智慧用电安全传感终端及智慧用电系统的制作方法

1.本发明属于智慧用电技术领域，具体为智慧用电安全传感终端及智慧用电系统。

背景技术：

2.智慧用电是构建坚强智能电网的重要支柱和六大环节之一，是实现坚强智能电网各项功能的基础核物理载体，是建设坚强智能电网的着力点和落脚点。依托坚强电网和现代管理理念，利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集实时、收费方式多样、服务高效便捷，构建电网与客户能量流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。通俗地说，就是通过智慧地掌控和支配电力，令您的用电生活变得灵动、聪明，让您成为用电生活的主人，成为节能减排、低碳生活的参与者和建设者。
3.但是常见的用电系统的安全性不够高，使得人们在使用时，系统内部缺少安全报警模块，当发生安全事故时，不能及时地进行报警，从而会带来更严重的后果。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供智慧用电安全传感终端及智慧用电系统。
5.本发明采用的技术方案如下：智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，包括数据存储模块、摄像头模块、gprs通信模块、数据预处理模块、数据分析模块、数据输出模块、数据显示终端、通信模块、信息采集模块、处理器模块、信息输出模块、数据显示终端、智慧监控模块、云服务平台、大数据分析模块、电气事故报警模块、声光报警模块、视频报警模块、电话报警模块和安全监控模块，所述信息采集模块的输出端连接有所述通信模块的输入端，所述通信模块的输出端连接有所述处理器模块的输入端，所述处理器模块的输出端连接有所述数据存储模块的输入端；所述数据存储模块的外部固定安装有摄像头模块，所述摄像头模块的外部设置有安全监控模块，所述数据存储模块的输出端连接有所述gprs通信模块，所述gprs通信模块的外部固定安装有所述数据显示终端；所述数据存储模块的输出端连接有所述gprs通信模块的输入端，所述gprs通信模块的输出端连接有所述数据预处理模块的输入端，所述数据预处理模块的输出端连接有所述数据分析模块的输入端，所述数据分析模块的输出端连接有所述数据输出模块的输入端，所述数据输出模块的输出端连接有所述数据显示终端的输入端。
6.在一优选的实施方式中，所述安全监控模块的内部固定安装有智慧监控模块，所述智慧监控模块的输出端连接有所述云服务平台的输入端，所述云服务平台的输出端连接有所述大数据分析模块的输入端，所述大数据分析模块的输出端连接有所述电气事故报警模块的输入端。
7.在一优选的实施方式中，所述电气事故报警模块的内部固定安装有所述声光报警模块、所述视频报警模块和所述电话报警模块，所述声光报警模块、所述视频报警模块和所
述电话报警模块的输出端连接有所述数据预处理模块的输入端。
8.在一优选的实施方式中，所述智慧监控模块利用现有电气参数监测技术，对电气线路三相电流值、剩余电流值和温度的监测；能够实现对电气线路状态的监测，实时传输电气线路状态参数，电气参数出现异常及时发出警报；所述智慧监控模块内部设置有电流互感器采集三相电流的电流值；所述智慧监控模块内部设置有剩余电流互感器采集剩余电流值；所述智慧监控模块内部设置有温度传感器采集电气线路和环境的温度；所述智慧监控模块内部设置有ad转换器，所述智慧监控模块内部设置有cpu控制检测装置对三相电流、泄漏电流等数据的采样，数据处理，报警输出，与云服务器通信，液晶监控屏显示。
9.在一优选的实施方式中，所述云服务平台通过监控设备主机进行信号的转换和逻辑换算，可将各参数通过移动网络技术上传到云服务器上，建立电气监控云服务平台。云服务平台能够将反映电气状态的实时数据上传到监控显示屏与手机端。可以通过观看生产现场的监控显示屏，查看企业电气线路的运行状态，还可以通过手机端远程查看企业电气线路的状态，做到对企业电气状态的实时监控，随时掌握企业的电气安全情况。
10.在一优选的实施方式中，所述大数据分析模块结合线路使用情况，通过大数据分析，自动识别电气安全隐患，构建隐患识别系统；系统根据企业电气线路、设备负载明细确定线路最大电流、线路允许的温度，以此为依据设置相关的报警值，当电气参数超过阈值时立即报警；系统通过大数据分析智能识别电气线路谐波含有率情况，当出现异常时进行自动报警；系统还能够通过分析企业的报警历史记录以及企业每天的电气运行情况，到企业电气系统中存在的问题包括负载过大、电气线路老化严重、接地故障等。
11.在一优选的实施方式中，所述声光报警模块的内部当系统发现异常参数时，安装在现场的智慧用电监控系统终端自带的声光报警器立即发出声响且警示灯亮起，提醒在现场的相关人员对现场情况进行排查。
12.在一优选的实施方式中，所述视频报警模块将报警信号发送到监控显示屏上，满足24h图形监控报警，同时在监控显示屏上能够看到报警区域的位置、报警区域周围的环境情况、现场存放物料、现场负责人等信息。这些信息能使人们及时了解事故现场的情况，及时消除隐患或指导应急救援。
13.在一优选的实施方式中，所述信息采集模块的内部设置有液晶屏模块、按键模块、存储芯片、无线通信模块分别以不同的方式与其连接。集设备主机的主控制计划选用意法半导体公司的stm32系列单片机，stm32是基于arm处理器的32位微控制器，高性能、低功耗，电量采集模块和存储模块通过spi与主控制器进行高速、全双工、同步的通信，lcd与按键组合模块、现场总线模块和无线通信模块通过串口与主控制器连接，这就要求主控制器上的串口数量至少是大于3个，stm32系列单片机中stm32f103rct6具有5个串口。
14.在一优选的实施方式中，所述通信模块通过设置主控制器的串口2为rs-485通信串口以半双工方式进行数据通信，利用sn65hvd72作为rs-485接口的低功耗差分信号收发器来进行电平转换，将ttl电平转换为差分接口信号形式，实现通信。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明中，数据预处理模块内部设置的智慧监控模块、云服务平台、大数据分析模块和电气事故报警模块由智慧用电终端、云服务器、监控显示屏与手机端组成。智慧用电终端中有电流传感器、温度传感器与剩余电流传感器，可以实时检测电气线路的三相电流、
线路温度、环境温度与剩余电流，并将数据通过云服务器实时传输到监控显示屏与手机端中，以便人们能够随时查看企业电气情况。当数据存储模块的内部发生安全事故时，传感器感知到异常数据，电气事故报警模块立刻发出警报，同时云服务器在监控显示屏上发出警报，并通过手机端对人员发出警报，从而避免了险情的进一步扩散，保证了智慧用电的安全性，减少了事故进一步扩大的风险，为人们的使用带来了便利。
16.2、本发明中，信息采集模块内部的采集模块，对用电的信息进行了准确的采集，使得后续的分析过程中，更加准确，从而该系统数据得出的高效性。
附图说明
17.图1为本发明的系统框图；图2为本发明中安全监控模块系统框图；图3为本发明中电气事故报警模块系统框图。
18.图中标记：1-数据存储模块、2-摄像头模块、3-gprs通信模块、4-数据预处理模块、5-数据分析模块、6-数据输出模块、7-数据显示终端、8-通信模块、9-信息采集模块、10-处理器模块、11-信息输出模块、12-数据显示终端、13-智慧监控模块、14-云服务平台、15-大数据分析模块、16-电气事故报警模块、17-声光报警模块、18-视频报警模块、19-电话报警模块、20-安全监控模块。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.参照图1-3，智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，包括数据存储模块1、摄像头模块2、gprs通信模块3、数据预处理模块4、数据分析模块5、数据输出模块6、数据显示终端7、通信模块8、信息采集模块9、处理器模块10、信息输出模块11、数据显示终端12、智慧监控模块13、云服务平台14、大数据分析模块15、电气事故报警模块16、声光报警模块17、视频报警模块18、电话报警模块19和安全监控模块20，信息采集模块9的输出端连接有通信模块8的输入端，信息采集模块9的内部设置有液晶屏模块、按键模块、存储芯片、无线通信模块分别以不同的方式与其连接。集设备主机的主控制计划选用意法半导体公司的stm32系列单片机，stm32是基于arm处理器的32位微控制器，高性能、低功耗，电量采集模块和存储模块通过spi与主控制器进行高速、全双工、同步的通信，lcd与按键组合模块、现场总线模块和无线通信模块通过串口与主控制器连接，这就要求主控制器上的串口数量至少是大于3个，stm32系列单片机中stm32f103rct6具有5个串口。
21.通信模块8的输出端连接有处理器模块10的输入端，通信模块8通过设置主控制器的串口2为rs-485通信串口以半双工方式进行数据通信，利用sn65hvd72作为rs-485接口的低功耗差分信号收发器来进行电平转换，将ttl电平转换为差分接口信号形式，实现通信；处理器模块10的输出端连接有数据存储模块1的输入端；数据存储模块1的外部固定安装有摄像头模块2，摄像头模块2的外部设置有安全监控模块20，安全监控模块20的内部固定安装有智慧监控模块13，智慧监控模块13利用现有电气参数监测技术，对电气线路三相电流
值、剩余电流值和温度的监测；能够实现对电气线路状态的监测，实时传输电气线路状态参数，电气参数出现异常及时发出警报；智慧监控模块13内部设置有电流互感器采集三相电流的电流值；智慧监控模块13内部设置有剩余电流互感器采集剩余电流值；智慧监控模块13内部设置有温度传感器采集电气线路和环境的温度。
22.智慧监控模块13内部设置有ad转换器，智慧监控模块13内部设置有cpu控制检测装置对三相电流、泄漏电流等数据的采样，数据处理，报警输出，与云服务器通信，液晶监控屏显示；智慧监控模块13的输出端连接有云服务平台14的输入端，云服务平台14通过监控设备主机进行信号的转换和逻辑换算，可将各参数通过移动网络技术上传到云服务器上，建立电气监控云服务平台。云服务平台能够将反映电气状态的实时数据上传到监控显示屏与手机端。可以通过观看生产现场的监控显示屏，查看企业电气线路的运行状态，还可以通过手机端远程查看企业电气线路的状态，做到对企业电气状态的实时监控，随时掌握企业的电气安全情况；云服务平台14的输出端连接有大数据分析模块15的输入端，大数据分析模块15结合线路使用情况，通过大数据分析，自动识别电气安全隐患，构建隐患识别系统。
23.系统根据企业电气线路、设备负载明细确定线路最大电流、线路允许的温度，以此为依据设置相关的报警值，当电气参数超过阈值时立即报警；系统通过大数据分析智能识别电气线路谐波含有率情况，当出现异常时进行自动报警；系统还能够通过分析企业的报警历史记录以及企业每天的电气运行情况，到企业电气系统中存在的问题包括负载过大、电气线路老化严重、接地故障等；大数据分析模块15的输出端连接有电气事故报警模块16的输入端；电气事故报警模块16的内部固定安装有声光报警模块17、视频报警模块18和电话报警模块19。
24.视频报警模块18将报警信号发送到监控显示屏上，满足24h图形监控报警，同时在监控显示屏上能够看到报警区域的位置、报警区域周围的环境情况、现场存放物料、现场负责人等信息。这些信息能使人们及时了解事故现场的情况，及时消除隐患或指导应急救援；声光报警模块17的内部当系统发现异常参数时，安装在现场的智慧用电监控系统终端自带的声光报警器立即发出声响且警示灯亮起，提醒在现场的相关人员对现场情况进行排查；声光报警模块17、视频报警模块18和电话报警模块19的输出端连接有数据预处理模块4的输入端。
25.数据存储模块1的输出端连接有gprs通信模块3，gprs通信模块3的外部固定安装有数据显示终端12；数据预处理模块4内部设置的智慧监控模块13、云服务平台14、大数据分析模块15和电气事故报警模块16由智慧用电终端、云服务器、监控显示屏与手机端组成。智慧用电终端中有电流传感器、温度传感器与剩余电流传感器，可以实时检测电气线路的三相电流、线路温度、环境温度与剩余电流，并将数据通过云服务器实时传输到监控显示屏与手机端中，以便人们能够随时查看企业电气情况。当数据存储模块1的内部发生安全事故时，传感器感知到异常数据，电气事故报警模块16立刻发出警报，同时云服务器在监控显示屏上发出警报，并通过手机端对人员发出警报，从而避免了险情的进一步扩散，保证了智慧用电的安全性，减少了事故进一步扩大的风险，为人们的使用带来了便利。
26.数据存储模块1的输出端连接有gprs通信模块3的输入端，gprs通信模块3的输出端连接有数据预处理模块4的输入端，数据预处理模块4的输出端连接有数据分析模块5的输入端，数据分析模块5的输出端连接有数据输出模块6的输入端，数据输出模块6的输出端
连接有数据显示终端7的输入端；信息采集模块9内部的采集模块，对用电的信息进行了准确的采集，使得后续的分析过程中，更加准确，从而该系统数据得出的高效性。
27.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，包括数据存储模块（1）、摄像头模块（2）、gprs通信模块（3）、数据预处理模块（4）、数据分析模块（5）、数据输出模块（6）、数据显示终端（7）、通信模块（8）、信息采集模块（9）、处理器模块（10）、信息输出模块（11）、数据显示终端（12）、智慧监控模块（13）、云服务平台（14）、大数据分析模块（15）、电气事故报警模块（16）、声光报警模块（17）、视频报警模块（18）、电话报警模块（19）和安全监控模块（20），其特征在于：所述信息采集模块（9）的输出端连接有所述通信模块（8）的输入端，所述通信模块（8）的输出端连接有所述处理器模块（10）的输入端，所述处理器模块（10）的输出端连接有所述数据存储模块（1）的输入端；所述数据存储模块（1）的外部固定安装有摄像头模块（2），所述摄像头模块（2）的外部设置有安全监控模块（20），所述数据存储模块（1）的输出端连接有所述gprs通信模块（3），所述gprs通信模块（3）的外部固定安装有所述数据显示终端（12）；所述数据存储模块（1）的输出端连接有所述gprs通信模块（3）的输入端，所述gprs通信模块（3）的输出端连接有所述数据预处理模块（4）的输入端，所述数据预处理模块（4）的输出端连接有所述数据分析模块（5）的输入端，所述数据分析模块（5）的输出端连接有所述数据输出模块（6）的输入端，所述数据输出模块（6）的输出端连接有所述数据显示终端（7）的输入端。2.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述安全监控模块（20）的内部固定安装有智慧监控模块（13），所述智慧监控模块（13）的输出端连接有所述云服务平台（14）的输入端，所述云服务平台（14）的输出端连接有所述大数据分析模块（15）的输入端，所述大数据分析模块（15）的输出端连接有所述电气事故报警模块（16）的输入端。3.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述电气事故报警模块（16）的内部固定安装有所述声光报警模块（17）、所述视频报警模块（18）和所述电话报警模块（19），所述声光报警模块（17）、所述视频报警模块（18）和所述电话报警模块（19）的输出端连接有所述数据预处理模块（4）的输入端。4.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述智慧监控模块（13）利用电气参数监测技术，对电气线路三相电流值、剩余电流值和温度的监测；对电气线路状态的监测，对传输电气线路状态参数，电气参数出现异常及时发出警报；所述智慧监控模块（13）内部设置有电流互感器采集三相电流的电流值；所述智慧监控模块（13）内部设置有剩余电流互感器采集剩余电流值；所述智慧监控模块（13）内部设置有温度传感器采集电气线路和环境的温度；所述智慧监控模块（13）内部设置有cpu控制检测装置对三相电流、泄漏电流数据的采样，数据处理，报警输出，与云服务器通信，液晶监控屏显示。5.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述云服务平台（14）通过监控设备主机进行信号的转换和逻辑换算，将各参数通过移动网络技术上传到云服务器上，建立电气监控云服务平台；云服务平台将反映电气状态的实时数据上传到监控显示屏与手机端。6.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述大数据分析模块（15）结合线路使用情况，通过大数据分析，自动识别电气安全隐患，构建隐患识别系统；系统通过大数据分析智能识别电气线路谐波含有率情况，当出现异常时进行自动
报警；系统通过分析企业的报警历史记录以及企业每天的电气运行情况，到企业电气系统中存在的问题包括负载过大、电气线路老化严重、接地故障。7.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述声光报警模块（17）的内部当系统发现异常参数时，安智慧用电监控系统终端自带的声光报警器立即发出声响且警示灯亮起。8.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述视频报警模块（18）将报警信号发送到监控显示屏上，满足24h图形监控报警，同时在监控显示屏上能够看到报警区域的位置、报警区域周围的环境情况、现场存放物料、现场负责人信息；这些信息能使人们及时了解事故现场的情况，及时消除隐患或指导应急救援。9.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述信息采集模块（9）的内部设置有液晶屏模块、按键模块、存储芯片、无线通信模块；设备主机的主控制机选用stm32系列单片机。10.如权利要求1所述的智慧用电安全传感终端及智慧用电系统，其特征在于：所述通信模块（8）通过设置主控制器的串口2为rs-485通信串口以半双工方式进行数据通信，利用sn65hvd72作为rs-485接口的低功耗差分信号收发器来进行电平转换，将ttl电平转换为差分接口信号形式。

技术总结

本发明公开了智慧用电安全传感终端及智慧用电系统。本发明中，数据预处理模块内部设置的智慧监控模块、云服务平台、大数据分析模块和电气事故报警模块由智慧用电终端、云服务器、监控显示屏与手机端组成。智慧用电终端可以实时检测电气线路的三相电流、线路温度、环境温度与剩余电流，并将数据通过云服务器实时传输到监控显示屏与手机端中，当数据存储模块的内部发生安全事故时，传感器感知到异常数据，电气事故报警模块立刻发出警报，同时云服务器在监控显示屏上发出警报，并通过手机端对人员发出警报，从而避免了险情的进一步扩散，保证了智慧用电的安全性，减少了事故进一步扩大的风险，为人们的使用带来了便利。为人们的使用带来了便利。为人们的使用带来了便利。