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智能遠程開關開發方案
來源:深圳市賽億科技開發有限公司作者:日期:2020-01-03 09:51:19點擊:60次

  本開發方案涉及一種能遠程控制的開關。

  背景技術:

  隨著社會的進步、時代的發展,各種電能設備不斷被創新和應用,特別是城市發展進程的加快,城市規模不斷加大,各種公園、景區以及道路的擴大建設,隨之而來,各種路燈、交通燈等電能設備被大量布置。在方便和快捷的同時,大量的電能設備的應用,帶來了很大的管理不便,每年因為無法有效的對電能設備有效的管理和控制,導致大量的電能浪費。同時因為電能設備的的老化,而引發火災,大范圍停電的現象時有發生,由于無法獲取準備的老化設備情況,從而給設備維護人員帶來了極大的不便和困擾。

  近年來,由于互聯網+物聯網技術的不斷創新和發展,一批智能路燈控制產品、城市照明智能管控系統隨之涌現。國內主流路燈控制產品多以單純的控制為主,且控制距離較短。無法對路燈等電能設備的相關狀態實時監測,從而無法及時的處理和維護。
 

智能遠程開關開發方案
 

  技術實現要素:

  本實用新型所要解決的技術問題是提供一種智能遠程開關,可以對用電設備進行狀態實時監測、預警,同時可以支持周期性上報和觸發式告警。為此,本實用新型采用以下技術方案:

  智能遠程開關,其特征在于它包括主芯片、射頻通信模塊、繼電器、溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路、LED指示燈模塊、電源模塊;

  射頻通信模塊、繼電器、溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路、LED指示燈模塊分別和主芯片相連。

  在采用上述技術方案的基礎上,本實用新型還可采用以下進一步的技術方案或對這些進一步的技術方案組合使用:

  所述智能遠程開關還設置有芯片內部測試接口,所述芯片內部測試接口和主芯片相連。

  所述射頻通信模塊與主芯片之間通過DIO0_SX、DIO1_SX、DIO2_SX、DIO3_SX、DIO4_SX、DIO5_SX、CTRL1接口相連。

  所述繼電器的控制輸入端口通過三極管Q1、Q2與主芯片的CPIO1_CRL端口相連,繼電器由由12V直流電源進行供電,所述繼電器具有一臺或多臺用電設備的電氣連接位,由主芯片控制繼電器開關S1的通斷,以給用電設備供電。

  所述溫濕度傳感器通過AD_CH0端口與主芯片U1相連,可以感知智能開關設備周圍環境的溫度、濕度,并把溫濕度參數傳送給主芯片。

  所述交流互感器采樣電路,通過AD_CH1端口與主芯片相連,交流互感器采樣電路可以監測繼電器觸點到用電設備之間的電路的電流、短路、斷路、過載狀態。

  所述電源模塊由外接電源電路、濾波整流降壓模塊、充電電池、充電電池充電電路、電壓轉換模塊、5V電壓采樣電路組成;外接電源電路分為兩路,一路接向濾波整流降壓模塊,通過濾波整流降壓模塊,逐步變為12V的直流電源和5V的直流電源兩路,12V直流電源給繼電器供電,5V直流電源給充電電池充電電路、LED指示燈模塊中的紅燈供電,通過充電電池充電電路給充電電池充電,充電電池和5V直流電源與電壓轉化模塊連接把4.2V、5V電源轉換為3.3V給主芯片、溫濕度傳感器供電,充電電池與電壓轉化模塊之間設置開開關K;

  外接電源的另外一路,通過繼電器接到用電設備上,由繼電器的開關S1控制是否給用電設備供電。

  所述主芯片通過端口AD_CH2連接的5V電壓采樣電路判斷是否有外部電源介入,當沒有外部電源接入時,把開關SWITCH接通,由充電電池通過M_VCC接口接入電壓轉換模塊,然后對各模塊進行供電。

  所述射頻通信模塊為Lora通信模塊。

  本實用新型以互聯網+物聯網技術為基礎,通過多種傳感器,比如:溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路和遠距離無線通信技術,比如,Lora通信技術,構建無線傳感網絡,可以對各種用電設備進行狀態實時監測、預警,同時可以支持周期性上報和觸發式告警方式,可以上報至服務器平臺及設備維護人員的電腦、手機等終端,也可以通過終端對用電終端的電源是否接通進行遠程控制。

  本實用新型可實現對任意個電能設備進行綁定,實現制定區域或路段的電能設備統一控制。本實用新型還具有.多種用電設備狀態信息(用電線路斷路、短路,設備損壞,設備工作電流,當前環境溫濕度等)監測能力。本實用新型支持后備電池供電,當產品主電源斷電后,后備電池可持續為產品提供供電24小時。

  具體實施方式

  參照附圖。本實用新型所提供的智能遠程開關包括主芯片U1、射頻通信模塊、繼電器、溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路、LED指示燈模塊、電源模塊,

  射頻通信模塊、繼電器、溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路、LED指示燈模塊分別和主芯片U1相連。

  主芯片U1用來感知溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路采集到的數據,然后根據這些數據控制繼電器開關S1的通斷,從而控制是否給用電設備供電,還控制LED指示燈模塊和射頻通信模塊向外發送周期性報告和觸發式報警。

  所述射頻通信模塊可采用Lora通信模塊,主要用來對相關的傳感信息進行實時的無線傳輸。

  射頻通信模塊與主芯片U1之間通過DIO0_SX、DIO1_SX、DIO2_SX、DIO3_SX、DIO4_SX、DIO5_SX、CTRL1接口相連,射頻通信模塊把主芯片U1監測到的狀態參數通過天線無線發送給外部的網關,網關再通過無線或有線的方式發送給服務器上的軟件平臺,然后通過無線或有線的方式發送到終端,比如,電腦、手機等,同時,可通過終端把指令發送到服務器的軟件平臺,服務器的軟件平臺再發送給網關,網關再發送到射頻通信模塊的天線上,主芯片U1根據射頻通信模塊接收到的指令控制相關模塊進行動作,比如,控制繼電器的通斷,從而控制是否給用電設備進行供電。

  交流控制繼電器用來控制電能設備(路燈、攝像頭等)的電源通斷。繼電器的端口GETIN通過三極管Q1、Q2與主芯片U1的CPIO1_CRL端口相連,繼電器的工作電壓是12V,由12V直流電源進行供電,由主芯片U1控制開關S1的通斷,開關S1與觸點接通,給用電設備供電,開關S1與觸點斷開,不給用電設備供電,這里的用電設備,可以是一臺,也可以是幾臺,只要不超過額定功率就可以,所述繼電器具有一臺或多臺用電設備的電氣連接位。

  溫濕度傳感器主要用來監測設備當前環境的溫度、濕度參數。溫濕度傳感器通過AD_CH0端口與主芯片U1相連,可以感知智能開關設備周圍環境的溫度、濕度,并把溫濕度參數傳送給主芯片,主芯片U1可以通過射頻通信模塊向終端發送周期性報告,當溫度、濕度參數超過預定的閥值時,比如,智能開關周圍或本身發生火災、水災時,主芯片U1可以通過射頻通信模塊向外發送觸發式報警信號到終端,提醒終端用戶及時處理發生的情況。

  交流互感器采樣電路通過AD_CH1端口與主芯片U1相連,交流互感器采樣電路可以監測繼電器觸點到用電設備之間的線路的電流、短路、斷路、過載等狀態,主芯片U1可以通過射頻通信模塊向終端發送周期性報告,當超過預定的閥值時,主芯片U1可以通過射頻通信模塊向外發送觸發式報警信號到終端,提醒終端用戶及時處理發生的情況;

  LED指示燈模塊包括紅燈D1、黃燈D2、綠燈D3,紅燈D1是外部電源指示燈,紅燈亮,表示外部電源接入,紅燈滅,表示沒有外部電源接入,黃燈D2是用電設備供電指示燈,如果繼電器給用電設備供電,黃燈亮,如果繼電器沒有給用電設備供電,黃燈滅,綠燈D3是系統指示燈,如果系統正常工作,綠燈以1HZ頻率進行一閃一滅,如果系統不正常工作,綠燈會長亮或長滅。

  電源模塊由外接電源、濾波整流降壓模塊、充電電池、充電電池充電電路、電壓轉換模塊、5V電壓采樣電路組成;

  外接電源分為兩路,一路接向濾波整流降壓模塊,通過濾波整流降壓模塊逐步變為12V的直流電源和5V的直流電源兩路,12V直流電源給繼電器供電,5V直流電源給充電電池充電電路、LED指示燈中的紅燈D1供電,通過充電電池充電電路給充電電池(4.2V鋰電池)充電,同時,4.2V鋰電池和5V直流電源通過電壓轉化模塊把4.2V、5V電源轉換為3.3V,給主芯片、溫濕度傳感器等供電,充電電池和電壓轉化模塊之間設置開關K,控制鋰電池是否供電。

  220V外接電源的另外一路,通過繼電器接到用電設備上,由繼電器的開關S1控制是否給用電設備供電。

  主芯片U1通過端口AD_CH2連接的5V電壓采樣電路判斷是否有外部電源介入,如果端口AD_CH2可以檢測到2.5V的電壓信號,那就表示有外部電源接入,主芯片U1控制紅燈D1常亮;如果端口AD_CH2檢測不到2.5V的電壓信號,那就表示沒有外部電源接入,主芯片U1控制紅燈D1常滅。

  當沒有外部電源接入時,可把開關SWITCH接通,由4.2V鋰電池通過M_VCC接口接入電壓轉換模塊,然后對各模塊進行供電。

  所述智能遠程開關還設置有JTAG口,所述JTAG口和主芯片相連。JTAG口是芯片內部測試接口,用于測試芯片內部的程序。

  本實用新型通過內部處理器單元和一定的控制邏輯(主芯片),實時地對目標電能設備進行電源通斷控制和各種狀態信息的實時采集和運算。當處理單元檢測到任何一個危險的狀態信息后,將會立即產生一個報警狀態信息包同時通過LoRa無線傳送至網關(基站)設備,然后利用3G(GPRS)技術將報警數據包傳送至云平臺,云平臺可根據預先設置的功能,將報警信息通過短信或手機APP推送的方式,傳送至該區域的設備維護責任人或管理者。以便在第一時間前往事發點,進行設備檢測和危險處理。同時云平臺管理人員也可通過WEB網頁的方式進行箱體信息的查詢和實時的監測。

  以上所述僅為本實用新型的具體實施例,但本實用新型的結構特征并不局限于此,任何本領域的技術人員在本實用新型的領域內,所作的變化或修飾皆涵蓋在本實用新型的保護范圍之中。