[实用新型]一种基于工业物联网的配电箱智能边缘终端

说明书

本实用新型公开了一种基于工业物联网的配电箱智能边缘终端，包括CPU模块和连接到CPU模块的模拟量输入模块、数字信号输入模块、继电器输出模块、电源模块以及通讯模块；所述模拟量输入模块连接有电流采样器和温度传感器，所述电流采样器采集配电箱的系统电源的电流，所述温度传感器检测配电箱输出供电电缆的温度和配电箱环境温度；所述继电器输出模块连接到配电箱的控制断路器和控制锁；所述CPU模块通过通讯模块与远程监控系统进行数据交换。本实用新型通过电流采样器采集配电箱负载，通过温度传感器采集负载电缆和配电箱环境温度，给用电安全分析提供数据基础；通过Lora模块配合4G/5G无线模块，实现可靠的远距离无线通讯。

技术领域

本实用新型涉及一种智能终端设备，尤其涉及一种基于工业物联网的配电箱智能边缘终端。

背景技术

施工现场离不开用电，工程设备、施工机具、现场照明、电气安装等，都需要电能的支持。随着建设工程项目的科技含量和智能化的加强，施工机械化和自动化程度的不断提高，用电场所更加广泛。但是，电能在给人类带来方便的同时，也有很强的破坏力。施工现场由于用电设备种类多、电容量大、工作环境不固定、露天作业、临时使用的特点，容易引发触电伤亡事故。同时施工工地的用电管理普遍比较混乱，配电箱的配置参数不达标、三级用电管理监管不到位、工地私拉乱接违规用电现象严重。针对这些现象，出现了智能配电箱，实现了智能开锁、远程开锁和远程断电，以及实时获取配电箱的供电状态和锁状态信息，对配电箱进行实时监管起到了一定的效果。采用智能配电箱还存在以下不足：1、无法采集配电箱的用电量，配电箱存在超负荷工作的风险；2、对配电箱负载供电电缆无监控，在负载过大时，电缆温度过高，存在安全隐患；3、智能配电箱无线通讯距离短，无法满足长距离数据传输的需求；4、需要将原配电箱改造为智能配电箱，操作繁琐，工作量大，成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于工业物联网的配电箱智能边缘终端，无需对配电箱进行改造，实现配电箱负载和状态的采集并实现对配电箱的远程控制。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于工业物联网的配电箱智能边缘终端，包括CPU模块和连接到CPU模块的模拟量输入模块、数字信号输入模块、继电器输出模块、电源模块以及通讯模块；所述模拟量输入模块连接有电流采样器和温度传感器，所述电流采样器采集配电箱的系统电源的电流，所述温度传感器检测配电箱输出供电电缆的温度和配电箱环境温度；所述继电器输出模块连接到配电箱的控制断路器和控制锁，以控制配电箱的控制断路器的通断和控制锁的开合；所述通讯模块包括Lora模块；所述CPU模块通过通讯模块与远程监控系统进行数据交换。

进一步地，所述模拟量输入模块与CPU模块间连接有AD转换模块，所述AD转换模块将模拟量输入模块输入的模拟量信号转换为数字量信号输入到CPU模块。

进一步地，所述电流采样器为电流互感器，所述电流互感器采集的电流信号通过模拟量输入模块的采样电阻调理电路和滤波电路连接到AD转换模块的AD采样芯片，所述AD采样芯片为单相电能计量芯片ATT7053BU，所述AD采样芯片通过SPI接口与CPU模块连接。

进一步地，所述温度传感器采集的温度信号通过模拟量输入模块的采样电阻调理电路和滤波电路连接到CPU模块内部的AD转换单元，所述CPU模块内部的AD转换单元设有AD单元电源输入端口，所述电源模块给CPU模块的AD单元电源输入端口提供AD采样参考电压。

进一步地，所述电源模块包括AC-DC电源转换器、降压转换器和低压差稳压器；所述AC-DC电源转换器将输入的220V交流电源转换为12V的直流电源进行12V的直流供电，同时，将得到的12V的直流电源输入到降压转换器；所述降压转换器将12V的直流电原转换为稳定的5V直流电源进行5V直流供电，同时，将得到的5V电源输入到低压差稳压器；所述低压差稳压器将5V直流电源转换为稳定的3.3V直流电源进行3.3V直流供电，同时，将得到的3.3V直流电源输入到CPU模块的AD单元电源输入端口提供AD采样参考电压。