一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于：包括工頻微小電流快速檢測單元、嵌入式微控制單元和ZigBee無線收發(fā)單元；所述工頻微小電流快速檢測單元的輸出端與嵌入式微控制單元的輸入端連接，嵌入式微控制單元與ZigBee無線收發(fā)單元通信連接；所述工頻微小電流快速檢測單元包括電流檢測器及與之依次連接的I/V變換器、多階有源低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述嵌入式微控制單元上還連接有路由控制單元?；赯igBee無線技術(shù)的工頻微小電流快速檢測智能傳感器傳感器克服了有線系統(tǒng)下的布線受限的難題，能隨時隨地構(gòu)建移動通信網(wǎng)絡(luò),方便流動接入和臨時調(diào)整監(jiān)控地點。
【專利說明】
一種基于Z i gBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電流檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、高數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)等。在這種背景下提出基于ZigBee無線技術(shù)的工頻微小電流快速檢測傳感器研制，克服了布線受限的難題，與有線系統(tǒng)相比，無線系統(tǒng)能夠隨時隨地構(gòu)建移動通信網(wǎng)絡(luò)，方便流動接入和臨時調(diào)整監(jiān)控地點，可把實時監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)至上位機監(jiān)控中心，極大地提高了監(jiān)控效益。
[0003]工頻微小電流快速檢測是工業(yè)控制中的一個細分技術(shù)領(lǐng)域，與ZigBee無線技術(shù)結(jié)合方面還沒有相關(guān)專利和論文等成果。以嵌入式微控制單元為控制中心，將工頻微小電流快速檢測單元、ZigBee無線收發(fā)單元與嵌入式微控制單元結(jié)合起來，用ZigBee協(xié)議整合電流檢測數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成具備無線通信與控制功能的微小電流檢測智能傳感器。開辟微小電流檢測與控制應(yīng)用的新領(lǐng)域。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，客服了現(xiàn)有中布線受限的難題，且通過將工頻微小電流快速檢測單元、ZigBee無線收發(fā)單元與嵌入式微控制單元結(jié)合起來，用ZigBee協(xié)議整合電流檢測數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成具備無線通信與控制功能的微小電流檢測智能傳感器。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:包括工頻微小電流快速檢測單元、嵌入式微控制單元和ZigBee無線收發(fā)單元;所述工頻微小電流快速檢測單元的輸出端與嵌入式微控制單元的輸入端連接，嵌入式微控制單元與ZigBee無線收發(fā)單元通信連接;所述工頻微小電流快速檢測單元包括電流檢測器及與之依次連接的I/V變換器、多階有源低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器;所述嵌入式微控制單元上還連接有路由控制單元。
[0006]進一步:所述嵌入式微控制單元還與報警單元連接。
[0007]優(yōu)選的，所述報警單元采用蜂鳴器或LED。
[0008]進一步:所述嵌入式微控制單元還與顯示單元連接。
[0009]優(yōu)選的:所述顯示單元采用IXD。
[0010]進一步:所述嵌入式微控制單元選用CC2430芯片。
[0011 ]進一步:所述多階有源低通濾波器為三階有源低通濾波器。
[0012]進一步:所述電流檢測器采用電流互感器。
[0013]進一步:所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為基于STC12C516AD的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[00M]本實用新型有益效果為:基于ZigBee無線技術(shù)的工頻微小電流快速檢測智能傳感器克服了有線系統(tǒng)下的布線受限的難題，能隨時隨地構(gòu)建移動通信網(wǎng)絡(luò)，方便流動接入和臨時調(diào)整監(jiān)控地點。另外，本實用新型通過工頻微小電流快速檢測單元的電路檢測器對電流進行實時數(shù)據(jù)采集，通過I/V變換對信號進行變換，通過多階有源低通濾波器過濾掉高頻和低頻干擾信號，最后再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后輸出到嵌入式微控制單元，嵌入式微控制單元具有很快的速度和很強的計算控制能力，能夠?qū)崟r快速檢測電流峰值的變化，并通過與之連接的ZigBee無線收發(fā)單元與上位機進行通信，嵌入式微控制單元還將數(shù)字信號送到顯示單元進行顯示，送到報警單元進行報警。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述傳感器能實現(xiàn)低成本、低功耗和高檢測度，工作效率提高。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型整體結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2是本實用新型工頻微小電流快速檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018]實施例1為本發(fā)明一個優(yōu)選實施例，如附圖1-2所示:一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，包括工頻微小電流快速檢測單元、嵌入式微控制單元和ZigBee無線收發(fā)單元。所述工頻微小電流快速檢測單元的輸出端與嵌入式微控制單元的輸入端連接，嵌入式微控制單元與ZigBee無線收發(fā)單元通信連接，本實施例中所述嵌入式微控制單元為嵌入CC2430芯片的嵌入式微控制單元。
[0019]所述工頻微小電流快速檢測單元包括電流檢測器及與之依次連接的I/V變換器、多階有源低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在本實施例中所述用于獲得電流信號的電流檢測器采用電流互感器，多階有源低通濾波器為三階有源低通濾波器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器為基于STC12C516AD芯片的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。由于電網(wǎng)工頻交流中附加了各種頻率的干擾信號，直接進行電流檢測的誤差較大而且不穩(wěn)定，采用三階有源低通濾波器能有效濾除電路高頻和中低頻干擾信號且不會對被測量的工頻交流信號產(chǎn)生新的附加移相。
[0020]所述嵌入式微控制單元上還連接有路由控制單元、報警單元和顯示單元。所述路由控制單元負責協(xié)調(diào)傳感器器節(jié)點與終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)信息;所述報警單元優(yōu)選為蜂鳴器或LED;所述顯示單元優(yōu)選為LCD。嵌入CC2430芯片的嵌入式微控制單元根據(jù)數(shù)字信號判斷是否出現(xiàn)故障，若出現(xiàn)故障可通過報警單元發(fā)出報警信號，嵌入式微控制單元處理數(shù)字信號所得結(jié)果也可通過顯示單元顯示出來。
[0021]本實用新型工作機理是:通過電流互感器采集電流信號，經(jīng)過信號變換、有源濾波、模數(shù)變換后送嵌入式微控制單元進行快速檢測與控制，并通過ZigBee無線收發(fā)單元通信將數(shù)據(jù)結(jié)果傳送至上位機，嵌入式微控制單元還將數(shù)字信號送到顯示單元進行顯示，送到報警單元進行報警。
[0022]快速控制的前提是快速檢測，50Hz的交流電的半周期是10毫秒，通過使用本實用新型所述的電流傳感器，能在半個工頻周期內(nèi)就能快速測量電流值。
[0023]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應(yīng)包含在本實用新型技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:包括工頻微小電流快速檢測單元、嵌入式微控制單元和ZigBee無線收發(fā)單元;所述工頻微小電流快速檢測單元的輸出端與嵌入式微控制單元的輸入端連接，嵌入式微控制單元與ZigBee無線收發(fā)單元通信連接;所述工頻微小電流快速檢測單元包括電流檢測器及與之依次連接的I/V變換器、多階有源低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器;所述嵌入式微控制單元上還連接有路由控制單J L ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:所述嵌入式微控制單元還與報警單元連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:所述報警單元采用蜂鳴器或LED。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:所述嵌入式微控制單元還與顯示單元連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:所述顯示單元采用LCD。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:所述嵌入式微控制單元選用CC2430芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:所述多階有源低通濾波器為三階有源低通濾波器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:所述電流檢測器采用電流互感器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的工頻微小電流快速檢測智能傳感器，其特征在于:所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為基于STC12C516AD的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號】G08C17/02GK205581194SQ201620302984
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】郭淳芳
【申請人】長沙民政職業(yè)技術(shù)學院