一种具有多分路控制及电费计量功能的智慧电源系统技术方案

本发明专利技术涉及智慧电杆技术领域，具体地说，涉及一种具有多分路控制及电费计量功能的智慧电源系统。其包括上位机、控制装置和电源装置，电源装置用于对220V电网电压进行处理并经多个支路提供多种电压等级的输出，所述多个支路中的任一处均设有计量检测装置和开关装置；计量检测装置用于在对应支路正常工作时采集负载设备的功率、电压、电流、用电量及漏电流数据，开关装置用于实现对应支路的通断；控制装置用于对计量检测装置所采集的数据进行接收处理并用于对开关装置的通断状态进行控制；上位机用于接收控制装置处上传的数据并用于对控制装置下发控制指令。本发明专利技术能够较佳的适用于智慧电杆中。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多分路控制及电费计量功能的智慧电源系统
本专利技术涉及智慧电杆
，具体地说，涉及一种具有多分路控制及电费计量功能的智慧电源系统。
技术介绍
智慧电杆，又称多功能智能杆或智慧杆塔，其通过挂载的各类设备与系统平台进行联网，能够提供诸如智能照明、视频监控、交通指挥、交通监控、环境监测、5G通信、信息发布、公共广播、公共WLAN、紧急求助等一系列功能。智慧电杆的底部通常设置设备舱，其为其上挂载的各类设备提供配电、通信与监控服务的专用机箱。智慧电杆上会挂载多种不同功能的设备，且这些设备一般都从属于不同的使用单位，故需要对电费进行分别计量。但若采用各设备分别接电表的方式，则使强电上杆，会危及行人生命安全；且在某条线路上出现故障时，较难确定具体故障线路，故会造成维修难度增加。此外，智慧电杆上所挂载的多种不同功能的设备，往往需要不同等级的电压，如220VAC、48VDC、24VDC、12VDC等电压等级，现行市场上暂无用于智慧电杆的电源设备。中国专利公开号为“CN204835955U”的专利中提出了一种具有直流输出电能分路计量功能的高频开关电源，该装置能够实现市电输入，多路48V直流电源输出，并带有分路电能计量模块能够实现六分路的电能计量，并通过RS485通讯模块将相关电能数据上传至动力环境监测主机；其虽然能够实现简单的多分路直流电能计量，但无法输出多电压等级，且无电路保护装置及电路，无法满足智慧电杆的复杂环境，无法保障用电安全。中国专利公开号为“CN206685898U”的专利中，提出了一种分路计量的直流配电装置，其设有与交流电源连接的交流输入端及与直流电源连接的直流输入端，其交流输入端通过交直流转化模块转换为直流电，然后与直流输入端的电路连接至直流分配模块，直流分配模块在连接多路直流输出线路，所述的直流输出线路上串联有分路计量模块，分路计量模块与数据采集装置连接，再通过无线网络传输模块将数据传送至远程的运行监控系统；其虽然能够实现多电压等级的分路输出及计量，但无远程控制手段用以辅助维修，在出现线路故障的时候，只能将整条线路全部断开再进行维修。中国专利公开号为“CN207021906U”的专利中，提出了一种具有多种电压等级输出的电源装置。将多种直流电压等级整合为一体化直流电源。该电源装置实现多等级电压输出的方法为，AC/DC以及DC/DC实现电压等级的转化，再通过多个直流或交流母排连接负载从而实现不同电压等级的输出；其虽然能够实现多路多种电压等级的输出，但无计量、监测、保护装置，无法满足多功能智能杆的复杂环境，无法保障用电安全，主要体现在以下几点：1.电源输出使用母排，无法避免由于雨水侵扰导致的短路问题。2.无检测保护装置，无法及时断开出现问题的线路，一旦出现故障，则整个电源无法供电。3.无电能计量设备，无法对多功能智能杆上的多个不同厂家的设备进行分路计量。中国专利公开号为“CN102064704B”的专利中，提出了一种单路多电压输出的电源控制方法及装置，该专利文件中提到的装置能够满足负载不同所需的电压要求，解决需要多个电源实行不同电压的输出或将电源做成多路输出、通过控制转换有选择的给负载供电的问题；其虽然解决了不同电压等级电源输出满足不同负载供电的问题，但无法满足多功能智慧杆上多个挂载设备同时需要供电的情况，且该专利所涉及的装置无法满足在智慧电杆所需要的各设备供电线路的计量、监测和保护功能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有多分路控制及电费计量功能的智慧电源系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。根据本专利技术的一种具有多分路控制及电费计量功能的智慧电源系统，其包括上位机、控制装置和电源装置，电源装置用于对220V电网电压进行处理并经多个支路提供多种电压等级的输出，所述多个支路中的任一处均设有计量检测装置和开关装置；计量检测装置用于在对应支路正常工作时采集负载设备的功率、电压、电流、用电量及漏电流数据，开关装置用于实现对应支路的通断；控制装置用于对计量检测装置所采集的数据进行接收处理并用于对开关装置的通断状态进行控制；上位机用于接收控制装置处上传的数据并用于对控制装置下发控制指令。通过本专利技术中的电源系统使得，其能够通过设置多个支路进而提供多种电压等级的输出，故能够满足智慧电杆上所负载装备对多电压等级输出的需求。并且，由于每个支路处均设有计量检测装置，故能够对每个支路处的用电量进行单独计量计费。此外，由于计量检测装置还能够同时对每个支路处的运行参数进行监测，通过与对应开关装置的配合，使得每个支路在出现异常情况时，通过控制装置能够及时地断开对应的支路，进而较佳地实现了漏电流保护、过载保护、过压保护等功能；这不仅能够较快地定位问题进而辅助维修人员快速解决问题，而且还使得在某一支路出现异常时不会影响其余支路的正常运行。同时，由于计量检测装置在对应支路正常工作时采集的负载设备的功率、电压、电流、用电量及漏电流等数据能够通过控制装置上传至上位机处，故能够较佳地提供异常数据，辅助维修人员的维修工作。另外，由于开关装置的通断状态能够由控制装置进行控制，故除了能够在对应支路出现异常时由控制装置对开关装置进行自主控制外，还能够通过上位机向控制装置发送指令的方式实现对开关装置的控制，从而能够较佳地实现对负载于智慧电杆上的各个设备的远程管理。其中，通过控制装置对开关装置的自主控制能够在某一分路出现故障时主动将该分路断开进而能够较佳地避免该分路对其余分路造成影响，通过上位机对开关装置的远程控制能够较佳地在某一分路欠费时对其进行断开并在缴纳相关费用后对其进行导通。作为优选，控制装置包括MCU单元、供电单元、存储单元和通信单元，MCU单元用于实现数据处理功能，供电单元用于实现供电功能，存储单元用于实现数据存储功能，通信单元用于实现控制装置与上位机的通信功能；MCU单元的数据处理包括，对计量检测装置所采集数据的处理并将对应支路的电量数据通过通信单元上传给上位机以及在对应支路参数异常时发送控制指令给开关装置以实现对应支路的断开，以及接收上位机的控制指令实现对任一开关装置的通断控制。本专利技术中，通过控制装置的设置能够较佳地实现电源装置的监测和控制。作为优选，MCU单元包括控制芯片，控制芯片的型号为STM32F103VET6。故便于实现。作为优选，供电单元包括第一电压转换芯片和第二电压转换芯片，第一电压转换芯片用于将+24V电压转换为+5V电压，第二电压转换芯片用于将+5V电压转换为+3.3V电压；第一电压转换芯片的型号为LM2596SX-5.0/NOPB，第二电压转换芯片的型号为AMS1117-3.3。本专利技术中，通过第一电压转换芯片和第二电压转换芯片能够较佳地将+24V电压转换为+3.3V电压，从而能够较佳地实现对控制装置的供电。作为优选，供电单元还包括充电电路和充电电池，充电电路处设有用于接入充电电池的电池接口；充电电路包括电池充电芯片，电池充电芯片的输入接入第一电压转换芯片的输出电压，第一电压转换芯片的输出端通过电池接口接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多分路控制及电费计量功能的智慧电源系统，其特征在于：包括上位机、控制装置和电源装置，电源装置用于对220V电网电压进行处理并经多个支路提供多种电压等级的输出，所述多个支路中的任一处均设有计量检测装置和开关装置；计量检测装置用于在对应支路正常工作时采集负载设备的功率、电压、电流、用电量及漏电流数据，开关装置用于实现对应支路的通断；控制装置用于对计量检测装置所采集的数据进行接收处理并用于对开关装置的通断状态进行控制；上位机用于接收控制装置处上传的数据并用于对控制装置下发控制指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有多分路控制及电费计量功能的智慧电源系统，其特征在于：包括上位机、控制装置和电源装置，电源装置用于对220V电网电压进行处理并经多个支路提供多种电压等级的输出，所述多个支路中的任一处均设有计量检测装置和开关装置；计量检测装置用于在对应支路正常工作时采集负载设备的功率、电压、电流、用电量及漏电流数据，开关装置用于实现对应支路的通断；控制装置用于对计量检测装置所采集的数据进行接收处理并用于对开关装置的通断状态进行控制；上位机用于接收控制装置处上传的数据并用于对控制装置下发控制指令。


2.根据权利要求1所述的智慧电源系统，其特征在于：控制装置包括MCU单元、供电单元、存储单元和通信单元，MCU单元用于实现数据处理功能，供电单元用于实现供电功能，存储单元用于实现数据存储功能，通信单元用于实现控制装置与上位机的通信功能；
MCU单元的数据处理包括，对计量检测装置所采集数据的处理并将对应支路的电量数据通过通信单元上传给上位机以及在对应支路参数异常时发送控制指令给开关装置以实现对应支路的断开，以及接收上位机的控制指令实现对任一开关装置的通断控制。


3.根据权利要求2所述的智慧电源系统，其特征在于：MCU单元包括控制芯片，控制芯片的型号为STM32F103VET6。


4.根据权利要求2所述的智慧电源系统，其特征在于：供电单元包括第一电压转换芯片和第二电压转换芯片，第一电压转换芯片用于将+24V电压转换为+5V电压，第二电压转换芯片用于将+5V电压转换为+3.3V电压；第一电压转换芯片的型号为LM2596SX-5.0/NOPB，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑清秋，张晨波，唐金锐，周玲，杨均剑，
申请(专利权)人：珞喻能源科技广东有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44