一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程電子檢測(cè)裝置，具體涉及一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，電能廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛躍的主要?jiǎng)恿?；隨著電子技術(shù)的逐步發(fā)展，大量的電力和電子設(shè)備使得電網(wǎng)電能質(zhì)量的污染日益嚴(yán)重，同時(shí)不佳的電網(wǎng)電能質(zhì)量對(duì)這些電力和電子設(shè)備的使用壽命和性能參數(shù)等又產(chǎn)生不利的影響，直接關(guān)系著人類(lèi)的生產(chǎn)和生活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，高效、可靠、安全、低成本。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0005]一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括由電參數(shù)采集模塊、定位模塊、電量采集模塊、溫度采集模塊、信號(hào)處理單元、A/D、DSP及ZigBee模塊組成的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)；由ARM9S3C2440、SDRAM、ZigBee模塊以及電源和恒源流電路組成的匯聚節(jié)點(diǎn)模塊；用于完成數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果顯示及存儲(chǔ)的本地上位機(jī)，以及用于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入本地上位機(jī)的服務(wù)器平臺(tái)，通過(guò)“終端一服務(wù)器”的形式完成對(duì)本地上位機(jī)的操作，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的共享的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理中心，所述電參數(shù)采集模塊、電量采集模塊、定位模塊和溫度采集模塊對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的電參數(shù)、電量和溫度進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換成適合A/D轉(zhuǎn)換的交流小信號(hào)，經(jīng)濾波后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，DSP讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并進(jìn)行相關(guān)電能質(zhì)量參數(shù)運(yùn)算和分析，分析結(jié)果通過(guò)CC2530無(wú)線(xiàn)通信模塊傳送至匯聚節(jié)點(diǎn)模塊，所述CC2530無(wú)線(xiàn)通信模塊上設(shè)有天線(xiàn)，所述天線(xiàn)包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)存芯片以及第一天線(xiàn)和第二天線(xiàn)，第一天線(xiàn)和第二天線(xiàn)通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與儲(chǔ)存芯片相連，單刀雙擲開(kāi)關(guān)與儲(chǔ)存芯片之間設(shè)置有濾波電路，濾波電路包括串聯(lián)設(shè)置的固定電感LI和可調(diào)電感L2，在固定電感LI和可調(diào)電感L2的兩端以及固定電感LI和可調(diào)電感L2的公共端分別與大地端GND之間串聯(lián)有第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3，第一天線(xiàn)與單刀雙擲開(kāi)關(guān)之間設(shè)置有三極管Q，第一天線(xiàn)連接在三極管Q的基極，三極管Q的集電極連接有蓄電池電源Vcc，三極管Q的發(fā)射極通過(guò)限流電阻R連接至儲(chǔ)存芯片；外殼的外側(cè)設(shè)置有若干層平行設(shè)置的太陽(yáng)能電池板，相鄰兩個(gè)太陽(yáng)能電池板之間設(shè)置有間隙，太陽(yáng)能電池板連接至蓄電池電源Vcc，所述外圍電路包括第一放大器U1A、第二放大器U1B、線(xiàn)性光耦U2、第一電阻Rl-第九電阻R9、電位器RW和場(chǎng)效應(yīng)管IRF640，線(xiàn)性光耦U2的I腳分別與場(chǎng)效應(yīng)管IRF640的柵極、第九電阻R9的一端相連，線(xiàn)性光耦U2的2腳分別與第八電阻R8 —端、第二放大器UlB的6腳相連，第八電阻R8另一端接地，線(xiàn)性光耦U2的3腳接第七電阻R7至第二放大器UlB的7腳，第二放大器UlB的5腳接第一放大器UlA的I腳，第一放大器UlA的3腳與電位器RW相連，第一放大器UlA的2腳與第六電阻R6 —端相連，第六電阻R6另一端分別與第五電阻R5 —端、第四電阻R4 —端、第三電阻R3 —端相連，第五電阻R5另一端接地，串聯(lián)的第一電阻Rl和第四電阻R4與串聯(lián)的第二電阻R2和第三電阻R3并聯(lián)，第一電阻Rl和第二電阻R2連接節(jié)點(diǎn)與第九電阻R9另一端、場(chǎng)效應(yīng)管IRF640的源極相連。
[0006]其中，所述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)還包括頻率同步電路，用于減小非同步采樣造成的FFT算法中的柵欄效應(yīng)。
[0007]其中，所述的第一放大器U1A、第二放大器UlB均采用AD8662。
[0008]其中，所述的線(xiàn)性光耦U2采用HCNR201。
[0009]其中，所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理中心包括數(shù)據(jù)傳輸接口、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)、對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的數(shù)據(jù)分析處理單元、遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點(diǎn)單元、數(shù)據(jù)顯示單元；所述數(shù)據(jù)分析處理單元、遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點(diǎn)單元、數(shù)據(jù)顯示單元通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸接口與數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)連接。
[0010]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0011]利用ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)ARM與DSP之間的通信，省去了復(fù)雜的布線(xiàn)環(huán)節(jié)，節(jié)約了大量的精力和成本，在實(shí)際組網(wǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信測(cè)試中，無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的室外直線(xiàn)傳播距離超過(guò)300m，室內(nèi)有障礙時(shí)傳播距離超過(guò)40m，最大傳輸時(shí)延小于80ms，具有自組網(wǎng)功能。該系統(tǒng)可對(duì)電網(wǎng)諧波的有效值、功率及功率因數(shù)、諧波畸變率、諧波含有率、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡度等多種電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。系統(tǒng)具有低成本，高可靠性，高容量、組網(wǎng)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，適用于工業(yè)園中自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)精密儀器、設(shè)備的電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)高科技工業(yè)園提高生產(chǎn)效率，節(jié)能減排具有實(shí)際意義，天線(xiàn)內(nèi)均設(shè)置有有源天線(xiàn)和無(wú)源天線(xiàn)，通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)了兩種工作模式的互補(bǔ)，在需要高強(qiáng)度信號(hào)時(shí)使用第一天線(xiàn)，當(dāng)沒(méi)有硬性要求時(shí)使用第二天線(xiàn)，節(jié)約電能。濾波電路可以通過(guò)調(diào)整可調(diào)電感可以實(shí)現(xiàn)多頻段噪音的濾除，三極管實(shí)現(xiàn)了接收信號(hào)的放大功能，外圍電路采用恒源流電路設(shè)計(jì)，沒(méi)有電流波動(dòng)，提高了整個(gè)裝置的穩(wěn)定性以及檢測(cè)的精確性，同時(shí)對(duì)蓄電池的溫度進(jìn)行了檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中天線(xiàn)中的濾波電路的示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中天線(xiàn)中的三極管放大電路的示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明中外圍電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]如圖1-5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括由電參數(shù)采集模塊、定位模塊、電量采集模塊、溫度采集模塊、信號(hào)處理單元、A/D、DSP及ZigBee模塊組成的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)；由ARM9S3C2440、SDRAM、ZigBee模塊以及電源和恒源流電路組成的匯聚節(jié)點(diǎn)模塊；用于完成數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果顯示及存儲(chǔ)的本地上位機(jī)，以及用于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入本地上位機(jī)的服務(wù)器平臺(tái)，通過(guò)“終端一服務(wù)器”的形式完成對(duì)本地上位機(jī)的操作，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的共享的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理中心，所述電參數(shù)采集模塊、電量采集模塊、定位模決和溫度采集模塊對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的電參數(shù)、電量和溫度進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換成適合A/D轉(zhuǎn)換的交流小信號(hào)，經(jīng)濾波后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，DSP讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并進(jìn)行相關(guān)電能質(zhì)量參數(shù)運(yùn)算和分析，分析結(jié)果通過(guò)CC2530無(wú)線(xiàn)通信模塊傳送至匯聚節(jié)點(diǎn)模塊，所述CC2530無(wú)線(xiàn)通信模塊上設(shè)有天線(xiàn)，所述天線(xiàn)包括外殼1，外殼I內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)存芯片2以及第一天線(xiàn)3和第二天線(xiàn)4，第一天線(xiàn)3和第二天線(xiàn)4通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)5與儲(chǔ)存芯片相連，單刀雙擲開(kāi)關(guān)5與儲(chǔ)存芯片2之間設(shè)置有濾波電路6，濾波電路6包括串聯(lián)設(shè)置的固定電感LI和可調(diào)電感L2，在固定電感LI和可調(diào)電感L2的兩端以及固定電感LI和可調(diào)電感L2的公共端分別與大地端GND之間串聯(lián)有第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3，第一天線(xiàn)3與單刀雙擲開(kāi)關(guān)5之間設(shè)置有三極管Q，第一天線(xiàn)3連接在三極管Q的基極，三極管Q的集電極連接有蓄電池電源Vcc，三極管Q的發(fā)射極通過(guò)限流電阻R連接至儲(chǔ)存芯片2 ;外殼I的外側(cè)設(shè)置有若干層平行設(shè)置的太陽(yáng)能電池板7，相鄰兩個(gè)太陽(yáng)能電池板7之間設(shè)置有間隙8，太陽(yáng)能電池板7連接至蓄電池電源Vcc，所述外圍電路包括第一放大器U1A、第二放大器U1B、線(xiàn)性光耦U2、第一電阻Rl-第九電阻R9、電位器RW和場(chǎng)效應(yīng)管IRF640，線(xiàn)性光耦U2的I腳分別與場(chǎng)效應(yīng)管IRF640的柵極、第九電阻R9的一端相連，線(xiàn)性光耦U2的2腳分別與第八電阻R8 —端、第二放大器UlB的6腳相連，第八電阻R8另一端接地，線(xiàn)性光耦U2的3腳接第七電阻R7至第二放大器UlB的7腳，第二放大器UlB的5腳接第一放大器UlA的I腳，第一放大器UlA的3腳與電位器RW相連，第一放大器UlA的2腳與第六電阻R6 —端相連，第