一種剩余電流無線預警系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及數據監測預警領域，具體指一種剩余電流無線預警系統。
【背景技術】
[0002]隨著我國的經濟的快速發展，居民家中電器設備與日增多，這雖然使得我國居民生活日益便捷但是也使得負荷量居高不下。家用電器的增多和電線的老化催生了用電安全隱患，近年來電氣火災造成重大損失的案例不絕于耳，剩余電流的大小是衡量戶級用電安全的重要指標之一。
[0003]目前國內對剩余電流的保護方法主要有兩種:一是傳統的三級配電保護，此種保護的缺點是實際操作中又常常會引起剩余跳、誤跳、越級跳等問題，并且難以對故障點進行精確定位。二是采用剩余電流保護器，其缺點是存在保護死區，且沒有對剩余電流危害的提前預警功能。
[0004]綜上所述，當下的戶級剩余電流保護方法已無法滿足民眾對安全用電的期望，不能很好的對用戶的生命安全負責，因此無法滿足市場的需求。
【發明內容】
[0005]本實用新型的的目的旨在提供一種新的剩余電保護方案，能夠實時對剩余電流進行檢測，并且可以在危險發生前進行預警。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供一種剩余電流無線預警系統，包括無線客戶端、遠程服務器、串口 4G-LTE模塊、MCU數據處理模塊、剩余電流采集調理模塊和電源，所述電源連接剩余電流采集調理模塊，所述剩余電流采集調理模塊依次與MCU數據處理模塊和串口 4G-LTE模塊連接；所述剩余電流采集調理模塊對剩余電流進行采集和處理并傳送到MCU數據處理模塊，MCU數據處理模塊對接收到的數據是否超過閾值進行判斷，通過串口4G-LTE模塊將數據傳輸至遠程服務器，最后由無線客戶端通過APP登錄遠程服務器后進行數據顯示。
[0007]所述剩余電流采集調理模塊由加權感知電流網絡、采樣保持器、電壓跟隨器和光電耦合器依次連接組成，其中，加權感知電流網絡連接到所述電源，光電耦合器的輸出連接所述MCU數據處理模塊。
[0008]進一步地，所述串口 4G-LTE模塊采用型號為ME906E Series LTE的芯片。
[0009]進一步地，所述MCU數據處理模塊采用型號為MC56F827xx的內核芯片。
[0010]所述無線客戶端采用安卓手機作為終端。
[0011]與現有技術相比，本實用新型提供了一種對剩余電流危害防范于未然的全新保護系統，不僅可以對于剩余電流危險發生進行提前預判，使人們可以對電氣火災防范于未然，同時可以通過手機遠程實時的查看家中剩余電流情況，非常便捷。該系統結構簡單，實現容易，其具體優點如下:
[0012]首先，本實用新型的采集模塊采用的是加權感知電流測量網絡，本網絡通過對人體阻抗進行模擬很好的體現了以人為本的精神；其次，本實用新型采用的MC56F827XX具有極高的可靠性和強大的數據處理能力，為系統的穩定運行打下了堅實的基礎；第三，本實用新型的終端顯示采用的是手機APP在線顯示，使人們即使在遠方也可以方便的對家中剩余電流數據進行實時查詢。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型剩余電流無線預警系統的整體結構圖；
[0014]圖2為實施例中加權感知電流測量網絡電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將會結合實例對本實用新型的功能做進一步的闡述，但是本實用新型的功能并不局限于此實例。
[0016]如圖1所示，本實用新型的剩余電流無線預警系統，包括電源、剩余電流采集調理模塊、MCU數據處理模塊、遠程服務器、串口 4G-LTE模塊和用于實時查看剩余電流數據的無線客戶端模塊。220V交流電直接與剩余電流采集調理模塊相連，所采集到的數據直接上報給MCU數據處理模塊，在對數據進行閾值篩選和重新封裝后將其通過串口通信傳輸至串口4G-LTE模塊，后者將數據實時發送給遠程服務器以便用戶通過無線客戶端APP隨時隨地對剩余電流數據進行查詢。
[0017]本實施例的采集調理模塊由加權感知電流測量網絡，采樣保持器，電壓跟隨器，光電耦合器四個部分組成，加權感知電流網絡直接與220V交流電相連，通過對人體阻抗進行模擬來測試人體感知電流，將電流信號進行放大和存儲，采樣保持器使得信號得到增益和保持穩定，最后通過光電耦合器對光、電信號進行完全隔離來消除誤差，從而實現整個采集處理模塊穩定安全的運行。
[0018]優選的，本實施例MCU數據處理模塊采用50/100MHz、32位內核的MC56F827xx芯片作為數據處理和與串口通信之用，采用ME906E Series LTE與遠程服務器進行數據通信來實現整個系統的設計實現。MC56F827XX芯片的主要特點是5V的容錯I/O 口為設計提供了極大的靈活性并且可以進一步的降低成本。其內置的直接存儲控制器(DMA)可以有效的防止內核中斷，具有極大的可靠性。5_*5_的封裝大小為緊湊型PCB設計提供了便利，可使設備安裝在狹小的空間。兩個帶1.25MSPS分辨率的12位高速(HS)ADC，可通過減少輸入值抖動來增強系統精度，同時可以對50Ηζ-1ΜΗζ的剩余電流進行監測。
[0019]如圖2所示，本實施例采用的人體阻抗網絡模型是基于標準IEC60990給出的加權感知電流網絡來實現的。加權感知電流測量網絡的特點在于，此網絡僅由三個電阻(500Ω，1500 Ω，10000 Ω)，兩個電容(0.022 μ F，0.22 μ F)組成。人體的阻抗類型可以主要的分為皮膚阻抗和體內阻抗兩種，皮膚阻抗由&和q組成的RC電路作為等效模型來進行模擬；體內阻抗則由R2、R3、(:2組成等效電路來模擬。
[0020]綜上所述，本實用新型很好的在創新理念中體現了以人為本的精神，并且具有極高的商業利用價值。
【主權項】
1.一種剩余電流無線預警系統，其特征在于:包括無線客戶端、遠程服務器、串口4G-LTE模塊、MCU數據處理模塊、剩余電流采集調理模塊和電源，所述電源連接剩余電流采集調理模塊，所述剩余電流采集調理模塊依次與MCU數據處理模塊和串口 4G-LTE模塊連接；所述剩余電流采集調理模塊對剩余電流進行采集和處理并傳送到MCU數據處理模塊，MCU數據處理模塊對接收到的數據是否超過閾值進行判斷，通過串口 4G-LTE模塊將數據傳輸至遠程服務器，最后由無線客戶端通過APP登錄遠程服務器后進行數據顯示。2.根據權利要求1所述的一種剩余電流無線預警系統，其特征在于:所述剩余電流采集調理模塊由加權感知電流網絡、采樣保持器、電壓跟隨器和光電耦合器依次連接組成，其中，加權感知電流網絡連接到所述電源，光電耦合器的輸出連接所述MCU數據處理模塊。3.根據權利要求1或2所述的一種剩余電流無線預警系統，其特征在于:所述串口4G-LTE模塊采用型號為ME906E Series LTE的芯片。4.根據權利要求1或2所述的一種剩余電流無線預警系統，其特征在于:所述MCU數據處理模塊采用型號為MC56F827xx的內核芯片。5.根據權利要求1或2所述的一種剩余電流無線預警系統，其特征在于:所述無線客戶端采用安卓手機作為終端。
【專利摘要】本實用新型提供了一種剩余電流無線預警系統。該系統包括無線客戶端、遠程服務器、串口4G-LTE模塊、MCU數據處理模塊、剩余電流采集調理模塊和電源，電源連接剩余電流采集調理模塊，剩余電流采集調理模塊依次與MCU數據處理模塊和串口4G-LTE模塊連接；剩余電流采集調理模塊對剩余電流進行采集和處理并傳送到MCU數據處理模塊，MCU數據處理模塊對接收到的數據是否超過閾值進行判斷，通過串口4G-LTE模塊將數據傳輸至遠程服務器，最后由無線客戶端通過APP登錄遠程服務器后進行數據顯示。本實用新型的系統不僅可以對于剩余電流危險發生進行提前預判，使人們可以對電氣火災防范于未然，同時可以通過手機遠程實時的查看家中剩余電流情況，非常便捷。
【IPC分類】G01R19/25
【公開號】CN205003209
【申請號】CN201520758274
【發明人】周晨, 陳金威, 范育奇, 李智, 張金龍
【申請人】南京師范大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月29日