示电能质量状态；

遥控单元，与所述主控制器连接，被配置为根据所述电能质量信号控制所述电表的开关状态；

电源单元，被配置为提供供电电源。

在其中一实施例中，所述数据采集单元包括传感器模块和协议转换芯片，所述传感器模块与所述协议转换芯片连接，所述传感器模块被配置为检测电能状态，并将所述电能状态转换为所述电能信号，所述协议转换芯片被配置为所述传感器与所述电能质量芯片之间的通信协议转换。

在其中一实施例中，所述传感器模块包括温湿度传感器、电压传感器和电流传感器，所述温湿度传感器、所述电压传感器和所述电流传感器均与所述协议转换芯片连接。

在其中一实施例中，所述无线通信单元包括4G无线模块，所述4G无线模块与所述主控制器连接，被配置为与外界网关的无线通信。

在其中一实施例中，所述电源单元包括直流输入模块、交流输入模块和电压转换模块，所述直流输入模块被配置为输入直流电压，所述交流输入模块被配置为输入交流市电，所述电压转换模块分别连接所述直流输入模块和所述交流输入模块，被配置为将直流输入模块和所述交流输入模块输出的第一电压转换为所述供电电源。

在其中一实施例中，所述直流输入模块包括整流桥、保险丝和第一电压转换芯片；所述整流桥的输入端连接所述直流电压，所述整流桥、所述保险丝和所述第一电压转换芯片依次连接。

在其中一实施例中，所述交流输入模块包括整流芯片，所述整流芯片的输入端连接所述交流市电的零线和火线，所述整流芯片的输出端连接所述电压转换模块。

在其中一实施例中，所述电压转换模块包括第二电压转换芯片和第三电压转换芯片，所述第二电压转换芯片的输入端连接所述第一电压，所述第二电压转换芯片的输出端连接所述主控制器，所述第三电压转换芯片的输入端连接所述第一电压，所述第三电压转换芯片的输出端连接所述无线通信单元。

此外，还提供了一种基于物联网的电能质量监控装置，与电表连接，所述装置包括：上述的基于物联网的电能质量监控系统。

上述的基于物联网的电能质量监控系统，通过数据采集单元采集电能信号以及所述电表的开关量信号，电能质量芯片根据所述电能信号输出电能质量信号，主控制器接收所述电能质量信号，无线通信单元将该电能质量信号传输给终端，实现实时的电能质量监控，而且遥控单元根据所述电能质量信号控制所述电表的开关状态，对电能质量进行实时准确的管理，提升供电设备的安全性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的基于物联网的电能质量监控系统的结构示意图；

图2为图1所示的基于物联网的电能质量监控系统中电源单元的结构示意图；

图3为图1所示的基于物联网的电能质量监控系统中直流输入模块的电路原理图；

图4为图1所示的基于物联网的电能质量监控系统中交流输入模块的电路原理图；

图5为图1所示的基于物联网的电能质量监控系统中电压转换模块的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型较佳实施例提供的基于物联网的电能质量监控系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

基于物联网的电能质量监控系统与电表连接，该基于物联网的电能质量监控系统包括：数据采集单元10、电能质量芯片20、主控制器30、无线通信单元40、显示单元50、遥控单元60和电源单元70。

数据采集单元10被配置为采集电能信号以及电表的开关量信号；数据采集单元10包括传感器模块和协议转换芯片，传感器模块与协议转换芯片连接，传感器模块被配置为检测电能状态，并将电能状态转换为电能信号，协议转换芯片用于传感器与电能质量芯片20之间的通信协议转换。传感器模块包括温湿度传感器、电压传感器和电流传感器，其中，温湿度传感器、电压传感器和电流传感器均与协议转换芯片连接，在实际应用中，可以根据需求增加其他传感器检测装置，扩展其他功能，由于市面上各种传感器通信方式多种多样，例如RS485通信、RS232通信等，本实施例将从不同的传感器接入网络的协议转换芯片、将下层的标准格式的数据统一封装、保证不同的传感器的协议能够变成统一的数据和信令，同时将上层下发的数据包解析成传感器的协议可以识别的信令和控制指令。

电能质量芯片20与数据采集模块连接，被配置为根据电能信号输出电能质量信号，主控制器30与电能质量芯片20连接，接收电能质量信号，无线通信单元40与主控器连接，被配置为与外界的无线通信。无线通信单元40包括4G无线模块，4G无线模块与主控制器30连接，被配置为与外界网关的无线通信。在其他实施例中，无线通信单元40还可以包括以太网通信、LORA无线通信、Mbus通信等多种通信模式，可以广泛适用不通通信接口的设备互联互通。

电源单元70被配置为提供供电电源。电源单元70包括直流输入模块71、交流输入模块72和电压转换模块73，直流输入模块71被配置为输入直流电压，交流输入模块72被配置为输入交流市电，电压转换模块73分别连接直流输入模块71和交流输入模块72，被配置为将直流输入模块71和交流输入模块72输出的第一电压转换为供电电源。直流输入模块71包括整流桥DB1、保险丝F1和第一电压转换芯片U1；整流桥DB1的输入端连接直流电压，整流桥DB1、保险丝F1和第一电压转换芯片U1依次连接。交流输入模块72包括整流芯片U2，整流芯片U2的输入端连接交流市电的零线和火线，整流芯片U2的输出端连接电压转换模块73。电压转换模块73包括第二电压转换芯片U3和第三电压转换芯片U4，第二电压转换芯片U3的输入端连接第一电压，第二电压转换芯片U3的输出端连接主控制器30，第三电压转换芯片U4的输入端连接第一电压，第三电压转换芯片U4的输出端连接无线通信单元40。该系统根据使用现场供电方式不同，支持220V交流市电供电和DC9-DC36V直流供电，直流电路做了优化处理可以不需要分正负方向。同时该系统具备电池供电，当市电掉电后可继续运行。

显示单元50与主控制器30连接，被配置为根据电能质量信号显示电能质量状态；本实施例显示单元50采用液晶屏，可以查看设备运行情况和一些基本的数据以及电能质量相关数据。

遥控单元60与主控制器30连接，被配置为根据电能质量信号控制电表的开关状态。该遥控单元60内置有过流继电器，可以对外部设备进行拉合闸功能，例如产生异常告警需要拉合闸空气开关以保证用电安全。同时，主控制器30可以通过传感器模块采集开关量数据，例如空气开关状态、门禁状态等，从而为遥控单元60对电表的开关状态提供控制参数。

在上述基于物联网的电能质量监控系统的基础上，本实用新型还提供一种基于物联网的电能质量监控装置，与电表连接，该基于物联网的电能质量监控装置包括：上述的基于物联网的电能质量监控系统。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。