一種基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)智能電力測(cè)控領(lǐng)域，具體為基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器。
2.
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活水平不斷提高，電網(wǎng)用戶對(duì)電力和供電質(zhì)量的要求愈來(lái)愈高。特別是隨著社會(huì)信息化和電氣化的高速發(fā)展，對(duì)供電的可靠性也愈來(lái)愈高。因此必須掌握配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，了解當(dāng)前配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，才能保證配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。電力開(kāi)關(guān)柜作為配電自動(dòng)化環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)設(shè)施，用于發(fā)電廠、變電站及工礦企業(yè)接受和分配電能，對(duì)電路起到控制、保護(hù)和檢測(cè)的功能。因此，保障電力開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行安全穩(wěn)定，對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。
[0003]目前，電力開(kāi)關(guān)柜設(shè)備種類繁多且分散、面積廣、接線復(fù)雜，且大都采用有線監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)來(lái)保證開(kāi)關(guān)狀態(tài)的正常，這在布線復(fù)雜和海量數(shù)據(jù)的情況下，存在很大的安全隱患，如不能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和處理，將影響人們的生產(chǎn)生活，并帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失。
3.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器，該儀器集電源模塊、無(wú)線數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)信息的處理、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及電力開(kāi)關(guān)模塊五個(gè)部分，目的是為用戶提供一種價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、安裝以及維護(hù)便捷的電力開(kāi)關(guān)柜開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)控制器。
[0005]一種基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器，主要是用于智能電力測(cè)控領(lǐng)域，它包括以下幾個(gè)模塊:電源模塊、無(wú)線通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及電力開(kāi)關(guān)模塊五個(gè)部分。其中，電源模塊采用開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)，輸出電壓穩(wěn)定，用來(lái)給整個(gè)系統(tǒng)供電；無(wú)線通信模塊主要負(fù)責(zé)與環(huán)境信息采集端的數(shù)據(jù)通信，并將接收到的信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊則負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)的處理、磁閥通斷信號(hào)以及各個(gè)外設(shè)的開(kāi)關(guān)的管理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一些設(shè)定的參數(shù)值；電力開(kāi)關(guān)主要負(fù)責(zé)將處理模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為電力開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
[0006]本設(shè)備中，無(wú)線通信部分的通信方式可以選擇，既支持433MHZ的SI4432的無(wú)線通信方式同時(shí)也支持2.4GHZ的Zigbee的無(wú)線組網(wǎng)通信方式。
[0007]本設(shè)備中，電力開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)閥值的設(shè)置支持多種途徑，一種是通過(guò)無(wú)線來(lái)遠(yuǎn)程設(shè)置，另一種是利用485來(lái)遠(yuǎn)程設(shè)置，最后一種便是通過(guò)我們?cè)O(shè)備上通過(guò)光耦隔離預(yù)留出來(lái)的兩個(gè)輸入輸出接口來(lái)實(shí)現(xiàn)閥值的設(shè)置。當(dāng)系統(tǒng)接收到設(shè)置的參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將設(shè)置的參數(shù)值存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中，即使系統(tǒng)掉電或者重啟都不會(huì)丟失掉數(shù)據(jù)。
[0008]本設(shè)備除了上述的五個(gè)部分外還包括:電源電壓檢測(cè)模塊、485通信模塊以及光耦隔離輸入模塊。其中系統(tǒng)采用12V直流供電，通過(guò)電源電壓檢測(cè)模塊測(cè)得電源的電壓值的變化；485通信模塊采用MAX485芯片設(shè)計(jì)，傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)穩(wěn)定；光耦隔離輸入模塊采用LTP521芯片設(shè)計(jì)，將外部輸入與整個(gè)系統(tǒng)相隔離，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。4.
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
[0010]圖2是本發(fā)明的單片機(jī)最小系統(tǒng)
[0011]圖3是本發(fā)明的電源模塊12V轉(zhuǎn)5V電路
[0012]圖4是本發(fā)明的電源模塊5V轉(zhuǎn)3.3V電路
[0013]圖5是本發(fā)明的系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊電路
[0014]圖6是本發(fā)明的光耦輸出電路2
[0015]圖7是本發(fā)明的繼電器控制電路
[0016]圖8是本發(fā)明無(wú)線接口電路
[0017]圖9是本發(fā)明的復(fù)位以及調(diào)試電路
[0018]圖10是本發(fā)明的光耦隔離輸入電路
[0019]圖11是本發(fā)明的軟件系統(tǒng)流程圖
5.
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合相關(guān)的附圖來(lái)對(duì)本設(shè)備做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]A.設(shè)備詳細(xì)運(yùn)行的基本流程
[0022]如附圖1所示，本設(shè)備是基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器，該設(shè)備的系統(tǒng)組成包括:電源模塊1、無(wú)線通信模塊4、數(shù)據(jù)處理模塊3 (主控芯片STM32F103C8T6)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6以及電力開(kāi)關(guān)控制模塊9五個(gè)部分組成。電源模塊I采用LM2596開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)直流12V至5V的降壓轉(zhuǎn)換。電源電壓檢測(cè)模塊2用于測(cè)量系統(tǒng)的供電電壓。無(wú)線通信模塊4負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)與外界的數(shù)據(jù)通信，主要接受當(dāng)前環(huán)境下的溫濕度、無(wú)線開(kāi)關(guān)時(shí)間以及返回電壓值、電力開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息。液晶顯示模塊5用來(lái)顯示控制器的一些狀態(tài)信息。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6用來(lái)存儲(chǔ)一些防止系統(tǒng)掉電后遺失的數(shù)據(jù)，主要包括:設(shè)備的ID號(hào)、溫濕度的閥值、無(wú)線模塊開(kāi)關(guān)的時(shí)間等等。電力開(kāi)關(guān)控制模塊9主要由光耦以及繼電器組成，負(fù)責(zé)電磁閥的通斷。儀器具體的運(yùn)作方式如附圖2下:首先上電啟動(dòng)整個(gè)儀器1，然后初始化各個(gè)外部設(shè)備2，接下來(lái)讀取存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)3，包括設(shè)備的ID號(hào)、溫濕度的閥值以及無(wú)線模塊的開(kāi)關(guān)時(shí)間，下一步打開(kāi)無(wú)線模塊4接受數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)5發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊6，最后數(shù)據(jù)處理模塊6通過(guò)電力開(kāi)關(guān)控制電路7來(lái)打開(kāi)8和關(guān)閉9。
[0023]B.儀器基本線路連接說(shuō)明
[0024]圖2是本發(fā)明的單片機(jī)STM32F103C8T6最小系統(tǒng)，其引腳用于與系統(tǒng)其它模塊通信并控制設(shè)備的啟動(dòng)；圖3中的電源電路采用12V的外接直流電源，通過(guò)LM2596轉(zhuǎn)換至5V直流電源在通過(guò)圖4中的AMS1117轉(zhuǎn)換至3.3V的直流電壓，用來(lái)為系統(tǒng)提供5V以及3.3V的電源供應(yīng)；圖5為系統(tǒng)的存儲(chǔ)模塊，采用I2C的通信方式，主要存儲(chǔ)一些系統(tǒng)的設(shè)定值。圖6、圖7為系統(tǒng)的繼電器控制電路接線圖，系統(tǒng)通過(guò)控制繼電器的開(kāi)關(guān)從而控制電力開(kāi)關(guān)的關(guān)斷；圖8為系統(tǒng)的無(wú)線模塊的轉(zhuǎn)接板，支持兩種無(wú)線通信方式；圖9為系統(tǒng)的程序調(diào)試以及復(fù)位電路，本系統(tǒng)的下載口為20PIN的JLINK下載口，復(fù)位采用上電復(fù)位的方式；圖10為系統(tǒng)的光耦隔離輸入電路，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。
[0025]C.主要技術(shù)參數(shù)
[0026]工作電壓:DC12V-24V
[0027]工作電流:500mA(12V DC)
[0028]無(wú)線通信距離:0-500M
[0029]無(wú)線工作頻率:2.4GHZ (Zigbee) ,433MHZ (SI4432)
[0030]使用環(huán)境:Ο-δΟ O
[0031]連接方式:RS485串口
[0032]繼電器型號(hào):SRD_05VDC_SL_C。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器，主要是用于智能電力測(cè)控領(lǐng)域，它包括以下幾個(gè)模塊:電源模塊、無(wú)線通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及電力開(kāi)關(guān)模塊五個(gè)部分。其中，電源模塊采用開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)，輸出電壓穩(wěn)定，用來(lái)給整個(gè)系統(tǒng)供電；無(wú)線通信模塊主要負(fù)責(zé)與環(huán)境信息采集端的數(shù)據(jù)通信，并將接收到的信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊則負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)的處理、磁閥通斷信號(hào)以及各個(gè)外設(shè)的開(kāi)關(guān)的管理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一些設(shè)定的參數(shù)值；電力開(kāi)關(guān)主要負(fù)責(zé)把處理模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為電力開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所訴的基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于:無(wú)線傳輸距離較遠(yuǎn)，穿透能力強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)不需要太多就可以完成大面積的覆蓋，極大程度上降低了安裝以及維護(hù)的成本。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所訴的基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于:系統(tǒng)自帶了時(shí)鐘的功能，系統(tǒng)只需在對(duì)應(yīng)的時(shí)間段喚醒處理器并打開(kāi)相應(yīng)的外設(shè)，從而大幅度的降低了功耗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所訴的基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于:系統(tǒng)通信方式具有多樣化，除了 433MHZ的無(wú)線通信方式外，系統(tǒng)還預(yù)留了 2.4GHZ的Zigbee通信以及485的通信方式。 根據(jù)權(quán)利要求1所訴的基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于:系統(tǒng)的電力開(kāi)關(guān)模塊采用了輸入輸出隔離方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)的性能更加的穩(wěn)定。
【專利摘要】本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)智能電力測(cè)控領(lǐng)域，具體是一種基于多種無(wú)線通信的電力開(kāi)關(guān)控制器。整個(gè)設(shè)備包括電源模塊、無(wú)線通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及電力開(kāi)關(guān)模塊五個(gè)部分。本設(shè)備通過(guò)無(wú)線來(lái)接收監(jiān)控設(shè)備發(fā)送過(guò)來(lái)的環(huán)境監(jiān)測(cè)信息，包括電力開(kāi)關(guān)溫濕度信息、電力開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息以及時(shí)間信息等，將這些信息通過(guò)SPI發(fā)送給處理器，處理器根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)閥值來(lái)控制電力開(kāi)關(guān)通斷以保證相關(guān)電力設(shè)備的運(yùn)行安全。本發(fā)明具有應(yīng)用簡(jiǎn)單、通信距離遠(yuǎn)、低功耗、通信方式多樣化的特點(diǎn)。
【IPC分類】H02J13-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104753172
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310726598
【發(fā)明人】毛波, 趙慕階, 葉敬陽(yáng), 申冬琴, 張洋, 夏振興
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué), 南京南典信息技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月25日