无线分时计量电量采集装置

本实用新型专利涉及到智能化电量采集和2.4G无线通讯两个领域，是工业电气自动化和网络数据通讯的相结合应用的跨领域产品。

在工业行业、电力行业，常采用电量传感器来进行设备电信号的监测，而传统的电量传感器都采用通讯电缆作为数据传输的介质，如果采用RS485通讯方式，需要使用带屏蔽的通讯电缆，大大提高整个系统项目的造价。从技术角度的缺点主要以下两点：第一：由于现场的仪表一般不会是一台，可能是几十台或者上百台，这样通讯电缆的连接就成为很大的负担，而且RS485通讯方式受所带点数的限制，如果负载的数量多可能会影响到通讯的质量，并且为了得到好的通讯效果还要牺牲通讯距离和通讯速率，甚至需要考虑增加末端的终端电阻。第二：对于设备较多的系统来说，采用RS485方式组网除了增加大量的通讯线以外，布线的合理性也是需要好好考虑的，数量众多的通讯电缆捆扎在一起的信号串扰也是不能忽视的。如果现场出现某台设备故障可能造成整条通讯线路出现瘫痪的情况，使故障的范围扩大化，给故障排除带来了很大的障碍，维修时间延长，增加了维护的工作量。如果采用以太网通讯的模式，可以克服以上第一点的问题，但是以太网通讯采用的点对点的通讯方式，每台设备都需要和交换机进行对接，如果设备的数量少完全可以满足要求，如果设备数量很多的情况下，网线的数量会激增很多倍，维修的工作量和难度也同步增加若干倍，鉴于以上两种通讯方式客观存在的问题之上，结合现在物联网技术，本实用新型专利是在上述背景下完成的。

本实用新型采用2.4G无线模块传输数据。2.4G方案属于微波、微功率、宽带、直序扩频对等通讯系统，将2.4G无线模块和微处理器模块的结合可以将采集的全部电气参数进行无线发送，2.4G模块采用的网络通讯方式，预留UDP/TCPIP SERVER/TCPIP CLIENT模式。本实用新型要解决的问题是：传统的电量传感器都采用通讯电缆作为数据传输的介质，双绞屏蔽通讯电缆成本高，安装施工工作量巨大、维护时间长维护工作量大，本实用新型要解决 的问题是舍去传统的通讯电缆作为数据传输的介质，改用现在技术成熟的2.4GWIFI传输方式。

图1为本实用新型专利电路的原理框图。本实用新型包括：如图1中1是微功率电源模块，2是时钟震荡模块，3是三相电压信号转换模块，4是三相电流信号转换模块，5是频率输入模块，6是模拟量4－20ma DA输出模块，7是脉冲输出模块，8是2.4G无线通讯模块，9是天线，10是微处理器模块。

下面结合附图对本实用新型专利作进一步说明。

图1为本实用新型专利电路的原理框图，从图中可以看出，外部电气设备的三相电压信号经过三相电压信号转换模块转换成弱电压信号输入到微控制器的模拟电压通道上，传输方向单向传输。设备的三相电流信号经过三相电流信号转换模块转换成弱电压信号输入到微控制器的模拟电流通道上，传输方向单向传输。系统频率从电压信号上面截取通过整形电路将电压信号的频率输入到微控制器上，传输方向单向传输。微控制器将采集到的模拟量信号通过运算获得电压、电流、有功功率、无功功率、频率、有功电度量、无功电度量、功率因数等多种电气参数的数字量，按照系统时钟的时段设置，将有功电度量、无功电度量分别累加在相对应的时段内。微处理器将数字量的有功功率、无功功率传递给4－20ma DA模块，输出模拟两信号。微处理器将数字量的总有功电度量、总无功电度量传递给脉冲输出模块，输出2路电度量脉冲信号。微处理器和2.4G无线通讯模块实现双向数据交换功能，将电气量的数字信号通过该模块发送出去，无线通讯采用的网络通讯结构，本装置具备UDP/TCPIP SERVER/TCPIP CLIENT模式可以通过软件进行对应的设置。通讯协议采用国家电能表的标准协议DL/T 645-2007协议范本，具备总、尖、峰、平、谷多种时段的电量统计功能。2.4G天线馈线模块是附属于2.4G无线通讯模块，它和2.4G无线通讯模块直接连接，2.4G天线馈线模块采用的中等增益的车载天线，频率范围：2400－2483MHz，增益7DBI，输入阻抗50欧，带宽83MHz。