[实用新型]一种用电安全监测预警系统

权利要求书

1.一种用电安全监测预警系统，其特征在于，包括:依次连接的数据检测电路、安全监控设备和客户端设备；

所述数据检测电路连接在家庭电源入户端，检测电路的电压、电流及电压电流相位差数据；

所述安全监控设备处理并解析所述电压、电流以及电压电流相位差数据，并与阈值相比较，若在阈值范围外，则将监控结果反馈到所述数据检测电路；

在所述安全监控设备的数据解析结果在阈值范围内时，所述客户端设备用于显示所述安全监控设备反馈的监控结果；

所述数据检测电路包括数据采集单元、数据预处理模块和无线通信模块；所述数据采集单元包括信号采集模块、滤波模块和信号转换模块；所述信号采集模块连接在家庭电源入户端；

所述滤波模块对所述信号采集模块的采集信号进行初次滤波，滤除所述采集信号中的干扰信号；

所述信号转换模块将经过初次滤波后的模拟信号转换成数字信号；

所述数据采集单元包括电压采集电路、电流采集电路和相位差提取电路；所述电压采集电路一端连接家庭电源火线，另一端连接家庭电源零线；所述电流采集电路用连接环连接家庭电源火线；所述相位差提取电路连接于所述电压采集电路和所述电流采集电路；

所述电流采集电路包括依次连接的电流互感器、第一采样电阻、第一放大器模块和第二A/D转换器；所述电压采集电路包括依次连接的电压互感器、第二采样电阻、第二放大器模块和第二A/D转换器；所述相位差提取电路包括过零比较器和双D触发器；

所述过零比较器的一个输入端与所述电压采集电路中的第二放大器模块的输入端连接并连接第二采样电阻的同一端，另一个输入端与所述电流采集电路中的第一放大器模块的输入端连接并连接第一采样电阻的同一端；所述过零比较器输出电压方波信号v_out的输出端连接所述双D触发器的一侧输入端，输出电流方波信号i_out的输出端连接所述双D触发器的另一侧输入端；所述双D触发器输出的相位差方波信号输入数据预处理模块。

2.如权利要求1所述的用电安全监测预警系统，其特征在于，所述数据预处理模块包括DSP数字信号处理器，处理采集到的数字信号得到衍生计算参数，所述衍生计算参数包括有功功率、无功功率、视在功率、功率因素以及电压信号与电流信号各自对应的高次谐波参数。

3.如权利要求1所述的用电安全监测预警系统，其特征在于，所述电流互感器将家庭电源中采集的大电流转换成小电流；所述采样电阻将所述小电流转换为信号电压；所述放大器模块将所述信号电压放大后输入第二A/D转换器的第一通道。

4.如权利要求1所述的用电安全监测预警系统，其特征在于，所述电压互感器将家庭电源中采集的交流电压转换为信号级交流电压，并抬高所述信号级交流电压的基准电压；所述第二放大器模块用于将抬高基准电压后的信号级交流电压放大，并输入第二A/D转换器的第二通道。

5.如权利要求1所述的用电安全监测预警系统，其特征在于，所述第一放大器模块和所述第二放大器模块均包括LM358运算放大器。

6.如权利要求1所述的用电安全监测预警系统，其特征在于，所述过零比较器包括LM358运算放大器和型号为1N4148的二极管；所述双D触发器包括74LS74型号芯片。

7.如权利要求1所述的用电安全监测预警系统，其特征在于，所述无线通信模块包括WIFI通信模块及与所述WIFI通信模块连接的WIFI路由，所述无线通信模块将所述信号采集电路采集的电压、电流、相位差值以及所述数据预处理模块处理得到的衍生计算参数传输输出；

所述安全监控设备包括上位机；所述上位机连接所述数据检测电路的无线通信模块中的WIFI路由；所述安全监控设备将所述数据检测电路输出的数据进行数据分类及负荷特征分解提取、建立负荷特征训练样本并输入BP神经网络算法进行模型训练，待神经网络模型达到分类要求后完成数据分析。

8.如权利要求1所述的用电安全监测预警系统，其特征在于，所述客户端设备包括可触摸显示屏幕；所述客户端设备接收所述安全监控设备发送的监测结果，且以断电、检测、维修和继续工作的形式生成监测报告，所述可触摸显示屏幕用于显示所述监测报告。