一种公共场所电力设备的监控系统论文和设计-罗志鹏

全文摘要

本实用新型公开一种公共场所电力设备的监控系统，包括从控制电路、主控制电路以及控制终端，所述从控制电路包括检测电路、驱动电路、从控制器以及从载波电路；所述检测电路与所述从控制器电连接，并检测公共场所的能耗数据，所述从控制器与通过所述驱动电路与公共场所内的电力设备电连接，并控制电力设备的开关，所述从控制器与所述从载波电路电连接，所述从载波电路通过电力线与所述主控制电路电连接，所述控制终端与所述主控制电路电连接。本实用新型提供的监控系统具有布线简单、低成本、便于推广的技术效果。

主设计要求

1.一种公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，包括从控制电路、主控制电路以及控制终端，所述从控制电路包括检测电路、驱动电路、从控制器以及从载波电路；所述检测电路与所述从控制器电连接，并检测公共场所的能耗数据，所述从控制器与通过所述驱动电路与公共场所内的电力设备电连接，并控制电力设备的开关，所述从控制器与所述从载波电路电连接，所述从载波电路通过电力线与所述主控制电路电连接，所述控制终端与所述主控制电路电连接。

设计方案

1.一种公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，包括从控制电路、主控制电路以及控制终端，所述从控制电路包括检测电路、驱动电路、从控制器以及从载波电路；

所述检测电路与所述从控制器电连接，并检测公共场所的能耗数据，所述从控制器与通过所述驱动电路与公共场所内的电力设备电连接，并控制电力设备的开关，所述从控制器与所述从载波电路电连接，所述从载波电路通过电力线与所述主控制电路电连接，所述控制终端与所述主控制电路电连接。

2.根据权利要求1所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述检测电路包括人数检测电路，所述人数检测电路包括两个红外避障传感器，两个所述红外避障传感器沿进入方向间隔设置于公共场所的出入口处，两个所述红外避障传感器分别与所述从控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述检测电路包括开关检测电路，所述开关检测电路包括电阻Rx，所述电阻Rx与电力设备开关K1串联于电源与地之间，所述电阻Rx与电力设备开关K1的公共端与所述从控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述检测电路包括电量检测电路，所述电量检测电路包括电压检测电路、电流检测电路以及电量计量电路；

所述电压检测电路以及电流检测电路分别与电力设备电连接，所述电压检测电路以及电流检测电路分别与所述电量计量电路电连接，所述电量计量电路与所述从控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述电压检测电路包括型号为TVS1908的电压互感芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2以及电容C3；

所述电压互感芯片U1的1号引脚和3号引脚分别与电力设备电连接，所述电压互感芯片U1的7号引脚与10号引脚电连接，所述电压互感芯片U1的7号引脚依次通过电阻R2、电阻R5以及电阻R3与所述电压互感芯片U1的8号引脚电连接，所述电阻R1、电容C2以及电阻R4依次串联后与所述电阻R5并联，所述电容C1与电容C3串联后与所述电容C2并联，所述电容C1与所述电阻R1的公共端与所述从控制器电连接，所述电容C3与所述电阻R4的公共端与所述从控制器电连接。

6.根据权利要求4所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述电流检测电路包括型号为TA1016的电流互感芯片U2、电阻R10、电阻R20、电阻R30、电阻R40、电阻R50、电阻R60、电容C10、电容C20以及电容C30；

所述电流互感芯片U2的1号引脚和2号引脚分别与电力设备电连接，所述电流互感芯片U2的3号引脚通过所述电阻R40与所述电流互感芯片U2的4号引脚电连接，所述电流互感芯片U2的4号引脚接地，所述电阻R10、电阻R30以及电阻R50依次串联后与所述电阻R40并联，所述电阻R20、电容C10以及电阻R60依次串联后与所述电阻R30并联，所述电容C20与电容C30串联后与所述电容C10并联，所述电容C20与电容C30的公共端接地，所述电容C20与所述电阻R20的公共端与所述从控制器电连接，所述电容C30与所述电阻R60的公共端与所述从控制器电连接。

7.根据权利要求1所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述从载波电路包括型号为BWP08的载波芯片U3，所述载波芯片U3的TXD引脚与所述从控制器的RXD引脚电连接，所述载波芯片U3的RXD引脚与所述从控制器的TXD引脚电连接，所述载波芯片U3的GND引脚与所述从控制器的GND引脚电连接并接地，所述载波芯片U3的VCC引脚接电源。

8.根据权利要求1所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述驱动电路包括三极管Q1、二极管D1、继电器KM1、电阻R11、电阻R22、电阻R33以及电容C11；

所述从控制器通过所述电阻R11与所述三极管Q1的基极电连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R3接电源，所述三极管Q1的发射极接电源，所述三极管Q1的集电极通过所述继电器KM1接地，并与所述二极管D1的阴极电连接，所述二极管D1的阳极接地，所述继电器KM1的触点KM1-1串联于电力设备的电源回路中，所述电阻R2以及电容C1串联后与所述触点KM1-1并联。

9.根据权利要求1所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述主控制电路包括主控制器以及主载波电路，所述从载波电路通过所述主载波电路与所述主控制器电连接，所述主控制器与所述控制终端电连接。

10.根据权利要求1-9任一所述的公共场所电力设备的监控系统，其特征在于，所述从控制电路的数量为多个，多个所述从控制电路分别设置于不同的公共场所，各所述从控制电路分别与所述主控制电路电连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电力设备监控技术领域，具体涉及一种公共场所电力设备的监控系统。

背景技术

随着物联网技术的飞速发展，建筑能耗呈稳步上升的趋势,特别是在传统无监管模式的大型公共办公场所，各用电设备每年更需要消耗大量电能。公共场所监控系统可以实时监测场所内能耗数据，进而利用控制电路自动切断用电设备供电，实现对公共办公场所用电设备的节能减排，有利于建筑节能降耗，节省用电单位的成本和开支。然而，现有的监控系统存在可布线复杂，价格成本高，难以全面普及的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种公共场所电力设备的监控系统，解决现有技术中监控系统布线复杂，价格成本高，难以全面普及的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种公共场所电力设备的监控系统，包括从控制电路、主控制电路以及控制终端，所述从控制电路包括检测电路、驱动电路、从控制器以及从载波电路；

所述检测电路与所述从控制器电连接，并检测公共场所的能耗数据，所述从控制器与通过所述驱动电路与公共场所内的电力设备电连接，并控制电力设备的开关，所述从控制器与所述从载波电路电连接，所述从载波电路通过电力线与所述主控制电路电连接，所述控制终端与所述主控制电路电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本实用新型提供的监控系统采用电力载波的通信方式，利用现有的电力线实现监控系统的通信，避免另外铺设通信电路，相比传统的监控系统具有布线简单、低成本、低功耗、易于普及、可靠性高的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型提供的公共场所电力设备的监控系统的电路原理图；

图2是本实用新型提供的公共场所电力设备的监控系统的开关检测电路的电路图；

图3是本实用新型提供的公共场所电力设备的监控系统的电压检测电路的电路图；

图4是本实用新型提供的公共场所电力设备的监控系统的电流检测电路的电路图；

图5是本实用新型提供的公共场所电力设备的监控系统的载波电路的电路图；

图6是本实用新型提供的公共场所电力设备的监控系统的驱动电路的电路图。

附图标记：

1、从控制电路，11、检测电路，12、驱动电路，13、从控制器，14、从载波电路，2、主控制电路，21、主控制器，22、主载波电路，3、控制终端，10、电力设备。

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：<\/u>

如图1所示，本实用新型的实施例1提供了一种公共场所电力设备的监控系统，以下简称监控系统，包括从控制电路1、主控制电路2以及控制终端3，所述从控制电路1包括检测电路11、驱动电路12、从控制器13以及从载波电路14；

所述检测电路11与所述从控制器13电连接，并检测公共场所的能耗数据，所述从控制器13与通过所述驱动电路与12公共场所内的电力设备10电连接，并控制电力设备10的开关，所述从控制器13与所述从载波电路14电连接，所述从载波电路14通过电力线与所述主控制电路2电连接，所述控制终端3与所述主控制电路2电连接。

本实用新型提供的监控系统，通过检测电路11检测公共场所的能耗数据，从控制器13根据能耗数据控制驱动电路12，驱动电路12驱动电力设备10打开或关闭；从控制器13通过载波电路14上传能耗数据，能耗数据经电力线上传至主控制电路2，进而传输至控制终端3，管理人员可以通过控制终端3远程查看能耗数据；控制终端3与主控制电路2电连接，并将控制命令传输至主控制电路2，主控制电路2通过电力线将控制命令传输至从载波电路14，进而传输至从控制器13，从控制器13根据控制命令控制驱动电路14，进而控制电力设备10；以上实现电力设备10的自动化监控。

具体的，从控制器13可以采用单片机、ARM处理器或DSP处理器实现，具体的，考虑到低功耗的设计理念，本实施例中从控制器13采用型号为 MSP430F149的单片机实现。

本实用新型提供的监控系统具有电路简单、布线简单、成本低、易于扩展和推广的技术效果。

优选的，所述检测电路11包括人数检测电路，所述人数检测电路包括两个红外避障传感器，两个所述红外避障传感器沿进入方向间隔设置于公共场所的出入口处，两个所述红外避障传感器分别与所述从控制器13电连接。

两个红外避障传感器可以通过测量人进出公共场所时方向的不同，实现对教室人数进行计数的功能。进门时，先触发一号红外避障传感器，然后两个红外避障传感器同时处于触发状态，接下来跨越一号红外避障传感器的检测范围，仅触发二号红外避障传感器，最后两个红外避障传感器都处于空闲状态。出门时，状态相反。通过两个红外避障传感器可以检测教室内人数，如果教室内没有人，可通过驱动电路控制电力设备关闭，节约电量。具体的，本实施例中红外避障传感器选用型号为E18-D80NK。

优选的，如图2所示，所述检测电路11包括开关检测电路，所述开关检测电路包括电阻Rx，所述电阻Rx与电力设备开关K1串联于电源与地之间，所述电阻Rx与电力设备开关K1的公共端与所述从控制器13电连接。

开关检测电路用来检测电力设备开关K1是否闭合，并将检测结果传输至从控制器13，供从控制器13获取电力设备10的开关状态。

优选的，所述检测电路11包括电量检测电路，所述电量检测电路包括电压检测电路、电流检测电路以及电量计量电路；

所述电压检测电路以及电流检测电路分别与电力设备电连接，所述电压检测电路以及电流检测电路分别与所述电量计量电路电连接，所述电量计量电路与所述从控制器13电连接。

电压检测电路检测电力设备的用电电压，电流检测电路检测电力设备的用电电流，电量计量电路根据用电电压以及用电电流计量电力设备的能耗。具体的，本实施例中电量计量电路选用型号为HLW8012的电量计量芯片。

优选的，如图3所示，所述电压检测电路包括型号为TVS1908的电压互感芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2以及电容C3；

所述电压互感芯片U1的1号引脚和3号引脚分别与电力设备电连接，所述电压互感芯片U1的7号引脚与10号引脚电连接，所述电压互感芯片 U1的7号引脚依次通过电阻R2、电阻R5以及电阻R3与所述电压互感芯片 U1的8号引脚电连接，所述电阻R1、电容C2以及电阻R4依次串联后与所述电阻R5并联，所述电容C1与电容C3串联后与所述电容C2并联，所述电容C1与所述电阻R1的公共端与所述从控制器电连接，所述电容C3与所述电阻R4的公共端与所述从控制器电连接。

优选的，如图4所示，所述电流检测电路包括型号为TA1016的电流互感芯片U2、电阻R10、电阻R20、电阻R30、电阻R40、电阻R50、电阻R60、电容C10、电容C20以及电容C30；

所述电流互感芯片U2的1号引脚和2号引脚分别与电力设备电连接，所述电流互感芯片U2的3号引脚通过所述电阻R40与所述电流互感芯片U2 的4号引脚电连接，所述电流互感芯片U2的4号引脚接地，所述电阻R10、电阻R30以及电阻R50依次串联后与所述电阻R40并联，所述电阻R20、电容C10以及电阻R60依次串联后与所述电阻R30并联，所述电容C20与电容C30串联后与所述电容C10并联，所述电容C20与电容C30的公共端接地，所述电容C20与所述电阻R20的公共端与所述从控制器电连接，所述电容C30与所述电阻R60的公共端与所述从控制器电连接。

优选的，如图5所示，所述从载波电路14包括型号为BWP08的载波芯片U3，所述载波芯片U3的TXD引脚与所述从控制器的RXD引脚电连接，所述载波芯片U3的RXD引脚与所述从控制器的TXD引脚电连接，所述载波芯片U3的GND引脚与所述从控制器的GND引脚电连接并接地，所述载波芯片 U3的VCC引脚接电源。

优选的，如图6所示，所述驱动电路12包括三极管Q1、二极管D1、继电器KM1、电阻R11、电阻R22、电阻R33以及电容C11；

所述从控制器13通过所述电阻R11与所述三极管Q1的基极电连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R3接电源，所述三极管Q1的发射极接电源，所述三极管Q1的集电极通过所述继电器KM1接地，并与所述二极管D1的阴极电连接，所述二极管D1的阳极接地，所述继电器KM1的触点KM1-1串联于电力设备10的电源回路中，所述电阻R2以及电容C1串联后与所述触点KM1-1并联。

驱动电路12采用继电器驱动电路，从控制器13控制继电器KM1得电、失电，进而控制触点KM1-1闭合、打开，进而实现对电力设备10开关的控制。

优选的，如图1所示，所述主控制电路2包括主控制器21以及主载波电路22，所述从载波电路14通过所述主载波电路22与所述主控制器21电连接，所述主控制器21与所述控制终端3电连接。

本实用新型中，主控制电路2的主控制器21同样可以采用单片机、ARM 处理器或DSP处理器实现，具体的，本实施例中主控制电路2中的主控制器21采用型号为MSP430F149的单片机实现。本实用新型中主载波电路22 可采用与从载波电路14同样的电路结构实现，在此不再赘述。

优选的，所述从控制电路1的数量为多个，多个所述从控制电路1分别设置于不同的公共场所，各所述从控制电路1分别与所述主控制电路2 电连接。

在每一个公共场所都设置从控制电路1，从而实现多个公共场所的同步控制，实现监控系统的普及和推广。

优选的，所述从控制器13还电连接有RJ45接口以及RS232接口。RJ45 接口以及RS232接口用于扩展功能时连接拥有不同通讯接口的外设。

优选的，本实用新型提供的监控系统，采用现有的电源供电即可，所述主控制电路2、检测电路11、驱动电路12、从控制器13以及从载波电路 14均与电源电连接。具体的本实施例中电源由可充电锂电池、线性锂电池充电管理芯片和DC-DC变压芯片组成，可充电锂电池分别与所述主控制电路2、检测电路11、驱动电路12、从控制器13以及从载波电路14电连接，线性锂电池充电管理芯片通过DC-DC变压芯片与可充电锂电池电连接，并为充电锂电池充电。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

设计图