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一种接插式模块化多传感用电状态感知终端

阅读：0发布：2020-05-29

专利汇可以提供一种接插式模块化多传感用电状态感知终端专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于电网设备技术领域，具体涉及一种接插式模块化多传感用电状态感知终端。该用电状态感知终端包括漏电计算与处理模块、通讯模块，所述漏电计算与处理模块、通讯模块是基础型必配模块；本发明的有益效果：本发明提供了一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，采用模块化设计，应用方便，具备良好的可扩展性；本发明具备维护简单，成本相对低廉；适用范围广，可靠性高、兼容性强的特点，可实现用电状态综合感知与数据上传；终端内部具备计算处理功能和通讯模块，仅上传特征数据，降低上传数据量和后台处理难度。，下面是一种接插式模块化多传感用电状态感知终端专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：该用电状态感知终端包括漏电计算与处理模块、通讯模块，所述漏电计算与处理模块、通讯模块是基础型必配模块；
该用电状态感知终端还可包括电类传感单元、非电类传感单元、外置式漏电采集模块、中央存储与处理模块、电池供电模块；所述电类传感单元、非电类传感单元、外置式漏电采集模块、中央存储与处理模块、电池供电模块是选配模块；
所述漏电计算与处理模块是终端的核心模块，漏电监测采用基于磁通门的自适应磁调制检测方法，具备B型漏电保护检测能力和简单计算分析功能；
所述通讯模块为LoRa通讯芯片或载波通讯芯片或GPRS通讯芯片；
所述电类传感单元由接入接口、内置式漏电采集模块、电类数据采集模块、电源模块构成，其中内置式漏电采集模块采用基于钴材料的穿心式磁环结构；
所述非电类传感单元由噪声、烟雾、温度、湿度、粉尘传感元件构成，可根据应用需求进行选配。
所述外置式漏电采集模块为采用基于钴材料的穿心式磁环结构；
所述中央存储与处理模块具备计算与存储能力；
所述电池供电模块采用锂电，插接式结构，可直接整体更换。
2.根据权利要求1所述的一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：该用电状态感知终端根据应用及功能需求，可分为以下几种组合模式：非接触式基本型、非接触式扩展型、接触式基础型、接触式扩展型、接触式加强型、接触式核心型。
3.根据权利要求2所述的一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：所述非接触式基本型由漏电计算与处理模块、通讯模块、外置式漏电采集模块和电池供电模块构成，完全不依赖外部电源，直接采用外置式穿心结构，与外部电路没有直接连接，仅用于监测漏电流，数据上传采用以不低于5分钟为间隔的常规上传、越限数据实时上传的模式，适用于不允许开断外部电路或无法方便实施外部供电的模式，其中供电电池容量配置至少确保常规方式上传数据的模式下3年不用更换电池，且电池更换采取整体模块拔插的模式。
4.根据权利要求3所述的一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：所述非接触式扩展型在非接触式基本型的基础上增加了非电类传感单元，为降低电池耗电量，延长电池使用时间，非电类传感单元通常选用不超过两个传感元件，数据上传的时间间隔调整为不低于10分钟。
5.根据权利要求2所述的一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：所述接触式基础型由漏电计算与处理模块、通讯模块、电类传感单元构成，具备电压、电流、功率、电能质量、漏电流电类数据监测功能，由于电源接入，由电源进行供电，对于数据上传间隔没有限制要求，为降低后台处理数据量，数据上传通常同样采用以不低于5分钟为间隔的常规上传、越限数据实时上传的模式。
6.根据权利要求5所述的一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：所述接触式扩展型在接触式基本型的基础上增加了非电类传感单元，由于采用电源供电模式，无需考虑耗电问题，故集成的传感元件数量没有具体限制。
7.根据权利要求5所述的一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：所述接触式加强型在接触式基本型的基础上增加了电池供电模块，正常情况下采用电源供电模式，且对电池供电模块进行充电，电池供电模块处于热备用状态，当电源模块故障或外部供电中断时，由电池模块进行供电，确保非电类传感数据上传或电类故障数据上传。
8.根据权利要求7所述的一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：所述接触式核心型在接触式加强型的基础上增加了中央存储与处理模块，以不低于5分钟为间隔的常规模式，具备不低于2天的数据存储量，终端对自身采集的数据或通过通讯传输收到的数据进行预处理与存储，支持故障实时上传和召测，常规模式下可设置传感量变化限值，在变化限值范围内每天上传一组采集数据和状态趋势分析结论，超限值范围数据则以不低于5分钟为间隔的模式上传；接触式核心型终端可以以一对多的形式作为中间处理和上传单元汇聚处理不超过10个其他类型采集单元的数据，从而极大降低数据上传量，有效减轻后台数据分析与处理的负担。
9.根据权利要求1所述的一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，其特征在于：该用电状态感知终端还包括一个特殊设置，按终端内部计时，每隔3天断电自动重启一次，确保数据采集与传输的可靠性，接触式核心型终端智能判断采集数据不成功或传输数据不成功连续三次或连续10次电量采集数据完全一致则自动重启。

说明书全文

一种接插式模块化多传感用电状态感知终端

[0001]

技术领域

[0002] 本发明属于电网设备技术领域，具体涉及一种接插式模块化多传感用电状态感知终端。

[0003]

背景技术

[0004] 为保障用电安全，需要有效采集环境、设备用电数据等各类状态信息实施分析判断，传感终端的大量装设必不可少。目前市场上的采集终端类型很多，技术也相对成熟，但存在功能较为单一、集成度不高、扩展性不强的问题。考虑到各类终端通讯方式不同，应用需求相异，大量采集终端的接入不仅增加了成本，而且大幅提升了运维工作量，难以在用电环节实现大范围覆盖、大规模推广。随着电力物联网建设的持续推进，以电力数据采集为核心，融合各类状态感知能力的多功能监测终端具备广泛的应用需求和市场前景。

[0005] 为解决上述问题，本发明提出一种接插式模块化多传感用电状态感知终端。

发明内容

[0006] 针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，能够监测电网状态的情况，可为电网稳定运行提供保障。

[0007] 本发明提供了一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，该用电状态感知终端包括漏电计算与处理模块、通讯模块，所述漏电计算与处理模块、通讯模块是基础型必配模块；该用电状态感知终端还可包括电类传感单元、非电类传感单元、外置式漏电采集模块、中央存储与处理模块、电池供电模块；所述电类传感单元、非电类传感单元、外置式漏电采集模块、中央存储与处理模块、电池供电模块是选配模块；
所述漏电计算与处理模块是终端的核心模块，漏电监测采用基于磁通门的自适应磁调制检测方法，具备B型漏电保护检测能力和简单计算分析功能；
所述通讯模块为LoRa通讯芯片或载波通讯芯片或GPRS通讯芯片；
所述电类传感单元由接入接口、内置式漏电采集模块、电类数据采集模块、电源模块构成，其中内置式漏电采集模块采用基于钴材料的穿心式磁环结构；
所述非电类传感单元由噪声、烟雾、温度、湿度、粉尘传感元件构成，可根据应用需求进行选配。

[0008] 所述外置式漏电采集模块为采用基于钴材料的穿心式磁环结构；所述中央存储与处理模块具备计算与存储能力；
所述电池供电模块采用锂电，插接式结构，可直接整体更换。

[0009] 优选的，该用电状态感知终端根据应用及功能需求，可分为以下几种组合模式：非接触式基本型、非接触式扩展型、接触式基础型、接触式扩展型、接触式加强型、接触式核心型。

[0010] 优选的，所述非接触式基本型由漏电计算与处理模块、通讯模块、外置式漏电采集模块和电池供电模块构成，完全不依赖外部电源，直接采用外置式穿心结构，与外部电路没有直接连接，仅用于监测漏电流，数据上传采用以不低于5分钟为间隔的常规上传、越限数据实时上传的模式，适用于不允许开断外部电路或无法方便实施外部供电的模式，其中供电电池容量配置至少确保常规方式上传数据的模式下3年不用更换电池，且电池更换采取整体模块拔插的模式。

[0011] 优选的，所述非接触式扩展型在非接触式基本型的基础上增加了非电类传感单元，为降低电池耗电量，延长电池使用时间，非电类传感单元通常选用不超过两个传感元件，数据上传的时间间隔调整为不低于10分钟。

[0012] 优选的，所述接触式基础型由漏电计算与处理模块、通讯模块、电类传感单元构成，具备电压、电流、功率、电能质量、漏电流电类数据监测功能，由于电源接入，由电源进行供电，对于数据上传间隔没有限制要求，为降低后台处理数据量，数据上传通常同样采用以不低于5分钟为间隔的常规上传、越限数据实时上传的模式。

[0013] 优选的，所述接触式扩展型在接触式基本型的基础上增加了非电类传感单元，由于采用电源供电模式，无需考虑耗电问题，故集成的传感元件数量没有具体限制。

[0014] 优选的，所述接触式加强型在接触式基本型的基础上增加了电池供电模块，正常情况下采用电源供电模式，且对电池供电模块进行充电，电池供电模块处于热备用状态，当电源模块故障或外部供电中断时，由电池模块进行供电，确保非电类传感数据上传或电类故障数据上传。

[0015] 优选的，所述接触式核心型在接触式加强型的基础上增加了中央存储与处理模块，以不低于5分钟为间隔的常规模式，具备不低于2天的数据存储量，终端对自身采集的数据或通过通讯传输收到的数据进行预处理与存储，支持故障实时上传和召测，常规模式下可设置传感量变化限值，在变化限值范围内每天上传一组采集数据和状态趋势分析结论，超限值范围数据则以不低于5分钟为间隔的模式上传；接触式核心型终端可以以一对多的形式作为中间处理和上传单元汇聚处理不超过10个其他类型采集单元的数据，从而极大降低数据上传量，有效减轻后台数据分析与处理的负担。

[0016] 优选的，该用电状态感知终端还包括一个特殊设置，按终端内部计时，每隔3天断电自动重启一次，确保数据采集与传输的可靠性，接触式核心型终端智能判断采集数据不成功或传输数据不成功连续三次或连续10次电量采集数据完全一致则自动重启。

[0017] 本发明的有益效果：本发明提供了一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，采用模块化设计，应用方便，具备良好的可扩展性；本发明具备维护简单，成本相对低廉；适用范围广，可靠性高、兼容性强的特点，可实现用电状态综合感知与数据上传；终端内部具备计算处理功能和通讯模块，仅上传特征数据，降低上传数据量和后台处理难度。附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

[0019] 图1为本发明一种接插式模块化多传感用电状态感知终端的结构示意图。

[0020]

具体实施方式

[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0022] 应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

[0023] 还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

[0024] 具体实现中，本发明实施例中描述的终端包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板) 的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其它便携式设备。还应当理解的是，在某些实施例中，所述设备并非便携式通信设备，而是具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板) 的台式计算机。

[0025] 如图1所示，图1为本发明一种接插式模块化多传感用电状态感知终端的结构示意图。

[0026] 本发明提供了一种接插式模块化多传感用电状态感知终端，该用电状态感知终端包括漏电计算与处理模块、通讯模块，所述漏电计算与处理模块、通讯模块是基础型必配模块；该用电状态感知终端还可包括电类传感单元、非电类传感单元、外置式漏电采集模块、中央存储与处理模块、电池供电模块；所述电类传感单元、非电类传感单元、外置式漏电采集模块、中央存储与处理模块、电池供电模块是选配模块；
所述漏电计算与处理模块是终端的核心模块，漏电监测采用基于磁通门的自适应磁调制检测方法，具备B型漏电保护检测能力和简单计算分析功能；
所述通讯模块为LoRa通讯芯片或载波通讯芯片或GPRS通讯芯片；
所述电类传感单元由接入接口、内置式漏电采集模块、电类数据采集模块、电源模块构成，其中内置式漏电采集模块采用基于钴材料的穿心式磁环结构；
所述非电类传感单元由噪声、烟雾、温度、湿度、粉尘传感元件构成，可根据应用需求进行选配。

[0027] 所述外置式漏电采集模块为采用基于钴材料的穿心式磁环结构；所述中央存储与处理模块具备计算与存储能力；
所述电池供电模块采用锂电，插接式结构，可直接整体更换。

[0028] 优选的，该用电状态感知终端根据应用及功能需求，可分为以下几种组合模式：非接触式基本型、非接触式扩展型、接触式基础型、接触式扩展型、接触式加强型、接触式核心型。

[0029] 优选的，所述非接触式基本型由漏电计算与处理模块、通讯模块、外置式漏电采集模块和电池供电模块构成，完全不依赖外部电源，直接采用外置式穿心结构，与外部电路没有直接连接，仅用于监测漏电流，数据上传采用以不低于5分钟为间隔的常规上传、越限数据实时上传的模式，适用于不允许开断外部电路或无法方便实施外部供电的模式，其中供电电池容量配置至少确保常规方式上传数据的模式下3年不用更换电池，且电池更换采取整体模块拔插的模式。

[0030] 优选的，所述非接触式扩展型在非接触式基本型的基础上增加了非电类传感单元，为降低电池耗电量，延长电池使用时间，非电类传感单元通常选用不超过两个传感元件，数据上传的时间间隔调整为不低于10分钟。

[0031] 优选的，所述接触式基础型由漏电计算与处理模块、通讯模块、电类传感单元构成，具备电压、电流、功率、电能质量、漏电流电类数据监测功能，由于电源接入，由电源进行供电，对于数据上传间隔没有限制要求，为降低后台处理数据量，数据上传通常同样采用以不低于5分钟为间隔的常规上传、越限数据实时上传的模式。

[0032] 优选的，所述接触式扩展型在接触式基本型的基础上增加了非电类传感单元，由于采用电源供电模式，无需考虑耗电问题，故集成的传感元件数量没有具体限制。

[0033] 优选的，所述接触式加强型在接触式基本型的基础上增加了电池供电模块，正常情况下采用电源供电模式，且对电池供电模块进行充电，电池供电模块处于热备用状态，当电源模块故障或外部供电中断时，由电池模块进行供电，确保非电类传感数据上传或电类故障数据上传。

[0034] 优选的，所述接触式核心型在接触式加强型的基础上增加了中央存储与处理模块，以不低于5分钟为间隔的常规模式，具备不低于2天的数据存储量，终端对自身采集的数据或通过通讯传输收到的数据进行预处理与存储，支持故障实时上传和召测，常规模式下可设置传感量变化限值，在变化限值范围内每天上传一组采集数据和状态趋势分析结论，超限值范围数据则以不低于5分钟为间隔的模式上传；接触式核心型终端可以以一对多的形式作为中间处理和上传单元汇聚处理不超过10个其他类型采集单元的数据，从而极大降低数据上传量，有效减轻后台数据分析与处理的负担。

[0035] 优选的，该用电状态感知终端还包括一个特殊设置，按终端内部计时，每隔3天断电自动重启一次，确保数据采集与传输的可靠性，接触式核心型终端智能判断采集数据不成功或传输数据不成功连续三次或连续10次电量采集数据完全一致则自动重启。

[0036] 本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的系统单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

[0037] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

[0038] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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