基于主從監控的智能配電箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種配電箱，具體是一種基于主從監控的智能配電箱。
【背景技術】
[0002]我國實行一戶一表的電力消費制度，電表由供電部門統一安裝管理，但電力公司很難了解用戶的具體用電情況，用戶也有同樣的情況，即使改裝智能電表(smart meter)情況也沒有改變。讓電力用戶掌握自己的能源消耗詳細情況以及擁有便利的控制手段是智能電網的終極目標。
[0003]建筑用低壓微型斷路器是國家強制使用的配電保護裝置，微型斷路器本身不具有信息交互和自動控制能力。隨著社會和技術的發展，建筑配電系統智能化、網絡化和自動化是必然的發展趨勢。
[0004]另外，配電箱用于建筑內電力分配并提供總回路和各支路短路、過載及漏電等保護的低壓電力設施，是強制安裝設施。但配電箱不能提供用電信息、電費(峰谷和階梯)、遠程監控、峰谷調節和實時交互等功能。
[0005]中國專利于2012.06.27公開了專利號為:201110442213.6的實用新型專利，其公開了一種智能磁保持微型斷路器，包括殼體、磁保持繼電器、驅動電路，驅動電路接受控制信號后驅動磁保持繼電器動作；磁保持繼電器包括動簧組合、靜簧組合、撥桿、推動片、磁鋼組合，還設有中央處理器、通信芯片、計量模塊。計量模塊，用于計量功率、電壓、電流數據并發送給中央處理器；計量模塊包括電壓調理電路、電流調理電路、互感模塊、計量芯片，電壓調理電路一端與靜簧組合的延伸導線連接，另一端與計量芯片連接；互感模塊與電流調理電路連接并安裝在動簧組合的延伸導線上；計量芯片一端與電流調理電路連接，另一端與中央處理器連接。本實用新型突破了傳統的微型斷路器設計理念，將磁保持繼電器與中央處理器、電流互感器、計量芯片和通信芯片組合到微型斷路器的殼體中，使微型斷路器具備保護、計量、控制和通信功能。
[0006]上述智能磁保持微型斷路器因為其通信芯片僅能與外界模塊通信，因此其僅適合作為單獨作為總進線控制模塊使用或者單獨作為支路控制模塊使用，或者其他情況單獨使用，而現有的配電箱大多具有一個總進線控制模塊和多個支路控制模塊，因此上述智能磁保持微型斷路器不適合在配電箱內組網使用，大大限制了其應用環境。
【實用新型內容】
[0007]針對上述提出的使用情況和技術發展趨勢，本實用新型在現有的工業基礎(微型斷路器和計量)上通過給微型斷路器增加智能進線監控模塊，組裝成本實用新型基于主從監控的智能配電箱；使用智能手機等智能設備對其進行操作，利用互聯網進行數據交換的方式讓用戶擁有完全的電力消費掌控能力。
[0008]本實用新型所要解決的技術問題一是對配電進線完成智能化，即對進線電力負荷進行監視、計量和控制，與微型斷路器配合對進線構成完善的保護與控制。
[0009]本實用新型所要解決的技術問題二是管理進線以下所有/部分智能支路模塊，用本地無線通訊回路構建以進線模塊為中心的集中控制系統，進線模塊為集中器，支路模塊為節點。
[0010]本實用新型所要解決的技術問題三是用藍牙無線通訊回路構建藍牙節點(物聯網接入點)，智能手機可以直接訪問智能進線監控模塊，進而可以監控支路模塊。此模式無須互聯網支持，無運行維護費。
[0011]本實用新型所要解決的技術問題四是用遠程通訊回路連接局域網或和互聯網，根據使用情況不同可以構建不同的應用系統，即可以構建單一應用系統也可以構建混合系統。
[0012]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0013]一種基于主從監控的智能配電箱，其特征在于，包括一個智能進線監控模塊，以及多個智能支路監控模塊；所述智能進線監控模塊包括殼體、計量電路、中央處理器、自動開關及其驅動電路，以及與中央處理器連接的本地通訊模塊，還包括與中央處理器連接的藍牙模塊和/或遠程通訊模塊；所述智能支路監控模塊也包括殼體、計量電路、中央處理器、本地通訊模塊、自動開關及其驅動電路；所述智能進線監控模塊和智能支路監控模塊所在線路均串聯有微型斷路器；所述智能支路監控模塊并聯在智能進線監控模塊的輸出端，構成一主多從的主從監控系統。
[0014]作為本實用新型進一步的技術方案，所述遠程通訊模塊用于與遠程控制系統進行數據通訊，且遠程控制系統發起通訊，智能進線監控模塊應答；所述藍牙模塊用于與智能終端通訊，且智能終端發起通訊，智能進線監控模塊應答；所述本地通訊模塊用于與多個智能支路監控模塊通訊，構成一個實時連接的星形無線網絡；智能進線監控模塊發起通訊，智能支路監控模塊應答；智能支路監控模塊不能主動發起通訊，平時處于等待接收狀態，且所述智能進線監控模塊的中央處理器每隔一段時間遍歷所有智能支路監控模塊分別進行至少一次通訊。
[0015]作為本實用新型進一步的技術方案，所述殼體采用嵌入導軌，且殼體的兩側具有自然通風冷卻的溝槽，以及在溝槽上開設的通風孔。
[0016]作為本實用新型進一步的技術方案，所述中央處理器上還連接有外部存儲器、硬時鐘、按鈕、顯示模塊和溫濕度傳感器。
[0017]作為本實用新型進一步的技術方案，所述按鈕為設置在殼體正面的一個針孔式按鈕，用于藍牙模塊的配對；所述顯示模塊為設置在殼體正面的LED指示燈。
[0018]作為本實用新型進一步的技術方案，該智能進線監控模塊還包括輔助回路，輔助回路包括狀態檢測和控制電路、以及保證電子電路工作的電源轉換電路。
[0019]作為本實用新型進一步的技術方案，所述本地通訊模塊包括315M無線通信模塊、433M無線通信模塊、2.4G無線通信模塊和ZigBee無線通信模塊。
[0020]作為本實用新型進一步的技術方案，所述藍牙模塊內部有PCB天線，PCB天線直接印刷在線路板上，用于與智能終端進行直接通訊。
[0021]作為本實用新型進一步的技術方案，所述遠程通訊模塊采用電力線載波通信模塊、RJ45通信模塊、WIFI通信模塊和GPRS通信模塊
[0022]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0023]本實用新型在現有智能支路監控模塊的基礎上，依托現存的配電網絡結構，組建一個配電集中控制系統，采用無線通道構成一主多從的主從監控系統，確保易用性和安全性，在不增加現場安裝難度的情況下完成配電系統的智能化建設。
[0024]本實用新型中智能進線監控模塊可應用于電力低壓配電進線的智能監測、計量和控制模塊，也可作為配電子系統的主控設備(主控單元)，管理所有智能支路監控模塊，同時也可使物聯網傳感器具備和智能手機以及互聯網進行交互的能力。
[0025]本實用新型配電箱采用一主多從結構監控模塊的智能監控系統，利用現有智能手機(如iPhone)或互聯網的強大計算能力為客戶(如家庭、辦公室等)提供故障隔離、遠程控制、用電監控、電費電價、數據統計以及智能用電等技術手段，從而達到節能減排、低碳環保，減少浪費，讓智能電網服務千家萬戶。
【附圖說明】
[0026]圖1為智能進線監控模塊原理結構圖。
[0027]圖2為智能進線監控模塊外型側視結構示意圖。
[0028]圖3為智能進線監控模塊外型主視結構示意圖。
[0029]圖4為基于主從監控的智能配電箱的電氣結構圖。
[0030]圖5為應用本實用新型的本地建筑能效監控結構圖。
[0031]圖6為應用本實用新型的互聯網建筑能效監控結構圖。
[0032]圖7為應用本實用新型的企業建筑能效監控結構圖。
[0033]圖8為應用本實用新型的另一企業建筑能效監控結構圖。
[0034]圖中:1-外殼、11-溝槽、12-通風孔、13-安裝孔、14-接線孔、15-針孔式按鈕、16-LED指示燈。
【具體實施方式】
[0035]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0036]請參閱圖1，一種智能進線監控模塊，包括殼體1、計量電路、中央處理器、自動開關及其驅動電路、本地通訊模塊、藍牙模塊和遠程通訊模塊；所述計量模塊，用于計量功率、電壓、電流數據并發送給中央處理器；所述驅動電路接收中央處理器的控制信號并驅動自動開關動作；所述本地通訊模塊、藍牙模塊和遠程通訊模塊分別與中央處理器連接；且本地通訊模塊包括315M無線通信模塊、433M無線通信模塊、2.4G無線通信模塊和ZigBee無線通信模塊；遠程通訊模塊采用電力線載波通信模塊、RJ45通信模塊、WIFI通信模塊和GPRS通信模塊。
[0037]本實用新型中，所述中央處理器上還連接有外部存儲器、硬時鐘、按鈕、顯示模塊和溫濕度傳感器。所述按鈕為設置在殼體1正面有一個針孔式按鈕15，用于藍牙模塊的配對。所述顯示模塊為設置在殼體1正面的LED指示燈16。
[0038]本實用新型中，還包括輔助回路，輔助回路是一些常規的狀態檢測和控制電路、以及保證電子電路工作的電源轉換電路。考慮安全問題以及CCC國家認證的要求，AC/DC變換電路滿足國家強制要求的隔離等級。
[0039]請參閱圖2和圖3，所述的殼體1采用嵌入導軌，且兩側具有自然通風冷卻的溝槽11，以及在溝槽11上開設的通風孔12，使在模塊內部電子元器件散發的熱量能夠通過這些溝槽11和通風孔12散發出去，保證殼體1內的溫度，增加設備運行可靠性。
[0040]本實用新型外形采用配電箱內標準的模組化設計，提供最快捷和靈活的安裝體驗，完全消除了維護和操作過程中的安全顧慮。采用“2P+N”或者“相線+中性線”的36mm模組，進出線采用上進下出或下進上出方式以適應各地區標準的需求，一體化結構設計無需現場拼裝。本實用新型外形為有低極(1P)微型斷路器外形，由基座和上蓋通過鉚釘裝配成一體，符合國家標準GB10963規定的方式嵌入導軌，通過卡板的彈性與導軌固定，實現與既有低壓一極(1P)微型斷路器外形和安裝方式的完全兼容。
[0041]本實用新型中，所述的中央處理器是本模塊的大腦，智能化的核心處理單元，讓所有電路協調工作、完成各種計算、分析和通訊處理。
[0042]本實用新型中，所述的計量電路為現有技術，其用于完成電力線路所消耗的電能進行計量工作，其實就是給每個支路加個“秤”，讓用戶對該路電力消費了如指掌。所述計量回路的電流取樣電路為內部開關的進線導引線鑲嵌錳銅材料形成，電壓取樣為高精度電阻分壓電路，同樣取自內部開關進線，計量芯