一种带节能控制的综合能源感知装置的制作方法

1.本发明涉及数据采集处理技术领域，尤其涉及一种带节能控制的综合能源感知装置。


背景技术：

2.能效管理已经成为当前研究的热点，对能源节约具有重要作用，能效监测系统依靠数据采集技术和通信技术，对用电设备进行全面监测，为实现工业用电的信息化和自动化提供了技术支撑。电力能效数据的高速、实时、准确采集是进行电力能效管理的根本，保证电力能效评估和电力能效优化环节正常运行。
3.目前，电力能效管理采集终端存在功能单一、采集数据不全面、实时性差等缺点。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述的问题，而提出的一种带节能控制的综合能源感知装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种带节能控制的综合能源感知装置，包括：
7.采集终端单元，所述采集终端单元包括外壳、母板、以及设置在母板上的电源模块、cpu模块、dsp模块、通信模块、模拟量采集模块、人机接口模块；
8.电缆监控单元，所述电缆监控单元包括激光发射器、激光接收器、电缆固定套、密封盖板和感温填充材料，所述激光发射器设置在母板上，所述电缆固定套设置在电缆上，所述电缆固定套内填充有用于感应电缆温度的感温填充材料，所述密封盖板用于封闭电缆固定套；
9.所述激光接收器设置在电缆固定套上，所述激光接收器在初始状态下无法接收激光发射器的光线，所述感温填充材料在线缆温度超过 50℃时分解成带颜色气体，所述激光发射器的光线在带颜色气体的漫反射下被激光接收器接收。
10.可选地，所述cpu模块采用arm s3c2416。
11.可选地，所述感温填充材料采用碳酸氢钠和颜料混合物。
12.可选地，所述电缆固定套包括外套圈、内套圈、连接环和空心块，所述外套圈与连接环一体成型设置，所述内套圈设置在外套圈内且感温填充材料填充在二者之间，所述空心块设置在外套圈上，所述空心块上开设有与外界连接的通孔，所述通孔的一端与内套圈和外套圈之间的空间连通，所述通孔的另一端与外界连通，所述激光接收器设置在空心块内。
13.可选地，所述密封盖板包括端盖、外套圈盖和密封圈，所述端盖上设置有位置和数量与外套圈对应的外套圈盖，所述密封圈设置在外套圈盖上，所述外套圈盖上开设有与电缆穿孔，所述端盖上开设有光线穿孔。
14.本发明还公开了一种带节能控制的综合能源感知装置的处理方法，该处理方法包
括如下步骤：
15.开启采集终端单元并等待系统初始化，启动开中断，等待dsp初始化，启动a/d转换，获得电缆2的电压电流采样数据，判断采样点是否为64，如若否，则重新启动开中断；如若是，则置完成标志 flag＝1，将等待处理的64点采样数据倒入dsp进行参数的计算和谐波分析，将数据写入双口ram进行数据的存储，接收到数据的上传命令进行数据上传，等待gprs模块初始化，启动gprs模块连接，判定 gprs是否在线，如若否，则重新启动gprs模块连接；如若是，则进行数据处理并打包发送数据，接着判断接收数据是否完整，如若否，则重新发送数据；如若是，则判定数据接收完毕。
16.本发明具备以下优点：
17.本发明能够同时测量火线电流、零线电流或者剩余电流，一般发现漏电可立即报警，确保用电安全。
18.本发明除了测量电参数之外，还可以测量线缆温度，防范电气火灾，通过设置外套圈和内套圈便于对线缆进行固定，同时可以形成一个容纳感温填充材料的空腔，通过密封盖板可以将空腔封闭，避免感温填充材料泄漏的同时可以定向输出二氧化碳气体，可以起到灭火的作用，定向输出的气体可以使激光发射器的光线漫反射并被该侧的激光接收器捕获进行报警。本发明突出的特点在于，可以针对单条线缆进行监控，在某条电缆温度较高异常时，可以快速切断该条电缆而不影响其他电缆的使用。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种带节能控制的综合能源感知装置的结构示意图；
20.图2为本发明图1中线a-a截取的剖视图；
21.图3为本发明中电缆固定套和密封盖板配合示意图；
22.图4为本发明中电缆固定套结构示意图；
23.图5为本发明中密封盖板结构示意图；
24.图6为本发明中采集终端单元模块示意图；
25.图7为本发明中cpu模块示意图；
26.图8为本发明中母板上元器件示意图；
27.图9为本发明中装置的软件处理流程图。
28.图中：1外壳、2电缆、3激光发射器、4电缆固定套、41外套圈、42内套圈、43连接环、44空心块、5密封盖板、51端盖、52外套圈盖、53密封圈、6激光接收器。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
30.参照图1-8，一种带节能控制的综合能源感知装置，包括：
31.采集终端单元包括外壳1、母板、以及设置在母板上的电源模块、 cpu模块、dsp模块、通信模块、模拟量采集模块、人机接口模块。
32.参照图8，母板，即数据采集母板，主要由主芯片arm s3c2416、高频csm/gprs模块、sim卡、rs485通讯接口及一些保护、稳压电路组成。
33.在上述的采集终端单元中，arm处理器可使用不同arm内核架构，本方案采用的是arm-v7m，也可采用arm-v7a实现母板芯片功能，cpu 模块采用arm s3c2416，综合能源感知装置需要采集的数据类型多、数据量大，且对实时性要求高，所以主处理器arm选用s3c2416,内核为arm920t,基于arm-v7m架构，能够打达到一般amr7处理器两倍以上处理能力。从处理器dsp选用tms320c5420,速度可达到200mips, 具有强大的数据处理能力，能够实现电力数据的高速计算，从而满足实时性的要求。双端口选用idt70261，具有数据存储速度快，正确性高、易扩展等优点。配以高精度模数采样电路和冗余算法，保证了测量结果的稳定性和可靠性。特别适用于电力企业多种数据处理的场合。芯片设计如图7所示。
34.采集终端单元对企业的环境参数、电力参数等进行实时采集和处理，将电力能效数据上传到管理平台，并及时执行管理中心下达的采集指令。处理方法如图9所示，包括如下步骤：
35.开启采集终端单元并等待系统初始化，启动开中断，等待dsp初始化，启动a/d转换，获得电缆2的电压电流采样数据，判断采样点是否为64，如若否，则重新启动开中断；如若是，则置完成标志 flag＝1，将等待处理的64点采样数据倒入dsp进行参数的计算和谐波分析，将数据写入双口ram进行数据的存储，接收到数据的上传命令进行数据上传，等待gprs模块初始化，启动gprs模块连接，判定 gprs是否在线，如若否，则重新启动gprs模块连接；如若是，则进行数据处理并打包发送数据，接着判断接收数据是否完整，如若否，则重新发送数据；如若是，则判定数据接收完毕。
36.参照图2和图3，电缆监控单元包括激光发射器3、激光接收器6、电缆固定套4、密封盖板5和感温填充材料。
37.在本实施例中，感温填充材料采用碳酸氢钠和颜料混合物，碳酸氢钠采用碳酸氢钠粉末，颜料采用市面上常见的例如红、黄、蓝等颜色的粉末。
38.在本实施例中，电缆固定套4包括外套圈41、内套圈42、连接环43和空心块44，外套圈41和内套圈42均采用中空的管状结构，且二者相互独立，具体如图4所示，内套圈42可以采用导热硅胶材质，从而具备良好的导热性能，也可以采用其他导热性较好的材质，外套圈41与连接环43一体成型设置，一体成型具备更好的力学性能和密封性能，内套圈42设置在外套圈41内且感温填充材料填充在二者之间，参照图2和图4。
39.空心块44设置在外套圈41上，空心块44上开设有与外界连接的通孔，通孔的一端与内套圈42和外套圈41之间的空间连通，通孔的另一端与外界连通，激光接收器6设置在空心块44内。空心块44 具备可以采用矩形空心块、圆形空心块等等，空心块44采用空心结构便于其内设置激光接收器6。通孔可以是单个的大通孔，也可以是类似筛网状的密集小通孔，密集小通孔因设置在靠近外套圈41一侧，从而避免感温填充材料漏出，而单个的大通孔设置在外侧从而避免对光线造成阻隔，通孔的设置使得空心块44一侧与感温填充材料所在的空间连通，另一侧与外界连通，从而当感温填充材料分解气体时，可以穿过空心块44并输出至外界，因而空心块44的设置保证了感温填充材料产生的气体一定经由空心块44处，即经由激光接收器6并向外逸出。如此设置一方面保证了向外面逸出的气体可以被连续漫反射至该侧的激光接收器6处，另一方面也保证了该侧的激光接收器6 接收到的光线强度更高。
40.激光发射器3设置在母板上，并与cpu模块和电源模块连接，激光发射器3的数量可
以为一个，也可以为多个，激光发射器3应与电缆固定套4的轴线同轴设置，电缆2应与激光发射器3的光线呈平行状态，电缆固定套4设置在电缆2上。
41.参照图3和图5，密封盖板5用于封闭电缆固定套4，密封盖板 5包括端盖51、外套圈盖52和密封圈53，端盖51用于封闭电缆固定套4中间部分，端盖51上设置有位置和数量与外套圈41对应的外套圈盖52，密封圈53设置在外套圈盖52上，外套圈盖52和密封圈 53用于封闭内套圈42和外套圈41之间的空间，避免其内的感温填充材料漏出，外套圈盖52上开设有与电缆穿孔54，端盖51上开设有光线穿孔55。密封盖板5的设置一方面避免感温填充材料泄漏，另一方面可以使其分解产生的气体定向输出。
42.激光接收器6设置在电缆固定套4上，激光接收器6在初始状态下无法接收激光发射器3的光线，感温填充材料(碳酸氢钠和颜料混合物)在某条线缆温度超过50℃时分解成气体，气体运动时与颜料颗粒混合，激光发射器3的光线在带颜色气体的漫反射下被激光接收器6接收，当某侧的激光接收器6接收到激光发射器3发射的光线则判定该条电缆温度超标，由于漫反射可能会同时反射至其他侧的激光接收器6，虽然多个激光接收器同时接收到光线，但是触发侧的气体由于是连续的，漫反射的光线强度更高，从而判定其中强度明显高于其他侧的激光接收器6的电缆温度超标。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这里无法对所有的实施方式予以穷举，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。