[实用新型]一种家电电能消耗测量显示装置

说明书

本实用新型公开了一种家电电能消耗测量显示装置，其包括外壳、插头、插座、显示单元、供电单元、电压采集单元、电流采集单元、微控制器、继电器、无线通讯单元以及一些周边电子元件；本装置会实时计算并显示电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数和能源消耗等数据，在实时检测电能参数的同时，基于安装的Wi‑Fi模块和继电器，还可以利用手机客户端进行远程查看和控制，在有效地实施对设备状态的监控、确保生活安全的同时，也丰富了电力物联网感知层的基础环节建设。

技术领域

本实用新型涉及一种电能消耗测量显示设备，尤其是一种家电电能消耗测量显示装置。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，人们对精致生活的要求也在逐步提升，生活中与家用电器的关系已达到密不可分的程度，而家用电器的大规模使用会相应地带来电能消耗的大幅增加。在大力倡导低碳生活的时代和节约型社会中，人们开始越来越多地关心自己家庭的电力消耗情况。目前的家用智能电表均具有就地显示和远传功能，但不能很方便地查明某个电器的用能状态，且显示参数不够具体。电表一般安装于楼道高处，不便于人们查看和对家庭用能状况的掌握。同时，随着电力系统的不断发展，对取能、传感、通信、数据应用等方面的要求日益提高，与大数据和物联网相结合的电力物联概念应运而生，其在电力系统中的应用已经发展成为提高电能利用效率、降低系统负荷、提升电网功能的重要技术手段。而对感知层里家电电能消耗数据的采集是电力物联网的基础环节，承担着非常重要的作用，目前，这部分的详细用能状态尚无法做到分类详细地采集。

实用新型内容

本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种家电电能消耗测量显示装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种家电电能消耗测量显示装置，包括插头、插座、供电单元、电压采集单元、电流采集单元、微控制器、显示单元和无线通讯单元；所述插头和所述插座通过零线和火线连接在一起；所述供电单元用于为所述微控制器、所述电压采集单元、所述电流采集单元、所述显示单元和所述无线通讯单元供电；所述微控制器通过模拟量输入端口分别与所述电压采集单元和所述电流采集单元连接，所述微控制器通过数字量端口分别与所述显示单元和所述无线通讯单元连接；所述电压采集单元包括线性光耦芯片1，在所述零线和所述火线之间串联接入一个大电阻R2和一个小电阻R3，所述线性光耦芯片1的输入引脚2和输入引脚3接在所述小电阻R3的两端，所述线性光耦芯片1的输出端与所述微控制器的模拟信号输入引脚1连接；所述电流采集单元包括线性光耦芯片2，在所述零线的回路中接入有电流感应电阻R4，所述线性光耦芯片2的输入引脚2和输入引脚3接在所述电流感应电阻R4的两端，所述线性光耦芯片2的输出端与所述微控制器的模拟信号输入引脚2连接；所述显示单元用于实时显示所采集的数据；所述无线通讯单元用于将所采集的数据上传至云服务器，以便于供手机端用户查看。

进一步地，所述供电单元包括降压模块，所述降压模块的输入端连接于所述零线和所述火线上，以将220V的交流市电电压转化为5V的直流电压，并为所述微控制器、所述电压采集单元、所述电流采集单元、所述显示单元和所述无线通讯单元供电；所述降压模块采用AC-DC型HLK-PM01电压转换模块，可提供1A的电流，纹波控制在100mV以内。

进一步地，所述微控制器选用Arduino的UNO-R3控制开发板，其上搭载ATmega328P单片机模块，核心处理器为AVR，闪存容量32KB。

进一步地，所述线性光耦芯片1和所述线性光耦芯片2均采用HCPL-7520线性光耦芯片。

进一步地，所述大电阻R2的阻值为2MΩ，所述小电阻R3的阻值为2kΩ，且所述大电阻R2和所述小电阻R3均采用1/4W功率的色环电阻。

进一步地，所述电流感应电阻R4的阻值为0.2Ω、功率为3W。

进一步地，所述显示单元采用16×2字符显示能力的1602液晶显示屏。