基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，包括：單片機、消防設(shè)備電壓采集通道、通訊通道、外圍電路以及供電電源；所述單片機分別與所述消防設(shè)備電壓采集通道、所述通訊通道、所述外圍電路以及所述供電電源連接。優(yōu)點為：消防設(shè)備電壓采集通道具有電氣隔離功能，提高電壓采集的安全性；通訊通道同時具有DC/DC隔離電路和光電耦合電路，實現(xiàn)單片機和通訊接口之間的輸入輸出隔離，提高信號傳輸?shù)男旁氡?；供電電源采用開關(guān)穩(wěn)壓電源，保證向單片機供電的安全可靠性；因此，本實用新型從多個角度，全面有效提高了電源電壓監(jiān)控設(shè)備的工作可靠性，保證電源電壓監(jiān)控設(shè)備長期可靠的安全運行。
【專利說明】
基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電源電壓監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的快速發(fā)展，現(xiàn)代大體量建筑、公眾集聚場所建筑和一類高層建筑越來越多，分布有數(shù)量眾多的消防設(shè)備，例如，自動報警系統(tǒng)、自動噴灑系統(tǒng)、消防事故廣播系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等，消防控制中心控制著多個消防設(shè)備的操作，是建筑消防安全的關(guān)鍵，而各個消防設(shè)備能否正常工作，又取決于消防設(shè)備電源的工作狀態(tài)。因此，在火災(zāi)情況下，如果消防設(shè)備電源不能可靠、穩(wěn)定地工作，投入大量資金的消防設(shè)施可能形同虛設(shè)。近年來，因消防設(shè)備電源失控造成消防設(shè)備失靈，致使火災(zāi)蔓延的事故也一直屢見不鮮。
[0003]可見，對消防設(shè)備電源進行有效監(jiān)控，從而保證消防設(shè)備電源正常工作，具有重要意義。現(xiàn)有的消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)，普遍具有工作可靠性不足的問題，從而不利于推廣普及。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型提供一種基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，可有效解決上述問題。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實用新型提供一種基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，包括:單片機、消防設(shè)備電壓采集通道、通訊通道、外圍電路以及供電電源;所述單片機分別與所述消防設(shè)備電壓采集通道、所述通訊通道、所述外圍電路以及所述供電電源連接；
[0007]其中，所述消防設(shè)備電壓采集通道為三相電能計量芯片，包括串聯(lián)的消防電源電壓輸入接口、信號隔離輸入電路以及ADC轉(zhuǎn)換電路;所述消防電源電壓輸入接口依次經(jīng)過所述信號隔離輸入電路以及所述ADC轉(zhuǎn)換電路后，連接到所述單片機的輸入端；
[0008]所述通訊通道為CAN通訊通道，包括通訊接口保護電路、通訊接口電路、DC/DC隔離電路和光電耦合電路;所述DC/DC隔離電路和所述光電耦合電路并聯(lián)聯(lián)接在所述通訊接口電路的一端和所述單片機之間;所述通訊接口電路的另一端連接所述通訊接口保護電路。
[0009]優(yōu)選的，所述供電電源包括主供電電源和備用供電電源;所述主供電電源為開關(guān)穩(wěn)壓電源;所述備用供電電源為鉛酸免維護電池。
[0010]優(yōu)選的，所述開關(guān)穩(wěn)壓電源包括串聯(lián)的變壓器、整流濾波電路、降壓電路和穩(wěn)壓電路;所述變壓器的輸入端外接電源;所述變壓器的輸出端依次通過所述整流濾波電路、所述降壓電路和所述穩(wěn)壓電路后，連接到所述單片機。
[0011]優(yōu)選的，還包括電壓采樣電路、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器、三角波發(fā)生器、比較器和報警電路；
[0012]所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器的輸出端與所述三角波發(fā)生器的輸入端相連接;所述三角波發(fā)生器的輸出端連接到所述比較器的一個輸入端口；所述電壓采樣電路的輸入端與所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接，所述電壓采樣電路的輸出端連接到所述比較器的另一個輸入端口；所述比較器的輸出端口與所述報警電路連接。
[0013]優(yōu)選的，所述外圍電路包括液晶顯示屏、按鍵輸入接口電路、指示燈輸出接口電路、蜂鳴器輸出接口電路;所述液晶顯示屏、所述按鍵輸入接口電路、所述指示燈輸出接口電路和所述蜂鳴器輸出接口電路均連接到所述單片機。
[0014]本實用新型提供的基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器具有以下優(yōu)點:
[0015]消防設(shè)備電壓采集通道具有電氣隔離功能，提高電壓采集的安全性;通訊通道同時具有DC/DC隔離電路和光電耦合電路，實現(xiàn)單片機和通訊接口之間的輸入輸出隔離，提高信號傳輸?shù)男旁氡?；供電電源采用開關(guān)穩(wěn)壓電源，保證向單片機供電的安全可靠性；因此，本實用新型從多個角度，全面有效提高了電源電壓監(jiān)控設(shè)備的工作可靠性，保證電源電壓監(jiān)控設(shè)備長期可靠的安全運行。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型提供的基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]結(jié)合圖1，本實用新型提供一種基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，包括:單片機、消防設(shè)備電壓采集通道、通訊通道、外圍電路以及供電電源;單片機分別與消防設(shè)備電壓采集通道、通訊通道、外圍電路以及供電電源連接;單片機可采用MCU單片機，更具體的，可采用STM32F103R8T6芯片。
[0019]其中，消防設(shè)備電壓采集通道為三相電能計量芯片，包括串聯(lián)的消防電源電壓輸入接口、信號隔離輸入電路以及ADC轉(zhuǎn)換電路;消防電源電壓輸入接口依次經(jīng)過信號隔離輸入電路以及ADC轉(zhuǎn)換電路后，連接到單片機的輸入端；
[0020]通訊通道為CAN通訊通道，包括通訊接口保護電路、通訊接口電路、DC/DC隔離電路和光電耦合電路;DC/DC隔離電路和光電耦合電路并聯(lián)聯(lián)接在通訊接口電路的一端和單片機之間；通訊接口電路的另一端連接通訊接口保護電路。單片機和通訊接口輸入輸出間互相隔離，使電信號傳輸具有單向性，具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。光電耦合電路的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。
[0021]供電電源包括主供電電源和備用供電電源;主供電電源為開關(guān)穩(wěn)壓電源;備用供電電源為鉛酸免維護電池。開關(guān)穩(wěn)壓電源包括串聯(lián)的變壓器、整流濾波電路、降壓電路和穩(wěn)壓電路;變壓器的輸入端外接電源;變壓器的輸出端依次通過整流濾波電路、降壓電路和穩(wěn)壓電路后，連接到單片機。
[0022]另外，為進一步提高供電電源的供電安全性，使其向單片機提供穩(wěn)定的電能，本實用新型還設(shè)計了電壓采樣反饋控制電路，即:包括電壓采樣電路、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器、三角波發(fā)生器、比較器和報警電路；
[0023]所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器的輸出端與所述三角波發(fā)生器的輸入端相連接;所述三角波發(fā)生器的輸出端連接到所述比較器的一個輸入端口；所述電壓采樣電路的輸入端與所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接，所述電壓采樣電路的輸出端連接到所述比較器的另一個輸入端口；所述比較器的輸出端口與所述報警電路連接。
[0024]外圍電路包括液晶顯示屏、按鍵輸入接口電路、指示燈輸出接口電路、蜂鳴器輸出接口電路;液晶顯示屏、按鍵輸入接口電路、指示燈輸出接口電路和蜂鳴器輸出接口電路均連接到單片機。
[0025]本實用新型提供的基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，其工作原理為:
[0026]消防設(shè)備電源電壓傳感器實時采集消防設(shè)備電源的電壓信息，經(jīng)信號隔離和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過串口(SPI協(xié)議)傳輸?shù)絾纹瑱C，單片機獲取信息后，通過通訊通道和上位機聯(lián)網(wǎng)通訊，實現(xiàn)遠程傳輸，統(tǒng)一管理。此外，單片機通過對接收到的消防設(shè)備電源的電壓信息進行分析，判斷消防設(shè)備電源是否有過壓、欠壓、過流、斷路、短路以及缺相等故障。當(dāng)故障發(fā)生時，一方面，可在液晶顯示屏顯示故障的部位、類型和時間；另一方面，可通過蜂鳴器發(fā)出聲光報警信號，從而有效保證了火災(zāi)發(fā)生時消防聯(lián)動系統(tǒng)的可靠性。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器具有以下優(yōu)點:
[0028]消防設(shè)備電壓采集通道具有電氣隔離功能，提高電壓采集的安全性;通訊通道同時具有DC/DC隔離電路和光電耦合電路，實現(xiàn)單片機和通訊接口之間的輸入輸出隔離，提高信號傳輸?shù)男旁氡?；供電電源采用開關(guān)穩(wěn)壓電源，保證向單片機供電的安全可靠性；因此，本實用新型從多個角度，全面有效提高了電源電壓監(jiān)控設(shè)備的工作可靠性，保證電源電壓監(jiān)控設(shè)備長期可靠的安全運行。
[0029]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，其特征在于，包括:單片機、消防設(shè)備電壓采集通道、通訊通道、外圍電路以及供電電源;所述單片機分別與所述消防設(shè)備電壓采集通道、所述通訊通道、所述外圍電路以及所述供電電源連接； 其中，所述消防設(shè)備電壓采集通道為三相電能計量芯片，包括串聯(lián)的消防電源電壓輸入接口、信號隔離輸入電路以及ADC轉(zhuǎn)換電路;所述消防電源電壓輸入接口依次經(jīng)過所述信號隔離輸入電路以及所述ADC轉(zhuǎn)換電路后，連接到所述單片機的輸入端； 所述通訊通道為CAN通訊通道，包括通訊接口保護電路、通訊接口電路、DC/DC隔離電路和光電耦合電路;所述DC/DC隔離電路和所述光電耦合電路并聯(lián)聯(lián)接在所述通訊接口電路的一端和所述單片機之間;所述通訊接口電路的另一端連接所述通訊接口保護電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，其特征在于，所述供電電源包括主供電電源和備用供電電源;所述主供電電源為開關(guān)穩(wěn)壓電源;所述備用供電電源為鉛酸免維護電池。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，其特征在于，所述開關(guān)穩(wěn)壓電源包括串聯(lián)的變壓器、整流濾波電路、降壓電路和穩(wěn)壓電路;所述變壓器的輸入端外接電源;所述變壓器的輸出端依次通過所述整流濾波電路、所述降壓電路和所述穩(wěn)壓電路后，連接到所述單片機。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，其特征在于，還包括電壓采樣電路、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器、三角波發(fā)生器、比較器和報警電路； 所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器的輸出端與所述三角波發(fā)生器的輸入端相連接;所述三角波發(fā)生器的輸出端連接到所述比較器的一個輸入端口；所述電壓采樣電路的輸入端與所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接，所述電壓采樣電路的輸出端連接到所述比較器的另一個輸入端口；所述比較器的輸出端口與所述報警電路連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三相電能計量芯片實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的傳感器，其特征在于，所述外圍電路包括液晶顯示屏、按鍵輸入接口電路、指示燈輸出接口電路、蜂鳴器輸出接口電路;所述液晶顯示屏、所述按鍵輸入接口電路、所述指示燈輸出接口電路和所述蜂鳴器輸出接口電路均連接到所述單片機。
【文檔編號】G01R19/25GK205539407SQ201620333055
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張欣
【申請人】北京華盛安達電子有限公司