本實用新型涉及電機系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測儀。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的、非智能的電機性能測量儀器：一般為單件的專用儀器，作用方式也都是采用人工操作、人工讀數(shù)和處理測量數(shù)據(jù)，存在著如下缺陷：

1.工作效率低，全程需要人工操作。

2.測量時間與測試數(shù)據(jù)上報不同步、人為因素對測試結(jié)果影響大。

3.儀器體積較大，并不適合作為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳感器節(jié)點，布置在工業(yè)現(xiàn)場進行長期的實時測量。

現(xiàn)有智能電量測試儀器：能基本實現(xiàn)電機常規(guī)電參數(shù)測量，能上傳數(shù)據(jù)，但存在著如下缺陷：

1.測量數(shù)據(jù)不全面，未考慮對電機實時負(fù)載率和效率進行測量，無法對變頻變負(fù)載的電機工況實現(xiàn)持續(xù)測量。

2.傳統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)要么成本高：如GPRS網(wǎng)絡(luò)，需要用戶支付流量費用；要么通信距離短，如Bluetooth、Wi-Fi，僅有不到100米的有效距離；要么組網(wǎng)復(fù)雜，如ZigBee需要接力組網(wǎng)；都不適用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，如485總線或Ethernet網(wǎng)，存在安裝復(fù)雜和布線成本高的問題。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上，存在局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供電機系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測儀。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：電機系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測儀，包括處理器；所述處理器與電源、人機交互界面、AD轉(zhuǎn)換模塊連接；所述AD轉(zhuǎn)換模塊與采集模塊連接；所述采集模塊接入電機。

所述采集模塊包括接在電機輸入端每一相上的電流互感器和電壓互感器。可以根據(jù)實際情況，選擇不同量程的電流互感器和電壓互感器，得到所需的測試信號。

所述無線通信模塊采用低功耗物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，采用低功耗物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議（LPWAN），無需用戶支付額外通信費用，即可使用433MHz/470 MHz頻段，進行1-5km的遠(yuǎn)距離通信。

檢測儀與無線接收終端可進行實時的數(shù)據(jù)通信；外部服務(wù)器與無線接收終端可進行實時的數(shù)據(jù)通信。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果為：本實用新型成本低，通信距離長，組網(wǎng)簡單，適用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備；安裝簡單，布線成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實用新型實施例使用原理圖。

具體實施方式

本發(fā)明的電路設(shè)計方案和各個組件功能：

1.電流互感器和電壓互感器組成儀器外部的傳感器采集端，根據(jù)被測數(shù)據(jù)的實際情況，選擇不同量程和精度的電流互感器和電壓互感器，得到所測試信號。

2.檢測電路接收到所測試信號并分壓為適當(dāng)?shù)碾妷盒盘?，并?jīng)及AD轉(zhuǎn)換模塊傳送給電量檢測芯片。

3.電量檢測芯片根據(jù)傳入的測試信號，進行諸參數(shù)測量，得到初步的測量結(jié)果，并通過數(shù)據(jù)接口傳送給MCU。

4.MCU可以通過數(shù)據(jù)接口，將完整的測量數(shù)據(jù)以及測量時間，打包成數(shù)據(jù)包。并且將數(shù)據(jù)包傳送給LPWAN通信模塊。

5.LPWAN通信模塊按照LPWAN通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)的發(fā)送或者接收。該通信模塊可以上傳數(shù)據(jù)到Internet端的數(shù)據(jù)庫或者軟件平臺，該通信模塊也可以與其他測量設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)、通信和數(shù)據(jù)共享。

6.MCU可以通過數(shù)據(jù)接口，對存儲模塊進行讀寫。存儲模塊可以存儲嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，也可以存儲測量結(jié)果。用戶也可以使用數(shù)據(jù)接口對存儲模塊中的數(shù)據(jù)進行讀取、修改和寫入。

7.設(shè)備自帶LED顯示屏和按鍵，可以供用戶直接設(shè)置設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，或者查看設(shè)備的測量結(jié)果。

8.設(shè)備自帶供電電路和電池，可以不依靠外部供電。設(shè)備的電池可以拆卸。

測量部分使用高精度電流互感器以及電壓互感器，電流互感器可以根據(jù)實際測量量程更換各種規(guī)格的傳感器，電壓互感器使用分辨率0.2級的互感器，最大測量量程為0-1000V，可加外部擴展測量10KV以上電壓。

電流電壓AD轉(zhuǎn)換和檢測模塊采用一顆高精度三相電能計量芯片，適用于單相單線、三相三線和三相四線三種模式的交流電壓電流的檢測。芯片內(nèi)部集成了六路二階 Sigma-Delta AD轉(zhuǎn)換電路以及所有功率、能量、有效、功率因數(shù)以及頻率測量的數(shù)字信號處理等電路、能夠測量各相以及合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功能量以及無功能量、同時還能測量各相電流、電壓有效值、功率因數(shù)、相角、頻率等參數(shù)、充分滿足動力設(shè)備性能數(shù)據(jù)檢測需求。使用該芯片很大程度上簡化了硬件設(shè)計，符合工業(yè)上簡單高效穩(wěn)定的原則。

信號處理系統(tǒng)采用一個32位嵌入式微處理器芯片（MCU），通過SPI數(shù)據(jù)總線從電流電壓檢測模塊讀取測試數(shù)據(jù)并進行分類、補償和計算，信號處理系統(tǒng)集數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)據(jù)顯示，參數(shù)錄入，數(shù)據(jù)存儲一體。能滿足用戶各方面的需求。

設(shè)計尺寸不大于200mm*100mm*100mm，外殼設(shè)計見附圖。

外殼包括LED顯示屏、鍵盤、數(shù)據(jù)接口、天線座和天線。

外殼做絕緣設(shè)計。

設(shè)備即插即用，被測電機或者電力網(wǎng)絡(luò)不用斷電，設(shè)備可以在不依靠外部供電的情況下持續(xù)工作數(shù)月。

星狀組網(wǎng)，設(shè)備可以自動搜尋網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備，并自動發(fā)起連接。

無線通信有效距離：5km。

部分測試數(shù)據(jù)精度（部分經(jīng)過中國計量科學(xué)院鑒定）：

1.電壓測量不確定度：0.01V

2.電流測量不確定度：0.02A

3.功率因數(shù)測量不確定度：0.003

4.負(fù)載率測量精度：<10%

5.諧波測算次數(shù)：25次

如圖2是一臺水泵電機1運行示意圖，其中描繪了電機系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測儀器2的檢測方式。

電機1是三相電機，因此只需要提供電機三相3*380AC交流電源3即可。

關(guān)閉電機系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測儀2的電源。

5,6,7是電流互感器，用法是將電流互感器電流鉗依次夾在三根輸入電源線上，使電源線穿過電流鉗5,6,7的電流檢測孔。電流鉗5,6,7的另外一端依次接到電機系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測儀2上。

電壓測試夾8,9,10依次夾在三根電源線上，需要夾破電源線，電壓測試夾的另外一端接在電機系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測儀2上。

打開電機系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測儀2的電源開關(guān)，開始測量。測量結(jié)果存儲在SD卡上，需要時拔出SD卡就可以讀取測量的結(jié)果。