专利名称：带zigbee无线通信功能的电力线路安全监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力安全监测设备，尤其是涉及一种带ZIGBEE无线通信功 能的电力线路安全监测仪。
背景技术：
合格的电源是一切用电设备正常运行基础，就大多数用户而言，交流电是设备的 唯一动力，建筑内的交流电线路是唯一的供电电路。人员触电事故主要是由接地不良、错误 接地或无漏电保护装置所造成。电气火灾主要因电弧放电及线缆高阻点产生的高温所引 起。设备运行异常多因线缆带载能力不足而出现的欠压、接地不良及中性线对地电压过高 导致。实际上，估计80%的交流电质量问题与上述电气线路问题相关。随着国家标准的贯 彻执行，人们日益重视用电安全。但在实际工作生活中，由于监控技术和产品的缺乏，人们 无法对配电布线网络的安全和质量进行随时随点检测，尤其无法得到量化数据，使得无法 对电路的安全和工作隐患进行有效管理。中华人民共和国国家知识产权局于1999年6月30日公开了授权公告号为 CN2326963Y的专利文献，名称是电力负荷监测仪，它由面板、控制部件、壳体等组成，在壳体 的内腔中装有控制部件，所述的控制部件中采用PIC16C74单片机进行检测控制，所述的控 制部件中还设有RS232接口可与外部计算机进行双向通讯，将检测到的电流、电压的变化 值传递给计算机。此方案的不足之处在于通讯时必须采用有线方式，受距离和环境的限制。
发明内容本实用新型主要是解决现有技术所存在受线缆限制，的技术问题，提供一种采用 无线方式，不受线缆限制，受环境和距离影响较小的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安 全监测仪。本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种带 ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，包括电源电路、线序/电压检测电路、MCU单 片机、电阻检测电路、LCD显示电路、按键电路和时钟/复位电路，MCU单片机通过电阻检测 电路连接需要监测的220V市电，线序/电压检测电路连接220V市电和MCU单片机，IXD显 示电路、按键电路和时钟/复位电路分别与MCU单片机连接，电源电路与其它各电路连接， MCU单片机还连接有ZIGBEE无线通信电路。电源电路为整个电力线路安全监测仪供电。线序/电压检测电路采集被测线路的 电压值，同时可以检测线序是否正确。电阻检测电路可以在线路中模拟接入负载，便于检测 线路在实际使用情况下的状态。通过按键电路可以设定测量参数，通过LCD显示电路可以 显示测量值和当前设定的参数。时钟/复位电路为MCU单片机提供时钟信号和复位信号。 ZIGBEE是IEEE 802. 15. 4协议的代名词，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗 的无线通信技术。ZIGBEE是一种高可靠的无线数据传输网络，类似于CDMA和GSM网络，通 讯距离从标准的75米到几公里，并且支持无限扩展。通过ZIGBEE无线通信电路，电力线路
3安全监测仪可以与其他节点以及上级服务器连接，并进行数据传输，将采集到的数据传送 到监控人员的计算机上，实现远距离无线实时监控。作为优选，电源电路为220VAC/DC电路，220VAC/DC电路与220V市电连接。电源 电路通过被测线路直接取电，通过变压整流以后得到3V和5V的直流电，为整个电力线路安 全监测仪供电，不需要额外加电池。作为优选，MCU单片机还连接有存储电路。MCU单片机可以将检测到的数据存储到 存储电路中，在不能连接到上级服务器的情况下可以进行多次测量，然后统一上传，最多可 以存储127个被测点的数据。并且通过LCD显示电路和按键电路，可以将存储的数据重新 显示，方便对比。作为优选，线序/电压检测电路为A/D采样电路。通过A/D采样电路可以检测相 零电压的有效值、峰值、波动和零地电压的有效值、峰值、波动，还可以检测相线和零线是否 错接或者开路以及地线是否已经连接。作为优选，电阻检测电路由依次连接的高功率电阻、晶闸管和光耦隔离电路组成， 高功率电阻连接被检测的220V市电，光耦隔离电路连接MCU单片机。MCU单片机通过控制 光耦隔离电路，进而控制晶闸管，通过晶闸管控制高功率电阻是否接入电路中。当高功率电 阻接入电阻中，即可通过线序/电压检测电路获得介入前后的电压值，进而获得线路的降 压百分比、相线阻抗和零线阻抗。本实用新型的带来的有益效果是，能够对交流电路的用电工作状况进行随时检 测，通过ZIGBEE网络实时传送检测到的数据，不受环境和线缆的限制，对检测数据进行有 效分析，及时发现会导致人员触电、电气火灾、设备运行异常等线路问题，有助发现问题，帮 助查明和快速定位故障位置及原因，消除安全隐患，并且能够回溯检测数据，帮助用户实现 数据化用电安全和质量的管理，可以直接通过被测电路取电，无需电池等外接电源，可以存 储大量数据，方便在没有服务器的情况下使用。
附图1是本实用新型的一种电路模块图；图中1、电阻检测电路，2、高功率电阻，3、晶闸管，4、光耦隔离电路，5、IXD显示电 路，6、按键电路，7、时钟/复位电路，8、存储电路，9、ZIGBEE无线通信电路，10、MCU单片机， 1UA/D 采样电路，13、220VAC 电源入口，14、220VAC/DC 电路。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的一种带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，如图1 所示，包括电阻检测电路1、IXD显示电路5、按键电路6、时钟/复位电路7、存储电路8、 ZIGBEE无线通信电路9、MCU单片机10、线序/电压检测电路和电源电路。MCU单片机10 分别与其它各电路连接。电源电路为220VAC/DC电路14，通过220VAC电源入口 13直接取 电，变压整流后为整个电力线路安全监测仪供电。电阻检测电路1由高功率电阻2、晶闸管 3和光耦隔离电路4依次连接而成，高功率电阻2连接220VAC电源入口 13，光耦隔离电路 4连接MCU单片机10。线序/电压检测电路为A/D采样电路11，与220VAC电源入口 13连
4接。220VAC电源入口为普通三足插头，可以直接检测普通插座的数据。通过A/D采样电路 11可以检测相零电压的有效值、峰值、波动和零地电压的有效值、峰值、波动，还可以检测相 线和零线是否错接或者开路以及地线是否已经连接。MCU单片机10通过控制光耦隔离电 路4，进而控制晶闸管3，通过晶闸管3控制高功率电阻2是否接入电路中。当高功率电阻 2接入电阻中，即可通过线序/电压检测电路获得接入前后的电压值，进而获得线路的降压 百分比、相线阻抗和零线阻抗。通过LCD显示电路5和按键电路6可以设定当前检测的插 座的序号、监控记录时间，MCU单片机10将上述参数和检测到数据存入存储电路8中，方便 统一上传，也可以在检测以后调用查看，存储电路8最多可以存储127个插座的数据。通过 ZIGBEE无线通信电路9可以将检测到数据上传到服务器，便于管理人员对整个线路进行监 控。
权利要求一种带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，包括电源电路、线序/电压检测电路、MCU单片机(10)、电阻检测电路(1)、LCD显示电路(5)、按键电路(6)和时钟/复位电路(7)，所述MCU单片机(10)通过所述电阻检测电路(1)连接需要监测的220V市电，所述线序/电压检测电路连接220V市电和所述MCU单片机(10)，所述LCD显示电路(5)、所述按键电路(6)和所述时钟/复位电路(7)分别与所述MCU单片机(10)连接，所述电源电路与其它各电路连接，其特征在于，所述MCU单片机(10)还连接有ZIGBEE无线通信电路(9)。
2.根据权利要求1所述的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，其特征在 于，所述电源电路为220VAC/DC电路(14)，所述220VAC/DC电路(14)与220V市电连接。
3.根据权利要求1所述的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，其特征在 于，所述MCU单片机(10 )还连接有存储电路(8 )。
4.根据权利要求1所述的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，其特征在 于，所述线序/电压检测电路为A/D采样电路(11)。
5.根据权利要求1或3所述的带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，其特 征在于，所述电阻检测电路(1)由依次连接的高功率电阻(2)、晶闸管(3)和光耦隔离电路 (4 )组成，所述高功率电阻(2 )连接被检测的220V市电，所述光耦隔离电路(4 )连接MCU单 片机(10)。
专利摘要本实用新型公开了一种带ZIGBEE无线通信功能的电力线路安全监测仪，旨在提供一种能够进行无线通信的电力线路安全监测仪。它包括电源电路、线序/电压检测电路、MCU单片机、电阻检测电路、LCD显示电路、按键电路和时钟/复位电路，MCU单片机通过电阻检测电路连接需要监测的220V市电，线序/电压检测电路连接220V市电和MCU单片机，LCD显示电路、按键电路和时钟/复位电路分别与MCU单片机连接，电源电路与其它各电路连接，MCU单片机还连接有ZIGBEE无线通信电路。通过ZIGBEE无线通信电路可以将检测到的数据上传到服务器上，不受环境和线缆的限制。本实用新型适用于所有的市电线路的监测。
文档编号G01R19/25GK201707390SQ20102020495
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者吴建国 申请人:吴建国