一种低能耗智能接地线夹遥控系统的制作方法
- 国知局
- 2024-12-06 12:34:04
- 35
本发明涉及智能电网,尤其涉及一种低能耗智能接地线夹遥控系统。
背景技术:
1、接地线是用于防止设备、线路突然来电,消除感应电压,放尽剩余电荷的临时装置,接触网停电作业时,作业人员违章盲目撤除接地线或者擅自更改地线位置,造成作业人员人身伤害事故时有发生。现有的接地线一般只能凭借领导现场监督或者作业人员自身遵守作业规范来进行挂设,作业地点分散且点多,监管难度极大,通常需要耗费大量的监管控制手段。
2、申请号为202010519280.2的发明专利公开了一种基于物联网的智能地线监测仪及监控系统,包括线夹、绝缘杆和接地线,绝缘杆的内部安装监测终端以及为监测终端供电的电池组件,监测终端包括主控单元以及与主控单元连接的gps模块、陀螺仪模块和无线通信模块,无线通信模块用于将该监测仪的监测数据发送给后台;无线通信模块采用nb-iot网络。
3、但是电池组件的容量有限,实际监测中,监控系统经常没电或电量低,从而使接地线的监控中断,造成极大的风险,监控系统耗电的主要原因是经常处于高用电状态,例如需要发送定位、需要与服务器连接发送状态数据等。因此,急需一种尽可能使监控系统长时间低能耗运行的设计方案。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本发明提供了一种低能耗智能接地线夹遥控系统,旨在解决智能接地线夹在监测过程中能耗高、使用时间短、续航短的问题。
2、本发明采用的技术方案为:
3、一种低能耗智能接地线夹遥控系统,包括远程控制中心和智能接地线夹;远程控制中心包括控制终端,以及与控制终端和智能接地线夹通讯连接的服务器,控制终端发送控制指令,服务器处理控制指令并发送到相应的智能接地线夹;
4、智能接地线夹包括接地线夹,控制接地线夹开合的机械驱动装置,采集接地线夹的实时数据的数据采集模块,与接地线夹、机械驱动装置和数据采集模块连接的mcu主控单元,与mcu主控单元连接接收控制指令、发送上传数据的nb-iot通信模块,以及对mcu主控单元、机械驱动装置、nb-iot通信模块和数据采集模块供电的电源模块;
5、其中,mcu主控单元包括状态检测单元、控制逻辑单元和执行单元;状态检测单元检测智能接地线夹遥控系统的当前状态;控制逻辑单元根据状态检测单元的检测结果,决定是否需要切换nb-iot通信模块的运行模式,并生成相应的控制指令;执行单元接收控制逻辑单元的控制指令切换nb-iot通信模块的运行模式。
6、优选的,所述数据采集模块包括电流传感器、位置传感器、压阻式压力传感器和热敏电阻式温度传感器;
7、数据采集模块采集的接地线夹的实时数据包括接地线夹的电流、地理位置、夹紧压力和温度,接地线夹的电流由电流传感器进行测量,接地线夹的地理位置由位置传感器进行检测,接地线夹的夹紧压力由压阻式压力传感器进行感测,接地线夹的温度由热敏电阻式温度传感器进行感测。
8、优选的,所述电源模块通过均衡调压模块及送变器给数据采集模块的传感器供电。
9、优选的,所述送变器采用二线式送变器,其将压力、温度等感测量转换为4ma-20ma范围的电流信号进行传输,由mcu主控单元进行采集和处理;通过二线式电流送变器采集其供电电压及输入电流定期获取二线式电流送变器的工作区间,并根据其工作区间调整数字调压单元的输入电压,实现供电电压的调整。
10、优选的,当工作区间对应的能耗大于当前电压对应额定能耗的10%或者当工作区间对应的能耗小于等于当前电压对应额定能耗的20%时,对数字调压单元的输入电压进行调整。
11、优选的,所述均衡调压模块包括数字调压单元和电压放大单元;数字调压单元采用ds1804-050型号,电压放大单元采用sy7072型号,送变器型号为dac8311;数字调压单元ds1804-050的输入控制端子u/d、inc、cs分别连接mcu主控单元的io口pd2、pd3、pd4;数字调压单元ds1804-050的输出电压端子vw连接电压放大单元sy7072的电压输入vin;电压放大单元sy7072的输出电压vout经过电阻r3、电阻r4、电容c1连接电压放大单元sy7072的反馈端子fb;电压放大单元sy7072的使能端子en连接mcu主控单元的io口pd5;电压放大单元sy7072的输出电压vout,分别经过送变器一、送变器二连接热敏电阻式温度传感器r_temp和压阻式压力传感器r_press,再由mcu主控单元的数据采集口adc2、adc3进行采集。
12、优选的,系统对温度、压力测量设置预设有测量周期,在非测量周期内,关闭数字调压单元和电压放大单元。
13、优选的,所述nb-iot通信模块技术支持多种工作模式,包括psm模式和e-drx模式;
14、在psm模式下,设备进入深度休眠状态,不接收下行数据,降低功耗;只有当设备需要发送上行数据时,它才会唤醒并建立与网络的连接,接收网络缓存的下行数据;在e-drx模式下,设备在设定的e-drx周期内,只在特定的寻呼时间窗口ptw内唤醒并监听网络寻呼,其余时间处于休眠状态;e-drx模式在保证一定程度的下行数据时延要求的同时,通过减少唤醒频率降低功耗。
15、优选的,所述检测智能接地线夹遥控系统的当前状态,具体包括:检测电源模块的电池剩余容量和检测nb-iot通信模块的信号强度;
16、所述控制逻辑单元用于根据状态检测单元的检测结果,决定是否需要切换nb-iot通信模块的运行模式,并生成相应的控制指令,具体包括:
17、当电池剩余容量大于等于第一预设值且信号强度小于第二预设值时,nb-iot通信模块的运行模式切换为e-drx运行模式;当电池剩余容量小于第一预设值或信号强度大于等于第二预设值时,nb-iot通信模块的运行模式切换为psm运行模式。
18、优选的,检测电源模块的电池剩余容量基于电池剩余容量测量电路;
19、所述电池剩余容量的测量电路包括,电池、电阻r1、电阻r2、开关管q1;电池的负极接gnd,正极接电阻r1的一端,电阻r1的另一端接开关管q1的源极,开关管q1的栅极接mcu主控单元的io控制口pd1,开关管的漏极接电阻r2的一端和mcu主控单元的数据采集口adc1,电阻r2的另一端接gnd;
20、通过设置测量周期,仅在需要测试时导通开关q1,通过获取采集的adc1电压v_adc1,计算v_dy电源电压值,计算公式如下:
21、
22、再通过查找v_dy与电池剩余容量对照表获取电池剩余容量,通过在非测量周期关闭开关q1,从而使测量电路不造成额外电源能量消耗。
23、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
24、上述低能耗智能接地线夹遥控系统可提高操作效率,通过远程控制,减少了现场操作的复杂性和时间。
25、低能耗智能接地线夹遥控系统可增强安全性,减少了人为操作带来的安全隐患。
26、低能耗智能接地线夹遥控系统更易于维护,远程控制和监控使得维护更加便捷。
27、低能耗智能接地线夹遥控系统的续航长,低能耗传感器电路设计、基于均衡调压的传感器供电设计、nb-iot通信模块的控制逻辑设计以及电路模块休眠设计,使得监控系统的整体能耗极低,续航时间大大增加。
28、低能耗智能接地线夹遥控系统的精度高,基于均衡调压的传感器供电,使得传感器供电更稳定,测量精度更高。
本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20241204/342117.html
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 YYfuon@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。