新型触控配电箱的制作方法
【专利摘要】新型触控配电箱，涉及一种配电箱。电压电流信号采样电路输入端外接市电，电压电流信号采样电路的电压采样互感线圈与火线和零线并联，电压电流信号采样电路的电流采样互感线圈串联在火线上；对称式低通滤波电路的输入端接电压电流信号采样电路的采样信号输出端，采样信号处理电路的输入端接对称式低通滤波电路的电压差模信号和电流差模信号输出端，光电耦合隔离电路分别与采样信号处理电路的采样处理信号输出端和微控制器的输入输出端口连接；环境参数感应电路的输出端接微控制器的输入端口，微控制器分别与实时时钟电路、信息存储电路、语音播报电路、显示屏模块连接，多路漏电保护器或空气开关控制电路分别与市电、微控制器和用户终端连接。
【专利说明】新型触控配电箱
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种配电箱，尤其是涉及一种新型触控配电箱。
【背景技术】
[0002]传统配电箱的安装质量通病多，工艺观感较差，配电箱观感质量缺陷主要是“视觉外观”，传统的配电箱大都采用铁质或者木质的安装外壳，再者就是“配线安装”、“管箱连接”缺陷，占用的空间较大，安装的工艺性、可靠性差，维护工作量大，而且很容易出现接触不良的现象。所以提高配电箱的安装观感质量早已成为厂商为消除质量通病而独立研究的一个课题。
[0003]另一方面，传统的配电箱的功能尚有欠缺，操作不安全，也不方便。随着日益智能化的家居设备等产品的发展，要求传统工艺的配电箱体现出功能丰富和人性化的信息交互设计，诸如电能显示、计费显示等一些功能的集成。然而，目前市场上类似的产品尚未成熟，这一方面的设计创新，将成为日后配电箱的主流产品。
[0004]中国专利CN103259205A提供一种带有触摸屏的配电箱，包括:上侧板、下侧板、左侧板和右侧板和背板，所述四个侧板和所述背板形成前面开放的矩形箱体；凹框设置于前面以限定出前门的位置空间；所述前门封住所述矩形箱体的前面形成长方形配电箱箱体，所述前门包括有触摸屏。该发明所提供的带有触摸屏的配电箱由于在前门上设置有触摸屏，因而可以通过该触摸屏直接控制箱内的电路开关，使用十分方便。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种新型触控配电箱。
[0006]本发明设有电压电流信号采样电路、对称式低通滤波电路、采样信号处理电路、光电耦合隔离电路、环境参数感应电路、实时时钟电路、信息存储电路、语音播报电路、多路漏电保护器或空气开关控制电路、触摸屏显示控制电路和显示屏模块；
[0007]所述电压电流信号采样电路的输入端外接市电AC220V，电压电流信号采样电路的电压采样互感线圈与市电AC220V的火线和零线并联，电压电流信号采样电路的电流采样互感线圈串联在市电AC220V的火线上；对称式低通滤波电路的输入端接电压电流信号采样电路的采样信号输出端，采样信号处理电路的输入端接对称式低通滤波电路的电压差模信号和电流差模信号输出端，光电耦合隔离电路分别与采样信号处理电路的采样处理信号输出端和微控制器的输入输出端口连接；环境参数感应电路的输入端外接环境参数传感器输出端，环境参数感应电路的输出端接微控制器的输入端口，微控制器分别与实时时钟电路、信息存储电路、语音播报电路、显示屏模块连接，触摸屏显示控制电路的输出端接显示屏模块的控制信号输入端；多路漏电保护器或空气开关控制电路分别与市电AC220V、微控制器和用户终端连接。
[0008]所述环境参数包括温度、湿度等。
[0009]本发明在现有的配电箱基础上，巧妙地加入数据信息采集模块、微控制器以及外围电路模块，实现信号处理和设备控制，触控式面板可显示系统的控制界面，可通过触摸面板实现对家用电器的设置、监测及控制，并能显示时间、温度、湿度、用电量、电费、功率、功率因素、负荷情况等各种想要得到的信息，可对历史用电情况进行存储、查询；待机时屏幕可显示诸如相册、风景等图片作为屏保，触摸待机屏幕进入系统设置时设有屏幕解锁(手势解锁或者PIN码解锁)，以防止人为误操作，并具有催缴电费提醒等语音播报功能于一体的家用触控式配电箱。
[0010]本发明所述微控制器及外围电路模块包括多路漏电保护器控制电路、信息存储电路、语音播报电路以及触摸屏显示控制电路。
[0011]本发明所配置的微控制器的作用是对采集所得的信息进行数据运算、存储、转换并输出屏幕显示、控制相应设备动作、传送语音信息等。
[0012]本发明采用高灵敏互感线圈准确测量实时电压电流参数。为了抑制采集的信号中的白噪声，提高测量精度，采用对称式低通滤波器作信号处理。
[0013]本发明通过结合多路漏电保护器控制电路与采样信号处理电路对电流的实时检测，双重保护用户终端工作安全，只要当其中任意一路电路检测过载，会立即切断该路电源输出，并屏幕显示故障信息；当解除故障时，可在触摸屏上对应的按钮控制漏电保护器闭合，继续向用户终端正常供电。
[0014]本发明可广泛应用于家用配电箱、厂房配电箱等各个场合的配电箱更换或者改进。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例的电路组成框图。
[0016]图2为本发明实施例的电压电流信号采集电路原理图。
[0017]图3为本发明实施例的采样信号处理电路原理图。
[0018]图4为本发明实施例的光电耦合隔离电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]以下实施将结合附图对本发明作进一步的说明。
[0020]参见图1?4，本发明实施例设有电压电流信号采样电路1、对称式低通滤波电路
2、米样信号处理电路3、光电稱合隔离电路4、环境参数感应电路5、实时时钟电路6、信息存储电路7、语音播报电路8、多路漏电保护器或空气开关控制电路9、触摸屏显示控制电路10和显示屏模块11。
[0021]所述电压电流信号采样电路I的输入端外接市电AC220V，电压电流信号采样电路I的电压采样互感线圈与市电AC220V的火线和零线并联，电压电流信号采样电路I的电流采样互感线圈串联在市电AC220V的火线上；对称式低通滤波电路2的输入端接电压电流信号采样电路I的采样信号输出端，采样信号处理电路3的输入端接对称式低通滤波电路2的电压差模信号和电流差模信号输出端，光电耦合隔离电路4分别与采样信号处理电路3的米样处理信号输出端和微控制器P的输入输出端口连接；环境参数感应电路5的输入端外接环境参数传感器J输出端，环境参数感应电路5的输出端接微控制器的输入端口，微控制器P分别与实时时钟电路6、信息存储电路7、语音播报电路8、显示屏模块11连接，触摸屏显示控制电路10的输出端接显示屏模块11的控制信号输入端；多路漏电保护器或空气开关控制电路9分别与市电AC220V、微控制器P和用户终端Y连接。
[0022]所述环境参数包括温度、湿度等。
[0023]本发明在现有的配电箱基础上，巧妙地加入数据信息采集模块、待机守时模块以及微控制器及外围电路模块，实现信号处理和设备控制，触控式面板可显示系统的控制界面，可通过触摸面板实现对家用电器的设置、监测及控制，并能显示时间、温度、湿度、用电量、电费、功率、功率因素、负荷情况等各种想要得到的信息，可对历史用电情况进行存储、查询；待机时屏幕可显示诸如相册、风景等图片作为屏保，触摸待机屏幕进入系统设置时设有屏幕解锁(手势解锁或者PIN码解锁)，以防止人为误操作，并具有催缴电费提醒等语音播报功能于一体的家用触控式配电箱。
[0024]本发明所述微控制器及外围电路模块包括多路漏电保护器控制电路、信息存储电路、语音播报电路以及触摸屏显示控制电路。
[0025]本发明所配置的微控制器的作用是对采集所得的信息进行数据运算、存储、转换并输出屏幕显示、控制相应设备动作、传送语音信息等。
[0026]本发明采用高灵敏互感线圈准确测量实时电压电流参数。为了抑制采集的信号中的白噪声，提高测量精度，采用对称式低通滤波器作信号处理。
[0027]电压电流信号采样电路:交流电经过一个保险管接入，起过流保护的作用，采样电压互感线圈与市电AC220V的火线和零线并联，电流采样互感线圈串联在市电AC220V的火线上。
[0028]对称式低通滤波电路:采集得到的小信号采用阻容滤波器这种传统而又效果显著的对称式的滤波器来进行滤波处理，减小电磁场杂波的不稳定干扰，得到电压差模信号和电流差模号。
[0029]采样信号处理电路:采样得到的信号由电能芯片(例如CS5463)处理，对于采样的电压和电流两个通路，必须提供AC和DC的数字校准。数据处理的同时，得到电流流参数、电压参数、功率、功率因素等测量值，并转换成数字信号存在电能芯片的寄存器中。
[0030]光电耦合隔离电路:采用高性能光电耦合器(例如TIP6632)将模拟强电与数字弱电信号隔离，避免其互相干扰。
[0031]环境参数感应电路:系统配有采集外界例如温度(如DS18B20)、湿度、烟雾(如DHT18等)等环境参数的传感器电路，提供室内室外的一些环境信息，在显示屏上显示。
[0032]实时时钟电路:为待机守时功能提供时钟，记录时间日期，并实现万年历功能。
[0033]信息存储电路:系统板硬件配有Micro-SD卡槽，使用SD卡作为存储器件，由微控制器直接对含有电能、电费等相关信息存在卡上，并可随时更换SD卡。
[0034]语音播报电路:采用最简单的运放电路(如LM353)驱动扬声器工作，简单稳定，
[0035]多路漏电保护器控制电路:多路漏电保护器由微控制器控制工作，接在用户终端与市电之间，如过流，即刻断开用户终端的供电。
[0036]触摸屏显示控制电路:为液晶屏提供电源与背光，使得液晶屏稳定可靠的工作。
[0037]微控制器主要承担的工作是内部数据信息处理，微控制器以SPI总线方式控制电能芯片采集电压参数、电流参数，并进行数据处理。
【权利要求】
1.新型触控配电箱，其特征在于设有电压电流信号采样电路、对称式低通滤波电路、采样信号处理电路、光电耦合隔离电路、环境参数感应电路、实时时钟电路、信息存储电路、语音播报电路、多路漏电保护器或空气开关控制电路、触摸屏显示控制电路和显示屏模块； 所述电压电流信号采样电路的输入端外接市电AC220V，电压电流信号采样电路的电压采样互感线圈与市电AC220V的火线和零线并联，电压电流信号采样电路的电流采样互感线圈串联在市电AC220V的火线上；对称式低通滤波电路的输入端接电压电流信号采样电路的采样信号输出端，采样信号处理电路的输入端接对称式低通滤波电路的电压差模信号和电流差模信号输出端，光电耦合隔离电路分别与采样信号处理电路的采样处理信号输出端和微控制器的输入输出端口连接；环境参数感应电路的输入端外接环境参数传感器输出端，环境参数感应电路的输出端接微控制器的输入端口，微控制器分别与实时时钟电路、信息存储电路、语音播报电路、显示屏模块连接，触摸屏显示控制电路的输出端接显示屏模块的控制信号输入端；多路漏电保护器或空气开关控制电路分别与市电AC220V、微控制器和用户终端连接。
2.如权利要求1所述新型触控配电箱，其特征在于所述环境参数包括温度、湿度。
3.如权利要求1所述新型触控配电箱，其特征在于所述微控制器及外围电路模块包括多路漏电保护器控制电路、信息存储电路、语音播报电路以及触摸屏显示控制电路。
【文档编号】H02B1/24GK103944075SQ201410189361
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】张泽旺, 李昭代, 连国景 申请人:厦门理工学院