[实用新型]一种基于NB-IOT的智慧安全用电监测装置

说明书

本实用新型公布了一种基于NB‑IOT的智慧安全用电监测装置，该装置包括：电源端子（1），通信端子（2），NB‑IOT天线接口（3），电源管理（4），485通信模块（5），NB‑IOT模块（6），显示模块（7），MCU（8），按键模块（9），三相电压检测通道（10），三相电流检测通道（11），三相线缆温度检测通道（12），烟雾检测通道（13），监控信号接入端子（14）。该装置可实时监测用电的三相电压、三相电流、三相负载线温度和烟雾告警情况，可通过NB‑IOT模块无线传输到监控管理平台，其外壳具有阻燃特性。

技术领域

本实用新型适用于需检测安全用电的场景，具体涉及一种基于NB-IOT的智慧安全用电监测装置。

背景技术

在通信机房、厂房、商场等大型用电场所，其用电高峰期对用电量有很大需求，用电量一般是通过用电电流来体现，当用电量大时，供电线路电流值升高，当过载时会导致供电线路发热，严重时会发生火灾。传统的巡检方式为人工定时巡检，通过隔离测温仪和电流钳测试配电柜每个支路的电流大小，当发现支路温度高时会认为此支路线路线径或接触触头存在安全隐患，更换线路或限制此支路用电，此种方法不能实现用电的实时巡检，也不能在用电时及时发现安全隐患，信息比较滞后。

针对此问题，可通过电表形式测量配电柜每个支路用电电流大小，但电表只能通过RS485形式通信，如需将数据上传到网络平台并可远程查看数据，必须额外加装信息采集装置，且电表只能测量线路电流和电压，不能测量线路温度和烟雾状况，线路温度是判断是否有安全隐患的重要参数，烟雾状况指示线路是否有火灾。也有装置可采集电压电流数据，通过4G/WIFI形式上传到云服务器，但其传输方式有较大限制，4G传输对系统要求较高，流量耗费较大，相对资费较高，WIFI形式对网络有限制，在无WIFI环境下不可使用。在物联网时代，用电安全的检测期待一种成本低、可移动的装置。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种基于NB-IOT的智慧安全用电监测装置。本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：发明一种基于NB-IOT的智慧安全用电监测装置，该装置可实时监测用电的三相电压、三相电流、三相负载线温度和配电柜烟雾告警情况，可通过NB-IOT模块无线传输到监控管理平台，其外壳具有阻燃特性。如图1所示，该装置包括电源端子，通信端子，NB-IOT天线接口，电源管理，485通信模块，NB-IOT模块，显示模块，MCU，按键模块，三相电压检测通道，三相电流检测通道，三相线路温度检测通道，烟雾检测通道，监控信号接入端子。

电源管理为系统提供工作电源，系统可独立供电，供电电压范围为DC9~24V，推荐12V供电。电源经过电源端子进入管理模块，经过小型开关电源变送到+5V，5V在经LDO变送到3.3V。+5V电源向485模块、按键模块供电，+3.3V向三相电压检测通道、三相电流检测通道、三相线路温度检测通道、烟雾检测通道、NB-IOT模块供电。

485通信模块主要实现装置的有线通信功能，通过通信端子与外部设备通信，此模块即可实现检测装置对外信息发送接口，也作为多个装置扩展时的级联通信接口，485通信模块实现了装置和通信接口的电气隔离，防止外部电磁干扰对装置正常工作的影响。

NB-IOT模块为装置与网管平台通信的接口，其与MCU连接和NB-IOT天线接口连接，模块内部选用集成模组，实现串口TTL信号和无线信号的转换。

显示模块和按键模块配合使用，实现监控数据查看和参数设置功能，按键功能分别为返回、确认、上移、下移，显示模块包括LCD显示屏和LED指示灯，LCD显示屏查看参数和详细信息，LED用于直观显示设备注册上线、告警和运行状态。

三相电压检测通道采用电压互感器形式进行交流电压信号的采样，检测电路示意图如图2所示。电压互感器一次侧为强电信号，二次侧为弱电信号，在二次侧弱电信号线上添加采样电阻，经过整流滤波电路后转换为直流信号，直流信号经过跟随器后进入到MCU采样，完成三相电压的采样。