[实用新型]基于Zigbee无线通信的智能微型断路器

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能微型断路器设备，尤其涉及一种可以实现无线通信的基于Zigbee通信协议的智能微型断路器装置，即，基于Zigbee无线通信的智能微型断路器装置。

背景技术

能源问题是制约当今国民经济的核心问题，其中电力能源是重中之重，如何进行电力的节能问题是当今研究的核心。随着智能电网的推广和国家阶梯电价的实行，科学用电已经越来越受到电力用户的重视。如果能够让电力用户随时了解自己各个设备的用电量信息，那么电力用户通过节约用电、躲避用电高峰期等方法，就可以降低供电系统负担、保护环境、节约用电成本。

传统的微型断路器集控制和多种保护功能于一身，除能完成接触和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。正是因为传统的微型断路器具有这么多的优点，使得它在建筑工程、工业控制等相关电气控制领域成为不可缺少的电气控制装置之一。但是传统的微型断路器无法实时的将用户的用电量信息及时反馈给用户，如果用户想要了解用电信息，需要通过查看配电箱中的电度表，这种方式操作不方便，并且造成了用户了解用电量信息滞后，不利于节约用电和躲避用电高峰期。另外，用户也不能远程控制微型断路器的断开或者闭合，使得微型断路器自动化程度低，不能满足现在智能家居行业的发展要求。

智能微型断路器是在传统微型断路器的基础上发展起来的，是实现电力需求侧管理的主要智能化电器设备。它除了保持传统微型短路器的外形结构和安装方式外，引入了微电子、通信等技术。目前市场上出现的智能微型断路器，不但能够采集电流、电压或者功率等相关信息，而且还可以与用户进行实时通信，从而使电力用户在即使不查看电度表的情况下，也能够掌握电力用户自己的用电信息。但是这种智能微型断路器主要采用RS232、RS485或RS422等有线方式进行通信，不利于节约布线空间，并且给用电安全带来一定的隐患。

目前，常用的无线通信技术有红外技术，蓝牙技术和Wi-Fi技术，但红外技术适用于无障碍物的短距离通信；蓝牙技术在无线节点上有限，通信协议复杂；Wi-Fi技术对电子设备供电装置要求较高，成本和功耗都比较大。ZigBee技术是一种新兴的近距离、低成本、通信协议简单的高可靠无线传输技术，它有特定的无线电标准，能在数千个微型传感器之间相互协调，实现通信，适合于嵌入电子设备实现自动控制与远程控制功能。此外，使用Zigbee进行组网也有很多优势：首先，在节点布置上非常灵活，可以使设备放置在家居中的任何位置；其次，ZigBee组网技术允许布置6000多个节点，良好的扩展性有利于扩大网络的覆盖面积；最后，使用ZigBee技术更利于网络的维护，当网络出现问题时，可直接通过电脑或手持终端定位问题节点，如需要增加或替换节点，只需将新节点放置在需要的位置就可以了，这也是其最突出的优点。与其他常用的无线通信技术相比，ZigBee技术更适合智能家居系统的实现。

基于以上原因，本发明设计的基于Zigbee无线通信的智能微型断路器克服了传统微型断路器不能实时采集电量信息并将电量信息反馈给电力用户的缺点和目前市场上采用有线通信方式的智能微型断路器的布线占用空间和线路过长容易引起用电安全隐患的缺点，采用了基于Zigbee通信协议的无线通信方式，能够让电力用户实时掌握自己的用电信息、接收用户的控制命令并且可以与基于Zigbee协议的家用电器设备组成智能家居系统，方便了人类的生活，提高了生活质量，使得家居生活更加方便、舒适、人性化。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于带零线电流测量的单相多功能电能计量IC和内嵌有ARM Cortex-M3微控制器内核的Zigbee无线通信IC开发的智能微型断路器的实现方案，是一种可以实现测量电力用户有功、无功、视在功率、采样波形及电压、电流有效值，并将这些用电量信息通过无线Zigbee通信协议反馈给电力用户或者通过无线Zigbee通信协议接收用户命令以及根据当电力线路出现故障发出声音报警的装置，即，基于Zigbee无线通信的智能微型断路器。