一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4g通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，傳感器組件的電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器分別與一電能信號處理裝置的信號輸入端電路連接，電能信號處理裝置的信號輸出端分別與一微處理芯片和物聯(lián)網(wǎng)信號連接，物聯(lián)網(wǎng)再與一無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信，并將信號傳遞給后續(xù)的網(wǎng)關(guān)模塊和4G網(wǎng)絡(luò)，最后通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心。本實用新型能對電能質(zhì)量進行實時測量和數(shù)據(jù)采集，且通過動態(tài)分析能同時滿足現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控的要求；且本實用新型通過采用物聯(lián)網(wǎng)和4G技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)了電能質(zhì)量的自動實時監(jiān)控，解決了組網(wǎng)不靈活傳輸可靠性差的問題，適用于各種電能質(zhì)量的實時測量和數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域。
【專利說明】—種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電力【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)對電能質(zhì)量進行實時測量和數(shù)據(jù)采集。

【背景技術(shù)】
[0002]電能質(zhì)量指的是電力系統(tǒng)在運行過程中電流、電壓的傳送過程中對各個方面的具體質(zhì)量描述，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電流、電壓在傳送過程中會發(fā)生:
[0003](I)低頻傳導現(xiàn)象:諧波、間諧波、電壓波動、電壓與電流不平衡，電壓暫降與短時斷電，電網(wǎng)頻率變化，低頻感應電壓，交流網(wǎng)絡(luò)中的直流變化；
[0004](2)低頻輻射現(xiàn)象:磁場、電場低頻輻射；
[0005](3)高頻傳導現(xiàn)象:感應連續(xù)波電壓與電流,單向瞬態(tài)、振蕩瞬態(tài)的高頻傳導；
[0006](4)高頻福射現(xiàn)象:磁場、電場、電磁場(連續(xù)波、瞬態(tài))的高頻福射；
[0007](5)靜電放電現(xiàn)象。
[0008]上述的這些電壓與電流不平衡、電壓暫降、暫升、短時中斷等各種異?，F(xiàn)象，在發(fā)生時電壓諧波會產(chǎn)生電壓波形畸變，這些質(zhì)量變化已成為電能質(zhì)量問題中的主要組成部分，因此，對電能質(zhì)量的監(jiān)測在整個電力系統(tǒng)安全有效運行中的重要性不言而喻。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)下的電能質(zhì)量監(jiān)測方法目前只能做到對電力體系基本運行工況的現(xiàn)場監(jiān)控，并產(chǎn)生較為延遲的分析報告，無法對各種電能質(zhì)量的實時指標-如上升率、幅值、相位移、持續(xù)時間、頻譜、頻率、發(fā)生率、能量強度等數(shù)據(jù)進行有效實時的更新測量和數(shù)據(jù)采集，更無法做到動態(tài)分析和同時滿足現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控的要求。
[0010]綜上所述，現(xiàn)迫切需要一種新型的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)來滿足電能質(zhì)量監(jiān)測的現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控的要求，且能對電能質(zhì)量進行實時測量和數(shù)據(jù)采集。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了解決現(xiàn)有技術(shù)下對電能質(zhì)量監(jiān)測體系的缺陷，本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)能對電能質(zhì)量進行實時測量和數(shù)據(jù)采集，且通過動態(tài)分析能同時滿足現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控的要求，本實用新型的具體結(jié)構(gòu)如下所述:
[0012]一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器，其特征在于:
[0013]所述的電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器這四個傳感器順序組合形成一整體式的傳感器組件；
[0014]所述的傳感器組件的電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器分別與一電能信號處理裝置的信號輸入端電路連接；
[0015]所述的電能信號處理裝置的信號輸出端分別與一微處理芯片和物聯(lián)網(wǎng)信號連接，物聯(lián)網(wǎng)再與一無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信，并將信號傳遞給后續(xù)的網(wǎng)關(guān)模塊和4G網(wǎng)絡(luò)，最后通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心，對電能質(zhì)量監(jiān)測進行實時監(jiān)測。
[0016]根據(jù)本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的電能信號處理裝置包括濾波電路、信號放大電路、AD轉(zhuǎn)換模塊和存儲器，其中傳感器組件的各個傳感器與濾波電路的輸入端電路連接，濾波電路的輸出端與信號放大電路的輸入端相連，信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與存儲器的輸入端相連，而存儲器的輸出端則分別與微處理芯片和物聯(lián)網(wǎng)信號連接。
[0017]根據(jù)本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的微處理芯片為MSP430F149型芯片。
[0018]根據(jù)本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為設(shè)置有CC3430型芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，存儲器經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)與該設(shè)置有CC3430型芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信。
[0019]本實用新型的整體設(shè)計思路和使用流程如下:
[0020]將傳感器組件的電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器采集的電流和電壓等電能質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸入電能信號處理裝置B的濾波電路，然后信號放大電路對采集的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進行濾波和放大信號處理，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換模塊7轉(zhuǎn)換后存入存儲器，在存儲器內(nèi)預存電能質(zhì)量合格數(shù)據(jù)(參照國標)，MSP430F149微處理芯片對采集的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)和預存電能質(zhì)量合格數(shù)據(jù)進行初步判斷、比較，并將結(jié)果反饋至存儲器，接著存儲器通過物聯(lián)網(wǎng)和設(shè)置有CC3430芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)關(guān)模塊，網(wǎng)關(guān)模塊再將數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)控中心，最后得出電能質(zhì)量報告，即對電能質(zhì)量監(jiān)測進行了實時監(jiān)測。
[0021]使用本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)獲得如下有益效果:
[0022]1.本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能對電能質(zhì)量進行實時測量和數(shù)據(jù)采集，且通過動態(tài)分析能同時滿足現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控的要求；
[0023]2.本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)通過采用物聯(lián)網(wǎng)和4G技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)了電能質(zhì)量的自動實時監(jiān)控，解決了組網(wǎng)不靈活傳輸可靠性差的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:A-傳感器組件，B-電能信號處理裝置，1-電壓傳感器，2-電流傳感器，3-溫度傳感器，4-濕度傳感器，5-濾波電路，6-信號放大電路，7-AD轉(zhuǎn)換模塊，8-存儲器，9-微處理芯片，10-物聯(lián)網(wǎng)，11-無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，12-網(wǎng)關(guān)模塊，13-4G網(wǎng)絡(luò)，14-監(jiān)控中心。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)做進一步的說明:
[0027]一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，包括電壓傳感器1、電流傳感器2、溫度傳感器3和濕度傳感器4 ；
[0028]所述的電壓傳感器1、電流傳感器2、溫度傳感器3和濕度傳感器4這四個傳感器順序組合形成一整體式的傳感器組件A ；
[0029]所述的傳感器組件A的電壓傳感器1、電流傳感器2、溫度傳感器3和濕度傳感器4分別與一電能信號處理裝置B的信號輸入端電路連接；
[0030]所述的電能信號處理裝置B的信號輸出端分別與一微處理芯片9和物聯(lián)網(wǎng)10信號連接，物聯(lián)網(wǎng)再與一無線傳感器網(wǎng)絡(luò)11通信，并將信號傳遞給后續(xù)的網(wǎng)關(guān)模塊12和4G網(wǎng)絡(luò)13，最后通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心14，對電能質(zhì)量監(jiān)測進行實時監(jiān)測。
[0031]電能信號處理裝置B包括濾波電路5、信號放大電路6、AD轉(zhuǎn)換模塊7和存儲器8，其中傳感器組件A的各個傳感器與濾波電路的輸入端電路連接，濾波電路的輸出端與信號放大電路的輸入端相連，信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與存儲器的輸入端相連，而存儲器的輸出端則分別與微處理芯片(9)和物聯(lián)網(wǎng)10信號連接。
[0032]微處理芯片9為MSP430F149型芯片。
[0033]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)11為設(shè)置有CC3430型芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，存儲器8經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)10與該設(shè)置有CC3430型芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信。
[0034]本實用新型的整體設(shè)計思路和使用流程如下:
[0035]將傳感器組件A的電壓傳感器1、電流傳感器2、溫度傳感器3和濕度傳感器4采集的電流和電壓等電能質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸入電能信號處理裝置B的濾波電路5，然后信號放大電路6對采集的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進行濾波和放大信號處理，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換模塊7轉(zhuǎn)換后存入存儲器8，在存儲器內(nèi)預存電能質(zhì)量合格數(shù)據(jù)(參照國標)，MSP430F149微處理芯片9對采集的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)和預存電能質(zhì)量合格數(shù)據(jù)進行初步判斷、比較，并將結(jié)果反饋至存儲器，接著存儲器通過物聯(lián)網(wǎng)10和設(shè)置有CC3430芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)11進行數(shù)據(jù)交換，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)關(guān)模塊12，網(wǎng)關(guān)模塊再將數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)13發(fā)送至監(jiān)控中心14，最后得出電能質(zhì)量報告，即對電能質(zhì)量監(jiān)測進行了實時監(jiān)測。
[0036]本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能對電能質(zhì)量進行實時測量和數(shù)據(jù)采集，且通過動態(tài)分析能同時滿足現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控的要求；且本實用新型通過采用物聯(lián)網(wǎng)和4G技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)了電能質(zhì)量的自動實時監(jiān)控，解決了組網(wǎng)不靈活傳輸可靠性差的問題。本實用新型適用于各種電能質(zhì)量的實時測量和數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域。
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，包括電壓傳感器(I)、電流傳感器(2)、溫度傳感器(3)和濕度傳感器(4)，其特征在于: 所述的電壓傳感器(I)、電流傳感器(2)、溫度傳感器(3)和濕度傳感器(4)這四個傳感器順序組合形成一整體式的傳感器組件(A)； 所述的傳感器組件(A)的電壓傳感器(I)、電流傳感器(2)、溫度傳感器(3)和濕度傳感器(4)分別與一電能信號處理裝置(B)的信號輸入端電路連接； 所述的電能信號處理裝置(B)的信號輸出端分別與一微處理芯片(9)和物聯(lián)網(wǎng)(10)信號連接，物聯(lián)網(wǎng)再與一無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(11)通信，并將信號傳遞給后續(xù)的網(wǎng)關(guān)模塊(12)和4G網(wǎng)絡(luò)(13)，最后通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心(14)，對電能質(zhì)量監(jiān)測進行實時監(jiān)測。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的電能信號處理裝置(B)包括濾波電路(5)、信號放大電路(6)、AD轉(zhuǎn)換模塊(7)和存儲器(8)，其中傳感器組件(A)的各個傳感器與濾波電路的輸入端電路連接，濾波電路的輸出端與信號放大電路的輸入端相連，信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與存儲器的輸入端相連，而存儲器的輸出端則分別與微處理芯片(9)和物聯(lián)網(wǎng)(10)信號連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的微處理芯片(9)為MSP430F149型芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和4G通訊的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(11)為設(shè)置有CC3430型芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，存儲器(8)經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)(10)與該設(shè)置有CC3430型芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信。
【文檔編號】G08C17/02GK204065286SQ201420532263
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】黃尚淵, 陳金木, 陸賢峰 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司