一种基于双MCU的智慧用电安全监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双MCU的智慧用电安全监测系统。包括本地监测系统与云端服务器。本地监测系统包括信息采集模块、双MCU模块、通信模块、控制模块和电源模块。电源模块为本地监测系统提供稳定的工作电压。信息采集模块用于采集主电路中的实时电流和漏电电流，传输到双MCU模块进行处理。云端服务器中存储有多种用电设备的工作模型，通过对双MCU处理后的数据进行用电设备的名称与工作状态的判断。本系统能对主电路上的反常用电情况进行实时监测，对剩余电流、电流等数据进行不断的数据分析，判断家庭用电环境，当发生危险情况发送报警给用户，并且还具有远程切断电源的功能，提高安全保障。全保障。全保障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双MCU的智慧用电安全监测系统


[0001]本申请属于嵌入式系统设计
，具体涉及一种基于双MCU的智慧用电安全监测系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济不断的发展，人民生活水平也日益提高，许多家庭都会购置多种多样的用电设备，提高家居生活的便捷性与舒适性。同时，也会增加室内电路布局的复杂程度，从而导致家庭用电安全隐患的增加，室内用电设备安全隐患对人民的财产安全和生命安全构成了巨大威胁。
[0003]常见的室内家用安全保护装置是空气开关，工作原理是当主电路中的电流过载时，会自动断开，从而实现安全用电。但是空气开关的功能比较单一，只在电路过载的时候起作用，而例如漏电、温度过高的的电路异常现象就无法响应。并且无法做到对电路的实时监测，以及及时上报危险情况，智能化程度不够高。
[0004]现有的一些多功能电路监测装置，通常需要利用许多传感器对主电路进行监测，这就需要对现有的电路进行改动。并且由于传感器数量太多，装置的集成化程度不高，体积也比较大，需要额外的安装架。影响居民的正常生活空间。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于双MCU的智慧用电安全监测系统，选择非侵入式的传感器对主电路的用电情况进行监测，并通过双MCU完成数据的采样、处理与上传，提高监测系统的响应速度。
[0006]一种基于双MCU的智慧用电安全监测系统，包括本地监测系统与云端服务器。所述本地监测系统包括信息采集模块、双MCU模块、通信模块、控制模块和电源模块。
[0007]所述电源模块为本地监测系统中的其他模块提供稳定的工作电压。
[0008]所述信息采集模块用于采集主电路中的实时电流和漏电电流，传输到双MCU模块进行处理。
[0009]作为优选，信息采集模块通过零序电流传感器采集主电路的漏电电流，通过霍尔电流传感器采集主电路的实时电流。
[0010]进一步的，霍尔传感器的输出信号经过放大后再输入双MCU模块。
[0011]所述双MCU模块包括DSP模块和STM32模块。所述DSP模块对信息采集模块传输的实时电流进行采样、滤波，计算主电路当前的特征信息，然后打包传输到STM32模块中。
[0012]所述STM32模块接收DSP模块打包后的特征信息与信息采集模块采集的漏电电流，通过通信模块上传到云端服务器中，并接收云端服务器返回的信号，对控制模块进行控制，实现主电路电源的开关。
[0013]在DSP模块进行信息处理的同时，STM32模块驱动通信模块与云端服务器连接，DSP模块处理后的特征信息能第一时间传输到云端服务器。如果一段时间没有收到DSP模块传
输的特征信息，STM32模块会重启DSP模块，如果执行重启操作后仍然未收到特征信息，STM32模块会通过通信模块向云端服务器发送报警信号。
[0014]作为优选，通信模块通过以太网控制器，实现控制模块与云端服务器的有线信息传输。
[0015]云端服务器中存储有多种用电设备的工作模型，通过对比接收的特征信息与存储的模型参数，判断用电设备的类型。设置阈值A＜阈值B，当云端服务器接收到的漏电电流大小为0时，设备正常运行；当漏电电流大于阈值A且小于阈值B时，向用户发送用电设备名称与危险警报；当漏电电流大于阈值B时，向用户发送用电设备名称与危险警报，并且向STM32模块发送控制信号，令控制模块切断主电路电源。当云端服务器接收到STM32发送的报警信号时，向用户发送提示信息。
[0016]作为优选，STM32模块中通过发光二极管指示用电设备的工作状态，以及本地监测系统与云端服务器的信息传输状况。
[0017]本专利技术具有以下有益效果：
[0018]1、基于双MCU的智慧用电安全监测系统将家用电器用电安全与云端技术结合，通过双MCU芯片，使分析效率更高，数据处理更快，可靠性更强，真正做到了实时监测家用电器，设备威胁报警的智能用电监测系统。
[0019]2、当DSP模块出现故障时，可以通过STM32模块对其进行重启设置，系统具有一定的自修复能力，可以提高系统稳定性，减少人工维修耗费的精力。
附图说明
[0020]图1为基于双MCU的智慧用电安全监测系统；
[0021]图2为实施例中电源模块电路原理图；
[0022]图3为实施例中信息采集模块电路原理图；
[0023]图4为实施例中控制模块电路原理图；
[0024]图5为实施例中通信模块电路原理图；
[0025]图6为实施例中DSP模块电路原理图；
[0026]图7为实施例中STM32模块电路原理图。
具体实施方式
[0027]以下结合附图对本专利技术作进一步的解释说明；
[0028]如图1所示，一种基于双MCU的智慧用电安全监测系统，包括本地监测系统与云端服务器。所述本地监测系统包括信息采集模块、DSP模块、STM32模块、通信模块、控制模块和电源模块。
[0029]电源模块为本地监测系统中的其他模块提供稳定的工作电压。信息采集模块通过霍尔电流传感器采集主电路的实时电流，传输给DSP模块进行处理；通过零序电流传感器采集主电路的漏电电流，传输给STM32模块进行处理。DSP模块对主电路的实时电流进行采样、滤波处理后，计算出主电路当前的特征信息，然后打包传输到STM32模块中。在DSP模块进行信息处理的同时，STM32模块驱动通信模块与云端服务器连接，当接收到来自DSP模块的特征信息后马上传输给云端服务器，节约信息传输的时间。云端服务器将接收的特征信息与
存储的模型参数进行比较，判断主电路中的用设备类型名称，并根据漏电电流的大小判断用电设备的工作状态，当漏电电流大小为0时，设备正常运行；当漏电电流大于阈值A且小于阈值B时，向用户发送用电设备名称与危险警报；当漏电电流大于阈值B时，向用户发送用电设备名称与危险警报，并且向STM32模块发送控制信号，令控制模块切断主电路电源。
[0030]如果STM32模块一段时间没有接收到来自DSP模块的特征信息，会对DSP模块执行重启操作，如果执行重启操作后仍然未收到特征信息，STM32模块会通过通信模块向云端服务器发送报警信号。云端服务器接收到来自STM32的报警信号后，会向用户发送提示信息，提醒用户检查本地监测系统。
[0031]如图2所示，电源模块包括5V
‑
3.3V电源电路、3.3V
‑
1.9V电源电路和5V
‑
2.5V电源电路，分别通过AMS1117
‑
33、AMS1117
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18正向低压降稳压器和REF3025基准电压芯片，将5V、3.3V的输入电压转换为3.3V、2.5V和1.9V的输出电压，从而为本地监测系统中的其他模块提供稳点的工作电压。
[0032]所述5V
‑
3.3V电源电路中，开关S1的2脚与主电源连接，3脚向第六稳压器U6的3脚输出5V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双MCU的智慧用电安全监测系统，其特征在于：包括本地监测系统与云端服务器；所述本地监测系统包括信息采集模块、双MCU模块、通信模块、控制模块和电源模块；所述电源模块为本地监测系统中的其他模块提供稳定的工作电压；所述信息采集模块用于采集主电路中的实时电流和漏电电流，传输到双MCU模块进行处理；所述双MCU模块包括DSP模块和STM32模块；所述DSP模块对信息采集模块传输的实时电流进行采样、滤波，计算主电路当前的特征信息，然后打包传输到STM32模块中；所述STM32模块接收DSP模块传输的特征信息与信息采集模块采集的漏电电流，通过通信模块上传到云端服务器中，并接收云端服务器返回的信号，对控制模块进行控制，实现主电路电源的开关；云端服务器通过对比接收的特征信息与存储的模型参数，判断用电设备的类型；通过比较漏电电流与阈值的大小关系，判断用电设备的工作状态，具体为：设置阈值A＜阈值B，当漏电电流大小在0与阈值A之间，判断用电设备正常工作；当漏电电流大小在阈值A与阈值B之间，判断用电设备异常当云端服务器接收到的漏电电流大小为0时，设备正常运行；当漏电电流大于阈值A且小于阈值B时，设备异常运行，向用户发送用电设备名称与危险警报；当漏电电流大于阈值B时，设备故障，向用户发送用电设备名称与危险警报，并且向STM32模块发送控制信号，令控制模块切断主电路电源；当STM32模块在设定时间内没有收到来自DSP模块的特征信息，会向DSP模块发出重启信号，若STM32模块在发出重启信号一段时间后，仍然没有收到来自DSP模块的特征信息，将向云端服务器发送报警信号，提示用户本地监测系统出现故障。2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，张庐林，郑华通，陈博静，
申请(专利权)人：嘉兴华炳物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：