[实用新型]一种基于无线网络传输的电能数据采集系统

摘要

本实用新型一种基于无线网络传输的电能数据采集系统涉及电网线路的采集检测系统，能够广泛用于低压线路的信号采集及检测。一种基于无线网络传输的电能数据采集系统由电量采集装置、通讯电源装置和贴片式电压采集装置组成；电量采集装置通过通信总线与通讯电源装置连接；贴片式电压采集装置通过无线传输将数据输送给通讯电源装置。所述的电量采集装置具有壳体一；壳体一表面设置有通信总线接口、手动编码开关；在壳体一内设置有电流信号采集接口、温度信号采集接口、可编程增益放大器(PGA)、数字信号转换器(二阶sigma‑deltaADC)、精密基准源、滤波模块、计量模块、精密时钟和通讯模块。

主权项

一种基于无线网络传输的电能数据采集系统，其特征在于：一种基于无线网络传输的电能数据采集系统由电量采集装置、通讯电源装置和贴片式电压采集装置组成；电量采集装置通过数据通信总线与通讯电源装置连接，通讯电源装置采集三相电压的同时，还为电量采集装置和贴片式电压采集装置提供数据网关和计算支持，通讯电源装置先将采样电压和工作电压分别通过通信总线发送给所连接的电量采集装置；电量采集装置通过采集到的电流、电压信号通过全数字域的增益计算，相位校正，将测量计算的有功、无功、电度、功率因数、频率、相角、视在功率、无功电能、畸变率数据信号，通过通信总线传输给通讯电源装置；贴片式电压采集装置将滤波后的信号通过增益计算转发后将状态及配置数据通过2.4G天线发送给通讯电源装置；通讯电源装置同时接收电量采集装置和贴片式电压采集装置传送过来的电量数据，分时计算并保存至相应存储器，再通过有线网或无线433M数据发送天线发送到通讯管理机上；贴片式电压采集装置通过无线传输将数据输送给通讯电源装置；所述的电量采集装置具有壳体一；壳体一表面设置有通信总线接口、手动编码开关；在壳体一内设置有电流信号采集接口、温度信号采集接口、可编程增益放大器、数字信号转换器、精密基准源、滤波模块、计量模块、精密时钟和通讯模块；通信总线能够为电量采集装置供电并进行数据传输；在接入三相电路中，设置有电流信号采集接口；电流信号采集接口通过数据线连接到可编程增益放大器、数字信号转换器和滤波模块，所有的滤波模块均通过各自的数据线连接到计量模块上；同时，由通讯电源装置经通信总线接口提供的电压采样信号通过数据线连接到可编程增益放大器、数字信号转换器和滤波模块，所有的滤波模块均通过各自的数据线连接到计量模块上；计量模块对采集到的电流信号、电压信号进行计算处理，计量模块通过数据线连接到通讯模块上，并将处理好的电量数据传输到通讯模块上，通讯模块通过通信总线连接到通讯电源装置上；通信总线的一端与通讯电源装置接口连接，通信总线的另一端对应的接到电量采集装置上，通讯电源装置的处理单元接收电量采集装置计算处理后的电量数据；所述的数字信号转换器还通过数据线单独连接到精密基准源上，通过精密基准源用于准确测量输入的电压或电流，所述的计量模块还连接有精密时钟，用于提供精准的采样周期，确保电量计算准确；通讯模块还通过数据线与手动编码开关连接，手动编码开关通过两组开关分别设置为0或1的状态，能够根据需要编成4个不同的编码；通讯电源装置具有壳体二，在壳体二上设置有通信总线接口、RS485通讯端口、无线2.4G数据接收天线、无线433M数据发送天线、有线网接口、主电压采集接口、备份电压采集接口和手动编码开关；在壳体二内设置有信号放大/滤波模块、电压检测模块、差分/缓冲电路、整流电路、宽范围AC/DC电源模块、处理单元、2.4G无线通信模块、433M远距离通信模块、RS485通信模块、以太网接入模块；在通讯电源装置中，无线2.4G数据接收天线与2.4G无线通信模块连接；无线433M数据发送天线与433M远距离通信模块连接；RS485通讯端口与RS485通信模块连接；2.4G无线通信模块、433M远距离通信模块、RS485通信模块、以太网接入模块分别与处理器连接；在接入三相电路中分别有3个主电压采集接口UA、UB、UC；3个备份电压采集接口Ua、Ub、Uc，每个主电压采集接口或备份电压采集接口分别依次连接有对应的信号放大/滤波模块，通过信号放大/滤波模块再连接到电压检测模块，切换选择后的三相电压信号经差分/缓冲电路后送至通信总线接口，通过通信总线提供给电量采集装置计算使用；同时主电压或备份电压采集后分别进行三相整流送至宽范围AC/DC电源模块；处理单元同时接收电量采集装置和贴片式电压采集装置传送过来的电量数据，分时计算和筛选，再通过有线网或无线数据发送天线发送到通讯管理机上；单个通讯电源装置上的通信总线能够连接的电量采集装置数量为1‑4个；贴片式电压采集装置包括基板和壳体三，基板设置在壳体三内部，所述壳体三为非金属的壳体，在基板上设置有信号采集模块、抗干扰数字滤波模块、信号处理模块、无线收发模块和电源；信号采集模块、抗干扰数字滤波模块、信号处理模块和无线收发模块通过信号线依次连接，信号采集模块的前端伸出壳体三；电源通过基板上布设的线路为抗干扰数字滤波模块、信号处理模块、无线收发模块提供电力。