CN222365200U - 一种智能电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能电源管理系统，包括智能电源模块、主控单元和基于蓝牙通讯的传感器单元，所述主控单元分别与智能电源模块和传感器单元电性连接，所述传感器单元包括蓝牙传感器_TH和蓝牙传感器_磁力；所述智能电源模块包括MCU、Wifi芯片和与外部设备连接的能源电力计量器，所述Wifi芯片与MCU的一端连接，所述MCU的另一端与能源电力计量器的一端连接；本实用新型通过智能电源模块、主控单元和传感器单元的配合，达到一种远端设备管理功能，实时监控设备电源消耗，设备内部的运作参数采集以及设备运动姿态，并具有远端控制外接设备开启电力供应及关闭功能，降低了设备长期运转或是侦测设备运转参数异常问题发生的几率。

Description

一种智能电源管理系统

技术领域

本实用新型涉及智能电源管理技术领域，具体为一种智能电源管理系统。

背景技术

大型量贩仓储设备普遍应用于城市生活，广大的量贩空间布满无人看管设备，当无人看管设备发生运作异常时会增加电力消耗，或是设备停摆，更甚而发生电路短路起火造成灾害，因此透过加装智能设备能源管理系统达到远程设备管理监控为主要解决方案，透过此种解决方案能够管理到设备运动轨迹，避免无人监管的设备被宵小窃盗。

智能设备能源管理系统是一种用于监控和管理智能设备能源消耗的系统。该智能设备能源管理系统通过传感器和测量设备实时监测智能设备的能源消耗情况，并记录相关数据，这些数据可以用于分析能源使用模式、发现能源浪费、识别潜在的节能机会等，然而由于监测设备温度及设备被开启未关闭等各种状况，造成设备长期运转或是侦测设备运转参数异常问题，因此我们需要提出一种智能电源管理系统来解决上述存在的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种智能电源管理系统，通过智能电源模块、主控单元和传感器单元的配合，达到一种远端设备管理功能，实时监控设备电源消耗，设备内部的运作参数采集以及设备运动姿态，并具有远端控制外接设备开启电力供应及关闭功能，降低了设备长期运转或是侦测设备运转参数异常问题发生的几率，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能电源管理系统，包括智能电源模块、主控单元和基于蓝牙通讯的传感器单元，所述主控单元分别与智能电源模块和传感器单元电性连接，所述传感器单元包括蓝牙传感器_TH和蓝牙传感器_磁力；

所述智能电源模块包括MCU、Wifi芯片和与外部设备连接的能源电力计量器，所述Wifi芯片与MCU的一端连接，所述MCU的另一端与能源电力计量器的一端连接；

所述主控单元包括控制器、无线通讯单元和3轴角度侦测器，所述无线通讯单元与控制器的一端连接，所述控制器的另一端与3轴角度侦测器的一端连接。

优选的，所述能源电力计量器包括电流传感器、电压传感器、信号处理器、加法器和通信接口，所述电流传感器和电压传感器均与信号处理器电性连接，所述信号处理器与加法器电性连接，所述加法器与通信接口电性连接。

优选的，所述电流传感器包括运算器U1，所述运算器U1的输出端连接有电感器L1，所述电感器L1的一端连接有可调电阻R1，所述可调电阻R1的一端与运算器U1的负极端连接，所述运算器U1的正极端连接有二极管D1，所述二极管D1的一端并联有电容C1、二极管D2和电阻R2。

优选的，所述电压传感器包括运算器U2和ADC芯片U3，所述ADC芯片U3连接在运算器U2的正极端，所述运算器U2的负极端连接有电阻R5和呈串联设置的电阻R3及可调电阻R4，所述运算器U2的输出端连接有三极管Q1，所述电阻R5的一端、可调电阻R4的一端和三极管Q1的发射极均设置有输出接口。

优选的，所述信号处理器包括运算器U5，所述运算器U5的负极端与输出端连接，所述运算器U5的输出端连接有电阻R7，所述电阻R7的一端连接有电容C4和电容C3，所述电容C4的一端连接有电阻R6，所述电容C4和电阻R6的连接端与运算器U5的正极端连接，所述电阻R6的另一端连接有电阻R5和一端接地的电容C2，所述电阻R5的一端与电容C3的一端连接，且所述电阻R5和电容C3的连接端设置有输入端接口，所述运算器U5的输出端设置有输出端接口。

优选的，所述无线通讯单元包括Wifi模组和蓝牙模组，所述Wifi模组和蓝牙模组的一端通信连接有云端服务器。

优选的，所述3轴角度侦测器包括加速度计陀螺仪，所述加速度计陀螺仪均分别与Wifi模组和蓝牙模组电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过智能电源模块、主控单元和传感器单元的配合，达到一种远端设备管理功能，实时监控设备电源消耗，设备内部的运作参数采集以及设备运动姿态，并具有远端控制外接设备开启电力供应及关闭功能，降低了设备长期运转或是侦测设备运转参数异常问题发生的几率。

2、本实用新型通过无线通讯单元、控制器和3轴角度侦测器的配合，能够实时监控电源能耗并检测设备内部环境及开关门状态，如若设备经人为异常调整可以经由现场传感器测得数据上报平台分析并呼叫运营管理维护达到节能功能。

3、本实用新型Wifi芯片和无线通讯单元的设置，能够达到无人化设备管理维护动作的目的，通过无线传输技术远程发送命令给予控制外接设备电源,并提共能源管理讯息给与设备厂商,做为是否现场设备异常需要维护管理作为参考。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型的电流传感器电路图；

图3为本实用新型的电压传感器电路图；

图4为本实用新型的信号处理器电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种智能电源管理系统，包括智能电源模块、主控单元和基于蓝牙通讯的传感器单元，主控单元分别与智能电源模块和传感器单元电性连接，传感器单元包括蓝牙传感器_TH和蓝牙传感器_磁力，此类传感器可以为各种传感器，不局部为TH、磁力；蓝牙传感器可以透过BT蓝牙技术与主控单元定时或是不定时通讯发送，当发送完成后与主控单元进行韧体升级检查。

智能电源模块包括MCU、Wifi芯片和与外部设备连接的能源电力计量器，Wifi芯片与MCU的一端连接，MCU的另一端与能源电力计量器的一端连接，智能电源模块还包括电源回路切换开关和过载保护器，系统开机时,MCU启动电源计量并开启电力输出给外部设备，并回报主控单元GW，当外部设备运行过程中，智能电源模块实时采样电流电压功耗，透过传输发送给主控单元GW并传输给云端平台，当采集数据如功耗超过设定，智能电源模块发出告警讯息与主控单元GW并传输给云端平台并开启时间计量，当外部设备耗能超过一定筏值时,智能电源模块切断AC输出并发出告警断电讯息以保护外部电源电力配线避免因为外部设备故障造成过载起火，智能电源模块可以采用无线传输模式发送相关告警及采集数据与主控单元GW达到相同模式，当主控单元GW与智能电源模块非合并安装使用，如若所接外部设备发生线路短路，智能电源模块也可以透过电力断路器发生断开输出电力以保护系统本身，亦或是当软件系统故障能源电力计量器单元故障时,断路器可作为最终保险方案；

能源电力计量器包括电流传感器、电压传感器、信号处理器、加法器和通信接口，电流传感器和电压传感器均与信号处理器电性连接，信号处理器与加法器电性连接，加法器与通信接口电性连接，通过电流传感器感应工作电流信号，并将电流信号转换为能源电力计量器读取的电流信号，通过电压传感器测量电压值，并将电压信号转换为能源电力计量器读取的电压信号，信号处理器用于接收和处理电流传感器和电压传感器产生的电流和电压信号，并将电流和电压信号转换为数字信号，再通过加法器计算电能消耗，利用通信接口连接显示屏，便于显示电能消耗的结果。

电流传感器包括运算器U1，运算器U1的输出端连接有电感器L1，电感器L1的一端连接有可调电阻R1，可调电阻R1的一端与运算器U1的负极端连接，运算器U1的正极端连接有二极管D1，二极管D1的一端并联有电容C1、二极管D2和电阻R2，当电流通过电感器L1时，产生的磁场会导致电感器L1上产生的磁场会导致电感器L1上产生感应电动势，感应电动势通过电感器L1的一端传输到可调电阻R1，可调电阻R1用于调整电感器L1的工作点，以便在电流传感器正常工作范围内获得所需的输出电压，运算器U1对电感器L1感测到的信号进行放大和处理，通过二极管D1对运算器U1进行过压保护，防止运算器U1出现过压损坏。

电压传感器包括运算器U2和ADC芯片U3，ADC芯片U3连接在运算器U2的正极端，运算器U2的负极端连接有电阻R5和呈串联设置的电阻R3及可调电阻R4，运算器U2的输出端连接有三极管Q1，电阻R5的一端、可调电阻R4的一端和三极管Q1的发射极均设置有输出接口，通过运算器U2进行放大、滤波和处理输入的电压信号，ADC芯片U3将运算器U2输出的模拟电压信号转换为数字信号，通过电阻R5、电阻R3和可调电阻R4对电路进行校准和电平调整，最后通过碱极管Q1为后续电路提供所需的电流或电压。

信号处理器包括运算器U5，运算器U5的负极端与输出端连接，运算器U5的输出端连接有电阻R7，电阻R7的一端连接有电容C4和电容C3，电容C4的一端连接有电阻R6，电容C4和电阻R6的连接端与运算器U5的正极端连接，电阻R6的另一端连接有电阻R5和一端接地的电容C2，电阻R5的一端与电容C3的一端连接，且电阻R5和电容C3的连接端设置有输入端接口，运算器U5的输出端设置有输出端接口。

主控单元包括控制器、无线通讯单元和3轴角度侦测器，无线通讯单元与控制器的一端连接，控制器的另一端与3轴角度侦测器的一端连接，通过3轴角度侦测器能够实时监控电源能耗并检测设备内部环境及开关门状态，如若设备经人为异常调整可以经由现场传感器测得数据上报平台分析并呼叫运营管理维护达到节能功能。

主控单元获取电力能源使用状态并发送与云端平台，由于主控单元是安装于外部设备上,主控单元可以通过3轴角度侦测器获得外部设备当前姿态,外部设备移动运行轨迹速度及定位数据，当外部设备被强行搬移切断电源系统时,智能电源模块侦测到电力异常时会发送电力中断告警提示主控单元进行移动侦测,并定时发出移动告警轨迹与云端平台作为财产追踪依据，当外部设备异常倾倒时由于倾斜角度变更，主控单元也会发出告警讯息，主控单元可透过BT无线传输侦测外接设备的相关温度,湿度与门状态，透过蓝牙传感器_TH与蓝牙传感器_磁力获取相关讯息.若有异常讯云端服务器获取讯息后可以告知相关维修人员处里。主控单元可以透过蓝牙技术与蓝牙传感器_TH，蓝牙传感器_磁力进行韧体升级。

无线通讯单元包括Wifi模组和蓝牙模组，Wifi模组和蓝牙模组的一端通信连接有云端服务器，通过Wifi模组和蓝牙模组能够达到无人化设备管理维护动作的目的，通过无线传输技术远程发送命令给予控制外接设备电源,并提共能源管理讯息给与设备厂商,做为是否现场设备异常需要维护管理作为参考。

3轴角度侦测器包括加速度计陀螺仪，加速度计陀螺仪均分别与Wifi模组和蓝牙模组电性连接，通过加速度计测量物体的倾斜角度，通过陀螺仪测量物体围绕三个轴向的旋转速度，以便于实时监控电源能耗并检测设备内部环境及开关门状态。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能电源管理系统，包括智能电源模块、主控单元和基于蓝牙通讯的传感器单元，其特征在于：所述主控单元分别与智能电源模块和传感器单元电性连接，所述传感器单元包括蓝牙传感器_TH和蓝牙传感器_磁力；

所述智能电源模块包括MCU、Wifi芯片和与外部设备连接的能源电力计量器，所述Wifi芯片与MCU的一端连接，所述MCU的另一端与能源电力计量器的一端连接；

所述主控单元包括控制器、无线通讯单元和3轴角度侦测器，所述无线通讯单元与控制器的一端连接，所述控制器的另一端与3轴角度侦测器的一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能电源管理系统，其特征在于：所述能源电力计量器包括电流传感器、电压传感器、信号处理器、加法器和通信接口，所述电流传感器和电压传感器均与信号处理器电性连接，所述信号处理器与加法器电性连接，所述加法器与通信接口电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能电源管理系统，其特征在于：所述电流传感器包括运算器U1，所述运算器U1的输出端连接有电感器L1，所述电感器L1的一端连接有可调电阻R1，所述可调电阻R1的一端与运算器U1的负极端连接，所述运算器U1的正极端连接有二极管D1，所述二极管D1的一端并联有电容C1、二极管D2和电阻R2。

4.根据权利要求3所述的一种智能电源管理系统，其特征在于：所述电压传感器包括运算器U2和ADC芯片U3，所述ADC芯片U3连接在运算器U2的正极端，所述运算器U2的负极端连接有电阻R5和呈串联设置的电阻R3及可调电阻R4，所述运算器U2的输出端连接有三极管Q1，所述电阻R5的一端、可调电阻R4的一端和三极管Q1的发射极均设置有输出接口。

5.根据权利要求4所述的一种智能电源管理系统，其特征在于：所述信号处理器包括运算器U5，所述运算器U5的负极端与输出端连接，所述运算器U5的输出端连接有电阻R7，所述电阻R7的一端连接有电容C4和电容C3，所述电容C4的一端连接有电阻R6，所述电容C4和电阻R6的连接端与运算器U5的正极端连接，所述电阻R6的另一端连接有电阻R5和一端接地的电容C2，所述电阻R5的一端与电容C3的一端连接，且所述电阻R5和电容C3的连接端设置有输入端接口，所述运算器U5的输出端设置有输出端接口。

6.根据权利要求5所述的一种智能电源管理系统，其特征在于：所述无线通讯单元包括Wifi模组和蓝牙模组，所述Wifi模组和蓝牙模组的一端通信连接有云端服务器。

7.根据权利要求6所述的一种智能电源管理系统，其特征在于：所述3轴角度侦测器包括加速度计陀螺仪，所述加速度计陀螺仪均分别与Wifi模组和蓝牙模组电性连接。