可遠程監控的家用智能配電安全系統的制作方法
【專利摘要】一種可遠程監控的家用智能配電安全系統，將總控制電路串接在電源總回路中而分為總電源端和總負載端，總電源端的變壓整流濾波電路輸出電壓作為過電壓欠電壓保護電路的采樣電壓，過電壓欠電壓保護電路輸出連接控制總控制電路，總控制電路則控制總回路中總電源端和總負載端的通斷；各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的采樣端分別連接在各個支路負載端的電流互感器和零序電流互感器上，各過流短路保護電路和漏電保護電路的輸出連接控制各支路控制電路，各支路控制電路輸出控制總負載端與各支路負載端的通斷；各個支路控制電路還與WIFI通訊模塊及服務器連接通信。本實用新型既可對家用智能配電箱進行現場操作控制、還能用智能手機或智能終端設備遠程監控，保護功能全面，智能化程度高。
【專利說明】
可遠程監控的家用智能配電安全系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種電氣終端用戶的智能配電設備，具體涉及一種可遠程監控的家用智能配電安全系統。
【背景技術】
[0002]現有電氣終端用戶的配電箱大多都是用空氣開關和漏電保護器拼裝而成，不僅安裝麻煩，而且保護功能單一，很容易引發電氣安全事故和電氣火災。中國專利201420709331.8雖然對上述問題增加了智能保護功能，但沒有智能控制功能，只能現場監控，不能遠程監控，近年來雖然有遠程監控的配電箱問世，但成本太高，使用太復雜，非專業人員不會操作使用，推廣應用很困難。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:解決上述現有技術存在的問題，而提供一種具有一路輸入多路輸出、總回路和各個支路的控制和保護都高度集成為一體、既可對家庭的用電情況進行現場監控、還能用智能手機或智能終端設備通過微信和網絡對家庭的用電情況實時異地遠程監控的家用智能配電安全系統，本實用新型安裝使用簡單，保護功能全面，智能化程度高，性價比好。
[0004]本實用新型采用的技術方案是:
[0005]—種可遠程監控的家用智能配電安全系統，總回路因總控制電路串接在中間而分為總回路的總電源端和總負載端，每個支路的負載端都經各自的支路控制電路并接在總回路的總負載端上，變壓整流濾波電路輸入連接總電源端，過電壓欠電壓保護電路的采樣端連接變壓整流濾波電路的輸出端，過電壓欠電壓保護電路的輸出端連接總控制電路的輸入端，總控制電路的輸出連接控制總回路中總電源端與總負載端的通斷；各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的采樣端都分別接在各個支路負載端的中流互感器上，而各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的輸出端則分別接至各個支路控制電路，各個支路控制電路輸出控制總負載端與各個支路負載端的通斷;在家用智能配電箱內安裝有WIFI通訊模塊，各個支路控制電路通過P1、P2接線端子連接WIFI通訊模塊，并與WIFI通訊模塊進行家用智能配電箱開關狀態信號、告警狀態信號和遠程控制家用智能配電箱的控制信號的通信，WIFI通訊模塊通過自身的WIFI收發器與服務器通信，服務器又與智能手機或智能終端設備通信，WIFI通訊模塊輸出的控制信號控制智能配電箱的各個支路控制電路，并進而控制家用智能配電箱內總負載端與各支路負載端的通斷。
[0006]上述技術方案中，所述的過電壓欠電壓保護電路包括分壓電路、電壓檢測電路、與非門電路和過電壓欠電壓故障指示電路，分壓電路連接在變壓整流濾波電路的輸出端上，分別進行過電壓和欠電壓取樣，過電壓欠電壓保護電路的兩路輸出分別連接總控制電路第一個三極管的基極和第二個三極管的基極，第一個三極管串接在報警閃光回路中，第二個三極管串接在第一繼電器回路中，第一繼電器控制第二繼電繼電器的通斷，而第二繼電器又控制總回路中總電源端和總負載端的通斷。
[0007]上述技術方案中，所述的總控制電路包括電阻R9、Rn、R12、R14、Ri5、電容C3、C4、C5、二極管D6、D7、閃光報警二極管H)4、FD5、FD6、三極管V1、V2、繼電器J1、J2、報警蜂鳴器Y和電源按鈕AN1，閃光報警二極管ro6經第十五電阻后和報警蜂鳴器Y并聯，其下端并聯三個二極管，第五個二極管和第六二極管的負端分別接至各支路的控制電路輸出端，同時還接至和WIFI模塊對接的第一個插座CP1-H和CPW8。第七個二極管負端接至第一個三極管的集電極，第一個三極管的基極接至過電壓欠電壓保護電路的一個輸出端，第二繼電器的兩組觸點分別串接在總回路的火線中間和零線中間。
[0008]上述技術方案中，每一個支路都有一個控制電路，每個支路控制電路都完全相同，第一支路控制電路包括電阻IR1、電容IC1、IC2、二極管10工至ID6，可控硅IT1、IT2、IT3、按鈕1AHAN2、繼電器IJdPlJ2, IJ2的一組觸頭串接在第一支路火線的中間，控制第一支路負載端和總回路總負載端的通斷，其它支路和第一支路的控制電路完全相同。
[0009]上述技術方案中，每個支路都有一個過流短路保護電路，每一個過流短路保護電路都完全相同，第一支路的過流短路保護電路包括電流互感器ICL1、電阻1R3、1R4、1W、電容1C5、1C6、二極管ID9和1D1Q，電流互感器安裝在第一支路負載端的火線上，電流互感器次級經整流，濾波，分壓后連接至第一支路控制電路的第三可控硅控制極，第三可控硅串接在第一支路控制電路的第一繼電器IJi回路中，而第一繼電器IJi又控制第二繼電器1J2的工作狀態，第二繼電器IJ2控制第一支路負載端與總回路中總負載端的通斷，其它各支路和第一支路的過流短路保護電路完全相同。
[0010]上述技術分案中，每個支路都有一個漏電保護電路，每個漏電保護電路都完全相同，第一支路的漏電保護電路包括零序電流互感器ICL2、電阻IR2、電容IC3、IC4、二極管ID7和ID8連接構成，第一支路負載端的火線和零線同時穿過ICL2初級，ICL2次級輸出經整流后接至第一支路控制電路的第二可控硅控制極，而第二可控硅串接在第一支路控制電路的第一繼電器回路中，第一繼電器控制第二繼電器的工作狀態，第二繼電器則控制第一支路負載端與總回路中總負載端的通斷;其它各支路和第一支路的漏電保護電路結構完全相同。
[0011]上述技術方案中，所述的WIFI通訊模塊通過輸入、輸出的接線端子?112與各支路控制電路連接通信。
[0012]上述技術方案中，所述的WIFI通訊模塊，包括主控單片機、WIFI收發器、家用智能配電箱開關狀態輸入接口及處理電路、家用智能配電箱告警狀態輸入接口及處理電路、主控單片機輸出控制接口及處理電路和WIFI通訊模塊工作電源電路;WIFI收發器同時連接主控單片機和服務器，并且負責主控單片機與服務器之間的通信，WIFI收發器接收并解析服務器傳過來的指令，發給主控單片機;主控單片機輸出的控制信號通過主控單片機輸出控制接口及處理電路連接控制家用智能配電箱的開關電路，而家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號分別通過開關狀態輸入接口及處理電路和告警狀態輸入接口及處理電路連接至主控單片機，主控單片機再將這些采集的家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號打包通過WIFI收發器上傳給服務器。
[0013]上述技術方案中，所述的WIFI收發器通過自身的UART口與主控單片機的UART 口連接，進行數據通訊。
[0014]上述技術方案中，所述的主控單片機輸出的控制信號共有12路，經主控單片機輸出控制接口及處理電路、數據線和輸出接線端子P2-1至P2-12連接至家用智能配電箱的各支路控制電路。
[0015]上述技術方案中，所述的主控單片機輸出控制接口及處理電路包括集成電路74HC573和電阻、二極管00-011，其中，處理電路為兩塊集成電路74此573，
[0016]上述技術方案中，所述的家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號首先連接至輸入接線端子P1-3至P1-19，其中，開關狀態信號12路，告警狀態信號5路，輸入接線端子P1-3至P1-19的開關狀態信號和告警狀態信號分別經各自的排阻、三極管連接至主控單片機的輸入端，使主控單片機獲得家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號，主控單片機再將這些采集的家用智能配電箱開關狀態信號和告警狀態信號打包通過WIFI收發器上傳給服務器。
[0017]優點及效果:
[0018]本實用新型對總回路發生的過電壓故障，欠電壓故障進行自恢復式斷路保護，對各個支路發生的過流，短路故障，漏電故障，分別進行斷路保護，在總回路和各個支路發生故障時不僅能現場報警，告知故障內容，還能通過WIFI通訊模塊給對應的服務器通信，服務器又與智能手機或智能終端設備通信，并在智能手機或智能終端設備上顯示故障內容，本實用新型不僅能現場操作控制總回路和各個支路的通斷，還能使用對應的智能手機或智能終端設備異地準確控制各個支路的通斷，本實用新型智能化程度高，保護功能全面，安裝簡單，性價比高，值得大力推廣應用。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型電原理框圖；
[0020]圖2為本實用新型箱體蓋板裝配圖；
[0021 ]圖3為本實用新型底座裝配圖；
[0022]圖4為本實用新型智能配電箱實施例電路圖；
[0023]圖5為WIFI通訊模塊結構原理圖；
[0024]圖6為WIFI通訊模塊主控單片機和WIFI收發器實施電路圖；
[0025]圖7為主控單片機輸出控制接口及處理電路圖；
[0026]圖8為開關狀態、告警狀態輸入接口及處理電路圖。
[0027]圖中所用集成電路的型號為:Ι(^、Ι(:2:ΗΤ7033Α-1;IC3:CD4oii; ICuLM2576; IC5、IC6:74HC573;IC7: STC15W404S;IC8:ESP-12E。
[0028]【具體實施方式】:
[0029]下面結合附圖對本實用新型的具體實施作進一步說明:
[0030]參見圖1，一種可遠程監控的家用智能配電安全系統，總回路因總控制電路串接在中間而分為總回路的總電源端和總負載端，每個支路的負載端都經各自的支路控制電路并接在總回路的總負載端上，變壓整流濾波電路輸入連接總電源端，過電壓欠電壓保護電路的采樣端連接變壓整流濾波電路的輸出端，過電壓欠電壓保護電路的輸出端連接總控制電路的輸入端，總控制電路的輸出連接控制總回路中總電源端與總負載端的通斷；各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的采樣端都分別接在各個支路負載端的中流互感器上，而各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的輸出端則分別接至各個支路控制電路，各個支路控制電路輸出控制總負載端與各個支路負載端的通斷;在家用智能配電箱內安裝有WIFI通訊模塊，各個支路控制電路通過P^P2接線端子連接WIFI通訊模塊，并與WIFI通訊模塊進行家用智能配電箱開關狀態信號、告警狀態信號和遠程控制家用智能配電箱的控制信號的通信，WIFI通訊模塊通過自身的WIFI收發器與服務器通信，服務器又與智能手機或智能終端設備通信，WIFI通訊模塊輸出的控制信號控制智能配電箱的各個支路控制電路，并進而控制家用智能配電箱內總負載端與各支路負載端的通斷。
[0031]參見圖2、圖3，本實用新型是一種具有過電壓、欠壓保護，過流、短路保護、漏電保護、故障聲光報警，既能現場監控家庭的用電情況，還能遠程監控家庭的用電情況等功能的家用智能配電箱。它主要由箱體，箱體上的總電源控制開關、各支路電源控制開關、WIFI初始化按鈕、復位按鈕、電壓表、指示燈、蜂鳴器、電流互感器、零序電流互感器、磁保持繼電器、進出接線端子、智能電控板和WIFI通訊模塊電聯接構成。它的特點是:箱體蓋I上設有電壓表2、電源指示燈3、報警閃光燈4、欠壓故障指示燈5、過壓故障指示燈6、漏電故障指示燈
7、過流、短路故障指示燈8、WIFI信號指示燈9、WIFI初始綁定按鈕10、復位按鈕11、各支路接通電源的輕觸開關12、各支路斷開電源的輕觸開關13、總電源控制開關14、箱體底座15內設有電源進線端子16、各支路電流互感器18、各支路磁保持繼電器19、各支路零序電流互感器20、各支路出線端子21、蜂鳴器22、總回路磁保持繼電器23和智能電控板17、智能電控板17上設有變壓整流濾波電路，過電壓、欠電壓保護電路，總控制電路，各支路控制電路，各支路過流、短路保護電路，各支路漏電保護電路，WIFI通訊模塊。
[0032]參見圖4，本實用新型實施例的電路組成是:過電壓欠電壓保護電路由電阻仏至R1，電容c^c2，發光二極管ro2、ro3，電壓檢測器IC1JC2和與非門電路IC3構成，過、欠電壓保護電路的采樣端接至變壓整流濾波電路的輸出端，總控制電路由電阻Rn、R12、R14、R15、電容(:3、04、(:5，二極管07，發光二極管?04、^)5、閃光二極管^)6、蜂鳴器￥、三極管￥1、￥2，繼電器J1J2構成，J2的兩組觸點J2jPJ2-2分別串接在總回路的火線中間和零線中間；第一支路的控制電路由電阻lR1、電容IC1UC2，二極管^!至^^可控硅IT1UT2UT3,繼電器I J1、IJ2,輕觸開關IAN1UAN2構成，其它各支路和第一支路的控制電路相同。第一支路的過流、短路保護電路由電阻1R3、1R4，可調電阻1W、電容1C5、1C6，二極管1D9、1D1Q，電流互感器ICL1構成，其它各支路和第一支路的過流短路保護電路相同。交流電壓表U并聯在總電源端，電源變壓器B的初級經總電源控制開關K接至總電源端，次級接至整流濾波電路，電源指示燈FD1經限流電阻仏后跨接在變壓整流濾波電路的輸出端。
[0033]當合上總電源控制開關K后，變壓器B通電工作，B次級輸出的交流低電壓經二極管D1-D4整流，電容C6濾波后給本實用新型提供直流工作電源，在總回路總電源端無過、欠電壓故障的情況下，用于欠電壓保護的電壓檢測器1&第1輸入腳電壓高于IC1的轉換電壓，IC1第2輸出腳為高電平，與非門IC3b第6腳也為高電平，用于過電壓保護的電壓檢測器IC2第I輸入腳電壓低于IC2的轉換電壓，IC2第2輸出腳為低電壓，與非門IC3a第8、第9輸入腳為低電平，第10輸出腳為高電平，IC3b第5輸入腳也為高電平，第4輸出腳為低電平，與非門IC3c第1、第2輸入腳都為低電平，第3輸出腳為高電平，此高電平經電阻Riq對電容C3充電，再經電阻Rn對電容C4充電，隨著C3、C4上端電壓的上升，三極管V2延時導通，繼電器上通電吸合，J1的兩組觸點J1-1和J1-2轉換，Jh的常開觸點閉合，電容C3經電阻R12快速放電，為下一次充電使三極管％延時導通做好準備，Jp2的常開觸點閉合，第二繼電器上因加上正脈充電壓而轉換為閉合狀態，J2的兩組觸點J2-dPJ2-2由斷開狀態轉換為閉合狀態，在J2沒有加負脈沖電壓之前將一直保持這一閉合狀態，總回路的總電源端和總負載端接通，與非門IC3c第3輸出為高電壓時，IC3d第11輸出腳為低電平，三極管％處于截止狀態。當合上總電源控制開關K后，第一支在沒有輕觸IAN1觸發可控哇11^導通之前，繼電器IJ1沒有導通吸合，其常閉觸IJh使磁保持繼電器IJ2加上正脈沖電壓，IJ2的常開觸點IJ2-1閉合，將第一支路負載端和總負載端接通，在總負載端和總電源端接通后，第一支路負載開始通電運行，其它各個支路和第一支路的工作原理相同。
[0034]具體的電路工作原理如下:
[0035]過電壓欠電壓自恢復式保護:合上總電源控制開關K時，如總回路存在過，欠電壓故障，本實用新型將拒絕給總負載端合閘送電，在總負端接通總電源端運行后，總回路發生過，欠電壓故障，本實用新型將立即切斷總負載端的電源，以保證總負載端的用電設備不因電壓過低或過高而損壞，從而避負因過，欠電壓故障造成的電氣安全事故和電氣火災事故，當總回路電壓恢復正常后，本實用新型將在15S內自動將總負載端和總電源端接通，以確保正常用電，其工作原理是:當總電源端電壓過低時，變壓器B次級電壓也隨之過低，SD1-D4.C6整流濾波后的電壓也跟著過低，電壓檢測器1(^第1輸入腳的電壓同樣跟著過低，當IC1第I輸入腳電壓低于1&的轉換電壓時，1&第2輸出腳由高電平變為低電平，欠壓故障指示燈FD2通電變亮，與非門IC3b第4輸出腳由低電平變為高電平，IC3c第3輸出腳由高電平變為低電平，IC3d第11輸出腳由低電平變為高電平，第一個三極管￥1導通，報警閃光二極管FD6通電閃光報警，蜂鳴器Y也通電發出報警聲，在IC3c第3輸出腳變為低電平之前，如果第二個三極管V2還未導通，總負載端也未接通總電源端，則使V2繼續保持在截上狀態，如果V2已處于導通狀態，總負載端已接通總電源端，則使V2由導通狀態變為截上狀態，第一繼電器J1斷電釋放，Ji的兩組觸點J1-1和J1-2轉換，常閉觸點閉合，將延時電容C3通過電阻Rn接入V2的基報，Jl-2的常閉觸點閉合，電容C5給第二繼電器J2放電，J2因加上負脈沖電壓而轉換狀態，J2的兩組觸點J2-dPJ2-2由閉合狀態轉換為斷開狀態，本實用新型將總電源端和總負載端切斷，根據實際需要確定欠電壓動作設定值，再根據欠電壓動作設定值合理選擇電阻R2、R4的阻值和電壓檢測器IC1的轉換電壓值，當總電源端電壓上升到恢復值時，變壓整流濾波電路的輸出值也隨之上升，當電壓檢測器I Cl第I輸入腳的電壓上升到ICI的轉換電壓值時，IC1第2輸出腳由低電平變為高電平，欠電壓故障指示燈Π)2熄滅，與非門I C3b第4輸出腳由高電平變為低電平，IC3c第3輸出腳由低電平變為高電平，IC3d第11輸出腳由高電平變為低電平，第一個三極管V1由導通變為截上，閃光報警二極管ro6斷電熄滅，蜂鳴器Y斷電停止報警，IC3c第3輸出腳由低電平變為高電平后，第二個三極管￥2延時導通，第一個繼電器上通電吸合，Ji的兩組觸點J1-1和J1-2轉換，Jh的常開觸點閉合，使電容C3經電阻R12放電，Ju的常開觸點閉合，使第二繼電器J2加上正脈沖電壓而轉換狀態J2的兩組觸點J2-^J2-2由斷開狀態轉換為閉合狀態，將總負載端和總電源端接通，當總電源端電壓過高時，變壓器B次極電壓也隨之過高，經二極管D1-D^電容C6整流濾波后的電壓也跟著高，用于過電壓檢測的電壓檢測器IC2第I輸入腳的電壓也同樣跟著過高，當IC2第一腳電壓高于IC2的轉換電壓值時，IC2第2輸出腳由低電平變為高電平，與非門IC3a第10輸出腳由高電平變為低電平，過電壓故障指示燈Π)3通電變亮。IC3b第4輸出腳由低電平變為高電平，IC3c第3輸出腳高電平變為低電平，IC3d第11輸出腳由低電平變為高電平，第一個三極管Vl導通，閃光報警二極管ro6通電閃光，蜂鳴器Y通電發出報警聲，在IC3c第3輸出腳由高變為低電平之前，如果第二個三極管V2還未導通，總負載端也未接通總電源端，則使V2繼續保持在截止狀態，如果V2已處于導通狀態，總負載端已接通電源端，則使V2由導通狀態變為截止狀態，第一繼電器J1斷電釋放，J1的兩組觸點J1-1和J1-2轉換，Jh的常閉觸點閉合，將延時電容C3通過電阻Rn接入￥2的基極，Jh的常閉觸點閉合，第二繼電器J2因加上負脈沖電壓而轉換狀態，J2的兩組觸點J2-dPJ2-2由閉合狀態轉換為斷開狀態，本實用新型將總電源端和總負載端切斷。根據實際需要確定過電壓動作設定值，再根據過壓動作設定值合理選擇電阻R1、R3的電阻值和電壓檢測器IC2的轉換電壓值。當總電源端電壓下降到恢復值時，電壓檢測器IC2第I輸入腳電壓低于IC2的轉換電壓值，IC2第2輸出腳由高電平變為低電平，與非門IC3a第10輸出腳由低電平變為高電平，過電壓故障指示燈Π)3斷電熄滅，IC3b第4輸出腳由高電平變為低電平，IC3c第3輸出腳由低電平變為高電平，第一個三極管Vl由導通變為截止，閃光報警二極管FD6斷電熄滅，蜂鳴器Y斷電停止報警。第二個三極管V2延時導通，第一繼電器Jl通電吸合，第二繼電器J2因上正脈沖電壓轉換狀態，J2的兩組觸點J2-1和J2-2由斷開狀態轉換為閉合狀態，將總負載端和總電源端接通。
[0036]過流短路保護:以第一支路為例，在第一支路通電運行中，如出現過電流、短路故障，第一支路的電流互感器ICLl產生的感應電流就會增大到動作值，此電流經二極管1D9、1D1()、電阻1R3、1R4、可調電阻1W、電容1C5、1C6觸發第一支路控制電路中第三可控硅1T3導通，過流短路故障指示燈Π)5通電發光，蜂鳴器Y通電發出報警聲，同時第一繼電器IJl通電吸合，IJl的兩組觸點1J1-1和1J1-2轉換，IJp2的常開觸點閉合，電容1C2對第二繼電器1J2放電，IJ2因加上負脈沖電壓而改變狀態，IJ2的觸點IJ2-1由閉合狀態變為斷開狀態，將第一支路負載端和總負載端切斷，1J1-2的常開觸點閉合，將第一支路負載端已關斷的信號送到鏈接WIFI通訊模塊的插座CPh，改變可調電阻IW的阻值。就可調整第一支路負載端過電流動作設定值。其它各支路和第一支路的過流、短路保護電路的工作原理完全一樣。
[0037]漏電保護:以第一支路為例，當第一支路通電運行中發生漏電故障時，第一支路零序電流互感器ICL2產生的感應電流就會增大到動作值，此電流經二極管1D7、1D8、電容1C3、IC4、電阻IR2觸發可控硅IT2通導，漏電故障指示燈FD4通電變亮，蜂鳴器Y通電發出報警聲，并將漏電故障信號送到連接器WIFI模塊的插座CP1-18，同時第一繼電器IJl通電吸合，IJl的兩組觸點IJ1-1和IJ1-2轉換，I Jk的常開觸點閉合，IJ2因加上負脈沖電壓而改變狀態，1J2的觸點1J2-1由閉合狀態變為斷開狀態，將第一支路負載端和總負載端切斷，1J1-2的常開觸點閉合，將第一支路負載端已關斷的信號送到鏈接WIFI模塊的插座CP1-3，合理選擇電阻IR的阻值，就可確定第一支路負載端漏電動作值設定值。其它各支路和第一支路漏電保護電路的工作原理完全一樣。
[0038]各支路的控制電路:以第一支路為例，在第一支路負載端接通總負載端運行后，當需要關斷第一支路負載端電源時，輕觸一下輕觸開關IAN1，可控硅IT1導通，繼電器IJ1通電吸合，I Jl的兩組觸點I J1-1和I J1-2轉換，I Jl-2的常開觸點閉合，IJ2因加上負脈沖電壓而改變狀態，將第一支路負載端和總負載端斷開，IJh的常開觸點閉合，將第一支路負載端已關斷的信號送到連接WIFI的插座CPH，當需要接通第一支路負載端電源時，輕觸一下輕觸開關IAN2,可控硅IT1由導通狀態變為關斷狀態，繼電器IJl斷電釋放，IJ1的兩組觸點IJp1和I Jp2轉換，IJ2因加上正脈沖電壓而改變狀態，IJ2的觸點IJh由斷開狀態變為閉合狀態，將第一支路負載端和總負載端接通，1J1-2的常閉觸點閉合，將第一支路負載端已接通總負載端的信號送到連接WIFI的插座CPn;其它各支路和第一支路的控制電路的工作原理完全相同。
[0039]參見圖5、圖6、圖7、圖8，本實用新型的WIFI通訊模塊，包括主控單片機、WIFI收發器、家用智能配電箱開關狀態輸入接口及處理電路、家用智能配電箱告警狀態輸入接口及處理電路、主控單片機輸出控制接口及處理電路和WIFI通訊模塊工作電源電路;WIFI收發器同時連接主控單片機和服務器，并且負責主控單片機與服務器之間的通信，WIFI收發器接收并解析服務器傳過來的指令，并發給主控單片機;主控單片機輸出的控制信號通過主控單片機輸出控制接口及處理電路連接控制家用智能配電箱的開關電路，而家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號分別通過開關狀態輸入接口及處理電路和告警狀態輸入接口及處理電路連接至主控單片機，主控單片機再將這些采集的家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號打包通過WIFI收發器上傳給服務器。所述的WIFI收發器通過自身的UART 口與主控單片機的UART 口連接，進行數據通訊，所述的主控單片機輸出的控制信號共有12路，經主控單片機輸出控制接口及處理電路、數據線和輸出接線端子P2-1至P2-12連接至家用智能配電箱的主控制電路和各支路控制電路，所述的主控單片機輸出控制接口及處理電路包括集成電路74HC573和電阻、二極管QO-Ql I，其中，處理電路為兩塊集成電路74HC573，所述的家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號首先連接至輸入接線端子P1-3至P1-19，其中，開關狀態信號12路，告警狀態信號5路，輸入接線端子P1-3至P1-19的開關狀態信號和告警狀態信號分別經各自的排阻、三極管連接至主控單片機的輸入端，使主控單片機獲得家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號，主控單片機再將這些采集的家用智能配電箱開關狀態信號和告警狀態信號打包通過WIFI收發器上傳給服務器，所述的服務器與智能手機或智能終端設備通信。
[0040]下面結合附圖6、7、8，對本實用新型的WIFI通訊模塊作進一步具體說明:
[0041 ] WIFI通訊模塊的指令執行和數據采集都由單片機U2(STC15W404S)完成，WIFI收發器U6(ESP — 12E)負責與服務器之間的通信，解析服務器傳過來的指令并送給U2執行和打包采集到的數據并上傳到服務器。U6通過UART口(Pin7、Pinl6)與U2的UART口(Pin24、Pin25)進行數據通訊。
[0042]WIFI通訊模塊的輸出控制共有12路，U6接收指令后傳送給U2，經電路傳輸，最后由端子P2 — 1至?2 —12輸出。其信號傳輸過程以第一路為例，U2解析指令后，發現要斷開第一路開關，則U2的Pin40輸出高電平，U4的Pin9輸入高電平，U2的Pin 6輸出低電平，U4的Pinl2由高阻態變為高電平，再經過電阻R29，輸出到高電平到輸出端子P2的Pinl，第一路開關斷開，然后U2的Pin6輸出高電平，U4的Pinl2恢復高阻態，第一路開關斷開操作完成。若U2解析指令后，發現要閉合第一路開關，則U2的Pin40輸出低電平，U4的Pin9輸入低電平，U2的Pin6輸出低電平，U4的Pinl2由高阻態變為低電平，通過二極管D18拉低輸出端子P2的Pinl為低電平，第一路開關閉合，然后U2的Pin6輸出高電平，U4的Pinl2恢復高阻態，第一路開閉合操作完成。其它的11路輸出控制參照第一路。
[0043]WIFI通訊模塊的開關狀態輸入共有12路，由模塊的輸入端子Pl的Pin3 — Pinl4輸入，最后由U2打包傳給U6，再發送至服務器。輸入信號傳輸過程以第一路為例，當Pl的Pin3為高電平時，通過排阻R18，使三極管Q6導通，Q6極電極為低電平，U2的Pin4為低電平，U2得到第一路開關狀態為斷開；同理當Pl的Pin3為低電平時，可使得U2的Pin4為高電平，U2可得到第一路開關狀態為閉合。其它11路開關狀態輸入參照第一路。
[0044]WIFI通訊模塊的告警狀態輸入共有5路，由模塊的輸入端子Pl的Pinl2 — Pinl6輸入，最后由U2打包傳給U6，再發送至服務器。告警輸入信號傳輸過程以第一路為例，當Pl的Pinl2為高電平時，通過二極管D4、排阻R4，使三極管Ql導通，Ql極電極為低電平，U2的Pin34為低電平，U2得到第一路告警狀態為正常；同理當Pl的Pinl2為低電平時，可使得U2的Pin34為高電平，U2可得到第一路告警狀態為出現故障。其它4路告警狀態輸入參照第一路。
【主權項】
1.一種可遠程監控的家用智能配電安全系統，其特征在于:總回路因總控制電路串接在中間而分為總回路的總電源端和總負載端，每個支路的負載端都經各自的支路控制電路并接在總回路的總負載端上，變壓整流濾波電路輸入連接總電源端，過電壓欠電壓保護電路的采樣端連接變壓整流濾波電路的輸出端，過電壓欠電壓保護電路的輸出端連接總控制電路的輸入端，總控制電路的輸出連接控制總回路中總電源端與總負載端的通斷；各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的采樣端都分別接在各個支路負載端的中流互感器上，而各個支路的過流短路保護電路和漏電保護電路的輸出端則分別接至各個支路控制電路，各個支路控制電路輸出控制總負載端與各個支路負載端的通斷;在家用智能配電箱內安裝有WIFI通訊模塊，各個支路控制電路通過PhP2接線端子連接WIFI通訊模塊，并與WIFI通訊模塊進行家用智能配電箱的開關狀態信號、告警狀態信號和遠程控制家用智能配電箱控制信號的通信，WIFI通訊模塊通過自身的WIFI收發器與服務器通信，服務器又與智能手機或智能終端設備通信，WIFI通訊模塊輸出的控制信號控制智能配電箱的各個支路控制電路，并進而控制家用智能配電箱內總負載端與各支路負載端的通斷。2.根據權利要求1所述的可遠程監控的家用智能配電安全系統，其特征在于:所述的過電壓欠電壓保護電路包括分壓電路、電壓檢測電路、與非門電路和過電壓欠電壓故障指示電路，分壓電路連接在變壓整流濾波電路的輸出端上，分別進行過電壓和欠電壓取樣，過電壓欠電壓保護電路的兩路輸出分別連接總控制電路第一個三極管的基極和第二個三極管的基極，第一個三極管串接在報警閃光回路中，第二個三極管串接在第一繼電器回路中，第一繼電器控制第二繼電繼電器的通斷，而第二繼電器又控制總回路中總電源端和總負載端的通斷。3.根據權利要求1所述的可遠程監控的家用智能配電安全系統，其特征在于:所述的總控制電路包括電阻1?9、1?11、1?12、1?14、1?15、電容(:3、04、(:5、二極管06、07、閃光報警二極管^)4、^)5、FD6、三極管V1、V2、繼電器U、報警蜂鳴器Y和電源按鈕ANUXI光報警二極管FD6經第十五電阻后和報警蜂鳴器Y并聯，其下端并聯三個二極管，第五個二極管和第六二極管的負端分別接至各支路的控制電路輸出端，同時還接至和WIFI模塊對接的第一個插座CP1-U和CPn8;第七個二極管負端接至第一個三極管的集電極，第一個三極管的基極接至過電壓欠電壓保護電路的一個輸出端，第二繼電器的兩組觸點分別串接在總回路的火線中間和零線中間。4.根據權利要求1所述的可遠程監控的家用智能配電安全系統，其特征在于:每一個支路都有一個控制電路，每個支路控制電路都完全相同，第一支路控制電路包括電阻IR1、電容1&、1C2、二極管頂至^。可控硅IT!、1T2、1T3、按鈕lAN1、lAN2、繼電器IJjPlJ2, IJ2的一組觸頭串接在第一支路火線的中間，控制第一支路負載端和總回路總負載端的通斷，其它支路和第一支路的控制電路完全相同。5.根據權利要求1所述的可遠程監控的家用智能配電安全系統，其特征在于:每個支路都有一個過流短路保護電路，每一個過流短路保護電路都完全相同，第一支路的過流短路保護電路包括電流互感器1CU、電阻1R3、1R4、1W、電容1C5、1C6、二極管ID9和1D1Q，電流互感器安裝在第一支路負載端的火線上，電流互感器次級經整流，濾波，分壓后連接至第一支路控制電路的第三可控硅控制極，第三可控硅串接在第一支路控制電路的第一繼電器1上回路中，而第一繼電器I Ji又控制第二繼電器IJ2的工作狀態，第二繼電器IJ2控制第一支路負載端與總回路中總負載端的通斷，其它各支路和第一支路的過流短路保護電路完全相同。6.根據權利要求1所述的可遠程監控的家用智能配電安全系統，其特征在于:每個支路都有一個漏電保護電路，每個漏電保護電路都完全相同，第一支路的漏電保護電路包括零序電流互感器1CL2、電阻1R2、電容1C3、1C4、二極管ID7和ID8連接構成，第一支路負載端的火線和零線同時穿過ICL2初級，ICL2次級輸出經整流后接至第一支路控制電路的第二可控硅控制極，而第二可控硅串接在第一支路控制電路的第一繼電器回路中，第一繼電器控制第二繼電器的工作狀態，第二繼電器則控制第一支路負載端與總回路中總負載端的通斷；其它各支路和第一支路的漏電保護電路結構完全相同。7.根據權利要求1所述的可遠程監控的家用智能配電安全系統，其特征在于:所述的WIFI通訊模塊包括主控單片機、WIFI收發器、家用智能配電箱開關狀態輸入接口及處理電路、家用智能配電箱告警狀態輸入接口及處理電路、主控單片機輸出控制接口及處理電路和WIFI通訊模塊工作電源電路;WIFI收發器同時連接主控單片機和服務器，并且負責主控單片機與服務器之間的通信，WIFI收發器接收并解析服務器傳過來的指令，發給主控單片機;主控單片機輸出的控制信號通過主控單片機輸出控制接口及處理電路連接控制家用智能配電箱的開關電路，而家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號分別通過開關狀態輸入接口及處理電路和告警狀態輸入接口及處理電路連接至主控單片機，主控單片機再將這些采集的家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號打包通過WIFI收發器上傳給服務器。8.根據權利要求7所述的可遠程監控的家用智能配電安全系統，其特征在于:所述的WIFI收發器通過自身的UART 口與主控單片機的UART 口連接，進行數據通訊;所述的主控單片機輸出的控制信號共有12路，經主控單片機輸出控制接口及處理電路、數據線和輸出接線端子P2-1至P2-12連接至家用智能配電箱的各支路控制電路;所述的主控單片機輸出控制接口及處理電路包括集成電路74HC573和電阻、二極管QO-Qll，其中，處理電路為兩塊集成電路74HC573;所述的家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號首先連接至輸入接線端子P1-3至P1-19，其中，開關狀態信號12路，告警狀態信號5路，輸入接線端子P1-3至P1-19的開關狀態信號和告警狀態信號分別經各自的排阻、三極管連接至主控單片機的輸入端，使主控單片機獲得家用智能配電箱的開關狀態信號和告警狀態信號，主控單片機再將這些采集的家用智能配電箱開關狀態信號和告警狀態信號打包通過WIFI收發器上傳給服務器。
【文檔編號】H02H3/08GK205693443SQ201620578398
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月15日 公開號201620578398.1, CN 201620578398, CN 205693443 U, CN 205693443U, CN-U-205693443, CN201620578398, CN201620578398.1, CN205693443 U, CN205693443U
【發明人】張斌, 李振興, 歐陽成績
【申請人】湖南星球智能電氣科技開發有限公司