專利名稱:基于無(wú)線傳感網(wǎng)的用電信息采集和控制設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)的用電信息采集和控制設(shè)備，包括用于處理和分析用戶用電數(shù)據(jù)和控制命令的單片機(jī)模塊、用于采集用電信息和控制開(kāi)關(guān)的智能監(jiān)控模塊、用于用電數(shù)據(jù)和控制命令的發(fā)送和接收的無(wú)線射頻模塊、用于串口通信和燒錄程序的串口模塊和用于為單片機(jī)模塊、無(wú)線射頻模塊、智能監(jiān)控模塊和串口單元供電的電源模塊，所述單片機(jī)模塊、智能監(jiān)控模塊、無(wú)線射頻模塊和串口模塊均與電源模塊連接，所述智能監(jiān)控模塊、無(wú)線射頻模塊和串口模塊均與單片機(jī)模塊連接。本實(shí)用新型實(shí)時(shí)性良好、用戶參與程度較好、靈活性良好。
【專利說(shuō)明】基于無(wú)線傳感網(wǎng)的用電信息采集和控制設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種無(wú)線傳感網(wǎng)與智慧城市的交叉領(lǐng)域，尤其是一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)的用電信息采集和控制設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，用電需求大幅度增長(zhǎng)，但是電力供應(yīng)嚴(yán)重不足，電力供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾十分突出，電力短缺已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的突出問(wèn)題。顯然直接增加調(diào)峰發(fā)電裝機(jī)，提高電力供應(yīng)，滿足部分高峰負(fù)荷的方法很不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，目前供配電系統(tǒng)中普遍存在綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施貧乏、用戶用電數(shù)據(jù)采集量小、實(shí)時(shí)性差、用戶參與程度低、決策靈活性不足、布線成本高等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有用電信息采集和控制方式的用戶用電數(shù)據(jù)采集量小、實(shí)時(shí)性差、用戶參與程度低、決策靈活性不足、布線成本高的不足，本實(shí)用新型提供一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)的用電信息采集和控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)有功電能、有功功率、電壓、電流等用電信息的采集和無(wú)線上報(bào)，實(shí)時(shí)性良好、用戶參與程度較好、靈活性良好。
[0004]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述功能，采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)的用電信息采集和控制設(shè)備，包括用于處理和分析用戶用電數(shù)據(jù)和控制命令的單片機(jī)模塊、用于采集用電信息和控制開(kāi)關(guān)的智能監(jiān)控模塊、用于用電數(shù)據(jù)和控制命令的發(fā)送和接收的無(wú)線射頻模塊、用于串口通信和燒錄程序的串口模塊和用于為單片機(jī)模塊、無(wú)線射頻模塊、智能監(jiān)控模塊和串口單元供電的電源模塊，所述單片機(jī)模塊、智能監(jiān)控模塊、無(wú)線射頻模塊和串口模塊均與電源模塊連接，所述智能監(jiān)控模塊、無(wú)線射頻模塊和串口模塊均與單片機(jī)模塊連接。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在:本實(shí)用新型將無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到智慧城市中，采用低功耗、低成本、普遍和部署簡(jiǎn)易的無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，讓所有的節(jié)點(diǎn)自組織成一個(gè)無(wú)線傳感網(wǎng)，并能夠無(wú)線上報(bào)采集到的用戶用電信息和無(wú)線控制設(shè)備的立即開(kāi)關(guān)和定時(shí)開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型可有效的解決傳統(tǒng)電表存在的問(wèn)題，具有無(wú)需布線、擴(kuò)展靈活、控制簡(jiǎn)單、低能耗、高效率等特點(diǎn)，為供電用戶提供家庭用電明細(xì)和節(jié)電提醒，為相關(guān)研宄人員和政府管理人員的決策制定提供參考數(shù)據(jù)。同時(shí)提供定時(shí)控制功能，減少供電用戶的電能消耗，緩解電力供需緊張的壓力。

【附圖說(shuō)明】

[0007]圖1是本實(shí)用新型的用電信息采集和控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型的電源模塊的電路原理圖；
[0009]圖3是本實(shí)用新型的電能監(jiān)控模塊的電路原理圖；
[0010]圖4是本實(shí)用新型的無(wú)線射頻模塊的電路原理圖；
[0011]圖5是本實(shí)用新型的串口模塊的電路原理圖；
[0012]圖6是本實(shí)用新型的單片機(jī)模塊的電路原理圖；

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0014]如圖1所示，一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)的用電信息采集和控制設(shè)備，包括用于處理和分析用戶用電數(shù)據(jù)和控制命令的單片機(jī)模塊、用于采集用電信息和控制開(kāi)關(guān)的智能監(jiān)控模塊、用于用電數(shù)據(jù)和控制命令的發(fā)送和接收的無(wú)線射頻模塊、用于串口通信和燒錄程序的串口模塊和用于為單片機(jī)模塊、無(wú)線射頻模塊、智能監(jiān)控模塊和串口單元供電的電源模塊，所述單片機(jī)模塊、智能監(jiān)控模塊、無(wú)線射頻模塊和串口模塊均與電源模塊連接，所述智能監(jiān)控模塊、無(wú)線射頻模塊和串口模塊均與單片機(jī)模塊連接。
[0015]如圖2所示，所述的電源模塊電路:+5V直流穩(wěn)壓電源的插座J7的I腳和3腳接地，2腳提供+5V電壓。電阻RlO的一端接+5V電壓，另一端與指示燈Dl的正極連接。指示燈Dl的負(fù)極接地。
[0016]如圖3所示，所述的電能監(jiān)控模塊電路:485總線芯片U4的I腳與單片機(jī)Ul的42腳相連，2，3腳均與單片機(jī)Ul的18腳相連，4腳與單片機(jī)Ul的43腳相連，5腳接地，6腳均與電阻R15的一端和插座P4的I腳連接，7腳均與電阻R15的另一端和插座P4的2腳連接，8腳接+5V電壓。插座P4的3腳接+5V電壓，4腳接地。
[0017]如圖4所示，所述的無(wú)線射頻模塊電路:無(wú)線模塊U6的I腳與發(fā)光二極管D2的負(fù)極連接，2腳與發(fā)光二極管D3的負(fù)極連接，3腳與發(fā)光二極管D4的負(fù)極連接，4腳與發(fā)光二極管D5的負(fù)極連接，5腳與撥碼開(kāi)關(guān)SI的8腳連接，6腳懸空，7腳與撥碼開(kāi)關(guān)SI的7腳連接，8腳與撥碼開(kāi)關(guān)SI的6腳連接，9腳與撥碼開(kāi)關(guān)SI的5腳連接，10腳均與電容C9的一端和電阻R2的一端連接，11腳懸空，12腳與撥碼開(kāi)關(guān)S2的3腳連接，13腳與撥碼開(kāi)關(guān)S2的4腳連接，14腳接地，15腳和16腳接地，17腳接+5V電壓，18腳接地。撥碼開(kāi)關(guān)SI的1，2，3，4腳均接地，電容C9的另一端接地，電阻R2的另一端接+5V電壓。發(fā)光二極管D2的正極與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接+5V電壓。發(fā)光二極管D3的正極與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端接+5V電壓。發(fā)光二極管D4的正極與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端接+5V電壓。發(fā)光二極管D5的正極與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端接+5V電壓。撥碼開(kāi)關(guān)S2的I腳與串口插頭Jl的2腳連接；撥碼開(kāi)關(guān)S2的2腳與串口插頭Jl的3腳連接。
[0018]如圖5所示，所述的串口單元電路:串口芯片U2的I腳與電容C4的一端連接，2腳與電容C2的一端連接，3腳與電容C4的另一端連接，4腳與電容C3的一端連接，5腳與電容C3的另一端連接，6腳與電容Cl的一端連接，7腳、8腳、9腳和10腳懸空，11腳與單片機(jī)Ul的7腳連接，12腳與單片機(jī)Ul的5腳連接，13腳與串口插頭Jl的2腳連接，14腳與串口插頭Jl的3腳連接，15腳與電容C5的一端連接且接地，16腳與電容C6的一端連接且接+5V電壓。電容Cl的另一端接地，電容C2的另一端接+5V電壓。串口插頭Jl的5腳接地，I腳、4腳、6腳、7腳、8腳和9腳均懸空。
[0019]如圖6所示，所述的單片機(jī)模塊電路:單片機(jī)芯片Ul的I腳與排針J6的I腳連接，2腳與排針J6的2腳連接，3腳與排針J6的3腳連接，4腳均與排針J6的4腳，按鍵S17的一端，電容C8的一端和電阻Rl的一端連接，5腳與排針J6的5腳連接，6腳與排針J6的6腳連接，7腳與排針J6的7腳連接，8腳與排針J6的8腳連接，9腳與排針J6的9腳連接，10腳與排針J6的10腳連接，11腳與排針J6的11腳連接，12腳與排針J2的I腳連接，13腳與排針J2的2腳連接，14腳均與排針J2的3腳，晶振Yl的I腳和電容C7的一端連接，15腳均與排針J2的4腳，晶振Yl的2腳和電容C6的一端連接，16腳與排針J2的5腳連接且接地，17腳與排針J2的6腳連接，18腳與排針J2的7腳連接，19腳與排針J2的8腳連接，20腳與排針J2的9腳連接，21腳與排針J2的10腳連接，22腳與排針J2的11腳連接，23腳與排針J3的11腳連接，24腳與排針J3的10腳連接，25腳與排針J3的9腳連接，26腳與排針J3的8腳連接，27腳與排針J3的7腳連接，28腳與排針J3的6腳連接，29腳與排針J3的5腳連接，30腳均與排針J3的4腳和排阻J5的9腳連接，31腳均與排針J3的3腳和排阻J5的8腳連接，32腳均與排針J3的2腳和排阻J5的7腳連接，33腳均與排針J3的I腳和排阻J5的6腳連接，34腳均與排針J4的11腳和排阻J5的5腳連接，35腳均與排針J4的10腳和排阻J5的4腳連接，36腳均與排針J4的9腳和排阻J5的3腳連接，37腳均與排針J4的8腳和排阻J5的2腳連接，38腳與排針J4的7腳連接，39腳與排針J4的6腳連接，40腳與排針J4的5腳連接，41腳與排針J4的4腳連接，42腳與排針J4的3腳連接，43腳與排針J4的2腳連接，44腳與排針J4的I腳連接。排阻J5的I腳接+5V電壓。按鍵S17的另一端和電容C8的另一端接+5V電壓，電阻Rl的另一端接地。電容C7的另一端和電容C6的另一端接地。
[0020]所述的單片機(jī)Ul的芯片型號(hào)為STC12C5A60S2，實(shí)現(xiàn)用戶用電數(shù)據(jù)和控制命令的處理和分析。所述的485總線芯片U4的型號(hào)為MAX485EPA。所述的無(wú)線模塊U6的型號(hào)為SZ05。所述的串口芯片U2的型號(hào)為MAX232。
[0021]如圖1所示，用戶可通過(guò)本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)用電信息和控制被控對(duì)象的開(kāi)關(guān)。其具體工作可分成信息定時(shí)上報(bào)，命令發(fā)送和執(zhí)行兩部分。信息定時(shí)上報(bào)的具體工作過(guò)程如下:用電信息采集和控制設(shè)備每間隔10分鐘向用戶的終端設(shè)備發(fā)送設(shè)備地址、有功電能、有功功率、電流、電壓等數(shù)據(jù)。命令發(fā)送和執(zhí)行的具體工作過(guò)程如下:用戶通過(guò)終端設(shè)備向用電信息采集和控制設(shè)備發(fā)送命令。用電信息采集和控制設(shè)備通過(guò)無(wú)線射頻模塊接收到命令后，分析命令中的設(shè)備地址，如果命令中的設(shè)備地址不是本設(shè)備，則不處理，否則分析命令，執(zhí)行以下三種操作:如果要求立即發(fā)送用電信息，則用電信息采集和控制設(shè)備立即向用戶的終端設(shè)備發(fā)送設(shè)備地址、有功電能、有功功率、電流、電壓等數(shù)據(jù)；如果要求立即開(kāi)啟或關(guān)閉用電開(kāi)關(guān)，則用電信息采集和控制設(shè)備立即開(kāi)啟或關(guān)閉用電開(kāi)關(guān)；如果要求定時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉用電開(kāi)關(guān)，則用電信息采集和控制設(shè)備設(shè)置定時(shí)時(shí)間，啟動(dòng)定時(shí)器。經(jīng)過(guò)設(shè)置的定時(shí)時(shí)間后，執(zhí)行開(kāi)啟或關(guān)閉用電開(kāi)關(guān)。
[0022]綜上所述，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)有功電能、有功功率、電壓、電流等用電信息的采集和無(wú)線上報(bào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備立即開(kāi)關(guān)和定時(shí)開(kāi)關(guān)的無(wú)線控制，可有效解決傳統(tǒng)電表用電信息采集困難且耗費(fèi)大量人力，且具有無(wú)需布線、擴(kuò)展靈活、控制簡(jiǎn)單、低能耗、高效率、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新、獲得信息便利等優(yōu)點(diǎn)，為供電用戶提供家庭用電明細(xì)和節(jié)電提醒，為相關(guān)研宄人員和政府管理人員的決策制定提供參考數(shù)據(jù)。同時(shí)提供定時(shí)控制功能，減少供電用戶的電能消耗，緩解電力供需緊張的壓力。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)的用電信息采集和控制設(shè)備，其特征在于:包括用于處理和分析用戶用電數(shù)據(jù)和控制命令的單片機(jī)模塊、用于采集用電信息和控制開(kāi)關(guān)的智能監(jiān)控模塊、用于用電數(shù)據(jù)和控制命令的發(fā)送和接收的無(wú)線射頻模塊、用于串口通信和燒錄程序的串口模塊和用于為單片機(jī)模塊、無(wú)線射頻模塊、智能監(jiān)控模塊和串口單元供電的電源模塊，所述單片機(jī)模塊、智能監(jiān)控模塊、無(wú)線射頻模塊和串口模塊均與電源模塊連接，所述智能監(jiān)控模塊、無(wú)線射頻模塊和串口模塊均與單片機(jī)模塊連接。
【文檔編號(hào)】G05B19-042GK204270066SQ201420714980
【發(fā)明者】陳友榮, 陳鵬, 蔡萬(wàn)服, 張杰堂, 李力棟, 王章權(quán) [申請(qǐng)人]浙江樹(shù)人大學(xué)