(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111952944 A(43)申请公布日 2020.11.17
(21)申请号 2020109411.X(22)申请日 2020.09.09
(71)申请人 中电科安科技股份有限公司
地址 100102 北京市朝阳区广顺北大街33
号院1号楼一单元7层808室(72)发明人 刘寒 魏波 刘林 (51)Int.Cl.
H02H 7/26(2006.01)H02J 13/00(2006.01)H04L 29/08(2006.01)G08C 17/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图7页
CN 111952944 A(54)发明名称
一种具有Lora通迅功能的智能断路器装置(57)摘要
本发明提供了一种具有Lora通迅功能的智能断路器装置，包括至少一个智能断路器及一Lora通迅模块；所述Lora通迅模块设于所述智能断路器的一侧，并通过Lora网关与互联网云平台连接；所述智能断路器包括采集及控制模块及断路器本体；所述Lora通迅模块用于获取所述智能断路器的数据，并将获取的数据由所述Lora网关转换处理后上传至所述互联网云平台；所述采集及控制模块用于通过所述Lora通迅模块及Lora网关接收所述互联网平台发送的指令数据，并根据所述指令数据执行相应的动作。本发明能够在同样的功耗条件下比其他无线通迅方式的智能断路器传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一。
CN 111952944 A
权 利 要 求 书
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1.一种具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于，包括至少一个智能断路器及一Lora通迅模块；
所述Lora通迅模块设于所述智能断路器的一侧，并通过Lora网关与互联网云平台连接；所述智能断路器包括采集及控制模块及断路器本体；
所述Lora通迅模块用于获取所述智能断路器的数据，并将获取的数据由所述Lora网关转换处理后上传至所述互联网云平台；
所述采集及控制模块用于通过所述Lora通迅模块及Lora网关接收所述互联网平台发送的指令数据，并根据所述指令数据执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于，所述Lora通迅模块通过第一导电线、第二导电线、第一信号线、第二信号线与所述智能断路器电气连接。
3.根据权利要求2所述的具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于，所述智能断路器的壳体一侧上设有若干个孔，所述第一导电线、第二导电线、第一信号线、第二信号线通过所述孔从所述智能断路器的采集及控制模块穿出。
4.根据权利要求1所述的具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于所述，所述Lora通迅模块与所述智能断路器通过机械连接方式连接形成一个整体。
5.根据权利要求1所述的具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于，一个具有Lora通迅功能的智能断路器附带有多个智能断路器，多个智能断路器彼此之间用数据线通过RS485端口通讯连接。
6.根据权利要求1所述的具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于，所述Lora通迅模块设有天线接头，所述天线接头连接有用于与所述Lora网关进行信号传输的天线。
7.根据权利要求5所述的一种具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于，所述Lora通迅模块设有一拨码开关，所述拨码开关的拨码状态包括配置状态和运行状态，所述配置状态用于对自身的智能断路器以及附带的智能断路器进行参数设置、配置各路智能断路器的通迅地址，此时所述智能断路器不接受指令操作；所述运行状态用于指示所述智能断路器正常工作，此时对其设置参数或配置各路通迅地址无效。
8.根据权利要求1所述的具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于，所述Lora通迅模块宽度与所述智能断路器的采集及控制模块、单极的断路器本体宽度相同。
9.根据权利要求1所述的具有Lora通迅功能的智能断路器装置，其特征在于，所述Lora通迅模块用于与任何极数的智能断路器组合成具有Lora通迅功能的智能断路器装置。
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说 明 书
一种具有Lora通迅功能的智能断路器装置
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技术领域
[0001]本发明涉及低压电器技术领域，具体涉及一种具有Lora通迅功能的智能断路器装置。
背景技术
[0002]断路器是低压配电网络中常见的一种开关电器，随着电网智能化的发展，低压断路器的智能化水平也在不断提高。在现有技术中，已经存在基于以太网通迅方式、wifi通迅方式、4G甚至5G通迅方式的智能断路器。在特定的场合，上述几种通迅方式的智能断路器得到了很好的应用。[0003]实行上，每种通迅方式的智能断路器均因自身特点存在不足之处。例如，在户外的电力控制柜中，网线不易布置，明显不适合以太网通迅方式的智能断路器；wifi通迅方式的智能断路器传输距离太短，一般仅为数十米，最多也只能达到数百米；4G或5G通迅方式的智能断路器在一些偏远地区信号较弱。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种具有Lora通迅功能的智能断路器装置，能够在同样的功耗条件下比其它无线通迅方式的智能断路器传播距离更远。
[0005]本发明提供了一种具有Lora通迅功能的智能断路器装置，包括至少一个智能断路器及一Lora通迅模块；
[0006]所述Lora通迅模块设于所述智能断路器的一侧，并通过Lora网关与互联网云平台连接；所述智能断路器包括采集及控制模块及断路器本体；[0007]所述Lora通迅模块用于获取所述智能断路器的数据，并将获取的数据由所述Lora网关转换处理后上传至所述互联网云平台；
[0008]所述采集及控制模块用于通过所述Lora通迅模块及Lora网关接收所述互联网平台发送的指令数据，并根据所述指令数据执行相应的动作。[0009]进一步地，所述Lora通迅模块通过第一导电线、第二导电线、第一信号线、第二信号线与所述智能断路器电气连接。[0010]进一步地，所述智能断路器的壳体一侧上设有若干个孔，所述第一导电线、第二导电线、第一信号线、第二信号线通过所述孔从所述智能断路器的采集及控制模块穿出。[0011]进一步地，所述Lora通迅模块与所述智能断路器通过机械连接方式连接形成一个整体。
[0012]进一步地，一个具有Lora通迅功能的智能断路器附带有多个智能断路器，多个智能断路器彼此之间用数据线通过RS485端口通讯连接。[0013]进一步地，所述Lora通迅模块设有天线接头，所述天线接头连接有用于与所述Lora网关进行信号传输的天线。[0014]进一步地，所述Lora通迅模块设有一拨码开关，所述拨码开关的拨码状态包括配
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置状态和运行状态，所述配置状态用于对自身的智能断路器以及附带的智能断路器进行参数设置、配置各路智能断路器的通迅地址，此时所述智能断路器不接受指令操作；所述运行状态用于指示所述智能断路器正常工作，此时对其设置参数或配置各路通迅地址无效。[0015]进一步地，所述Lora通迅模块宽度与所述智能断路器的采集及控制模块、单极的断路器本体宽度相同。[0016]进一步地，所述Lora通迅模块用于与任何极数的智能断路器组合成具有Lora通迅功能的智能断路器装置。
[0017]与现有技术相比本发明的有益效果是：
[0018]能够在同样的功耗条件下比其他无线通迅方式的智能断路器传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一。
附图说明
[0019]图1是本发明具有Lora通迅功能的智能断路器装置的通迅原理示意图；[0020]图2是本发明整体外观结构图；
[0021]图3是本发明通迅模块与智能断路器电气连接结构图；[0022]图4是本发明通迅模块内部结构图；
[0023]图5是本发明通迅模块RS485通信单元电路图；[0024]图6是本发明通迅模块MCU控制单元电路图；[0025]图7是本发明通迅模块Lora通迅单元电路图；[0026]图8是本发明通迅模块存储单元电路图；[0027]图9是本发明通迅模块电源变换单元电路图；[0028]图10是本发明通迅模块运行配置按键电路图；[0029]图11是本发明通迅模块LED指示单元电路图。[0030]图中标号：
[0031]1-智能断路器；11-第一孔；12-第二孔；13-第三孔；14-第四孔；15-RS485端口；16a-第一导电线；16b-第二导电线；16c-第一信号线；16d-第二信号线；[0032]2-Lora通迅模块；21-天线接头；22-拨码开关；23-电路板；24-通迅单元；25-壳体。具体实施方式
[0033]下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。[0034]应指出，下述说明中数据上行是指从智能断路器通迅模块到Lora网关，数据下行是指Lora网关到智能断路器通迅模块。[0035]如图1所示，本实施例提供了一种具有Lora通迅功能的智能断路器，包括一智能断路器、一Lora通迅模块。所述智能断路器包括一采集及控制模块、一断路器本体；所述Lora通迅模块位于智能断路器的一侧，与智能断路器拼装、连接，组成一个具有Lora通迅功能的智能断路器。在实际应用中，一个具有通迅功能的智能断路器可附带多个智能断路器，带通迅功能的智能断路器与智能断路器之间通过RS485端口用数据线彼此联接。图示中Lora通
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迅模块通过Lora网关连接互联网云平台，实现智能断路器的通迅功能。数据上行时，Lora通迅模块读取各个智能断路器采集及控制模块的电流、电压、漏电电流、环境温度、负载功率、用电量等数据，并将数据汇总、打包上传至Lora网关，再由Lora网关将数据转换处理后上传至互联网云平台；数据下行时，用户在云平台设备上设置参数、发送指令，Lora网关接收到指令数据后经过转换处理发送给Lora通迅模块，再由Lora通迅模块分发到各个智能断路器的采集及控制模块，智能断路器根据用户设置的参数和发送的指令作出相应的动作反馈。因Lora通迅技术有低功耗、传输距离远的特点，故具有Lora通迅功能的智能断路器与Lora网关的距离比传统无线通迅方式智能断路器扩大3～5倍。[0036]理论上，一个Lora网关可以连接成千上万个具有Lora通迅功能的智能断路器。[0037]如图2所示，具有Lora通迅功能的智能断路器装置包括一智能断路器1和一Lora通迅模块2，Lora通迅模块2位于智能断路器1的一侧，宽度与智能断路器1的采集及控制模块、一极的断路器本体相同，通过机械连接方式(如铆钉贯穿连接)连接成一整体。[0038]Lora通迅模块2设置有一天线接头21，用于连接天线，Lora通迅模块2连接天线后，与Lora网关上的天线进行信号传输。
[0039]Lora通迅模块2还设置有一拨码开关22，拨码开关22分为“配置”状态和“运行”状态：当处于“配置”状态时，可对自身的智能断路器以及附带的智能断路器进行参数设置、配置各路智能断路器的通迅地址，此时智能断路器不接受指令操作；当处于“工作”状态时，智能断路器正常工作，此时对其设置参数或配置各路通迅地址无效。[0040]如图3所示，智能断路器1的壳体一侧上设置有第一孔11、第二孔12、第三孔13和第四孔14，第一导电线16a、第二导电线16b通过第一孔11、第二孔12从智能断路器1的采集及控制模块穿出，连接到Lora通迅模块2的电路板23上，为电路板23提供电源；第一信号线16c、第二信号线16d通过第三孔13、第四孔14从智能断路器1的采集及控制模块穿出，也连接到电路板23上，用于电路板23与智能断路器1的数据传递，实现Lora通迅模块2与智能断路器1的通迅连接。天线接头21、拨码开关22设置在电路板23上。[0041]智能断路器1还设置有一RS485端口15，位于采集及控制模块上。实际应用中，具有Lora通迅模块2的智能断路器可附带多个智能断路器，用数据线通过RS485端口、以手拉手的形式电气连接起来，组成一个整体系统。数据上行时，Lora通迅模块2读取各个智能断路器的采集及控制模块的数据；数据下行时，Lora通迅模块2将数据分发到各个智能断路器的采集及控制模块，智能断路器根据用户设置的参数和发送的指令作出相应的动作反馈。[0042]如图4所示，Lora通迅模块2具体包括天线接头21、拨码开关22、电路板23、通迅单元24、壳体25。
[0043]电路板23安置于壳体25内，其上设置有天线接头21、拨码开关22、通迅单元24。天线接头21通过信号线与通迅单元24电气连接，并机械固定在电路板23的相应位；通迅单元24作为一个集成单元连接在电路板23上，负责将电路板23汇总、打包的数据通过天线传输到外部Lora网关；拨码开关22作为一个电子元件设置在电路板23上，控制Lora通迅模块2的通迅状态。
[0044]电路板24的电路原理图参见图5至图11。[0045]结合所有图示可知，Lora通迅模块2的电路板23设置了天线接头21、拨码开关22、通迅单元24，并配以其它电子元器件共同安置于壳体25内，构成一个具有Lora通迅功能的
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通迅模块。Lora通迅模块2通过第一导电线16a、第二导电线16b、第一信号线16c、第二信号线16d与智能断路器1电气连接，再通过机械方式将其固定为一整体，组成一个具有Lora通迅功能的智能断路器。
[0046]图示中仅以两极的智能断路器为例，实际上智能断路器1有单极、两极、三极和四极之分，以适应单线、单相两线、三相三线、三相四线的用电环境。因Lora通迅模块2宽度与智能断路器1的采集及控制模块、单极的断路器本体宽度相同、外形一致，故Lora通迅模块2能与任何极数的智能断路器1按上述方法组合成具有Lora通迅功能的智能断路器。[0047]在实际应用中，为节省安装空间，一个具有Lora通迅功能的智能断路器通常附带多个智能断路器，彼此之间用数据线通过RS485端口15相连，组成一个通迅系统。Lora通迅模块2与Lora网关之间通过天线进行信号传输，Lora网关再通过以太网ETH或4G网络方式连接互联网云平台，进而各个智能断路器1的内部数据可上行至云平台设备，供用户监测、查看；用户在云平台设备上设置的参数、发送的指令数据亦可下行至各个智能断路器1，实现人机信息交互。
[0048]该具有Lora通迅功能的智能断路器装置，能够在同样的功耗条件下比其他无线通迅方式的智能断路器传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一。[0049]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
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