安防报警系统是智能家居的重要组成部分。 我们每个用户的住所都需要保证其足够的安全性和可靠性。

智能小区安防系统自动化技术水平高，功能完善。 通过网络系统将居民的防盗防灾报警装置与社区管理中心的监控计算机连接起来，实现不间断的监控和保护。

安全报警包括以下几个方面

门禁系统、红外线、门磁报警器、火灾报警器、煤气泄漏报警器、紧急求救、闭路电视监控、周边防逃报警器、对讲防盗门系统等，下面我们将对其中的一些进行说明。

01

门禁系统

和小区门、单元门一样，每个住户门禁的安全性也很重要。 为了防止出现危险情况，可以在门框上安装一对门磁。 通常，住户可以使用智能门锁或普通钥匙正常开门。 当非法撬门受到异常外力撞击时，门禁系统会发出报警信号，该信号通过家庭防盗主机传输至小区物业管理中心，并具体位置和情况会通知值班人员，安保人员可以及时到场处理。

02

红外、门磁报警器

在大门或窗户安装红外探测器（或玻璃破碎探测器）和门磁开关报警器。 当有可疑人员撬门或破窗时，监控器进入工作状态并发出声光报警信号。 同时，通过监控网络系统将报警的具体位置和户主的基本信息显示在监控主机上。

03

火灾自动报警器

在小区楼梯间、电梯前室、客厅等处安装智能烟感探测器，智能烟感探测器接入社区管理中心防盗防灾监控网络系统。 发生火灾时，启动声光报警，通知居民和社区管理中心迅速采取措施。

04

可燃气体泄漏报警器

设置燃气泄漏报警器，当有燃气泄漏时无线报警系统，触发报警并自动关闭管路阀门，启动声光报警，并发送至社区管理中心，通知居民和社区管理中心采取快速措施。

05

紧急呼叫系统

建立严密的紧急呼叫系统。 当家中发生紧急情况，如患重病或小偷闯入，需要求助时，只需按下紧急呼叫按钮，管理中心收到消息后会第一时间派人赶赴现场。

如何实现智能安防报警系统？

在智能家居领域，每一种物联网技术都有自己擅长的领域：

例如，无线通信技术抗干扰能力强，更适合双向通信，但对大型住宅建筑有局限性；

mesh组网是一种适用于智能家居的新型蓝牙协议栈，但其数据反馈时间有一定的延迟，因此不适用于报警等注重时效性的应用。

因此，泽耀结合当前的安防监控系统和物联网技术无线报警系统，采用LPWAN（Low-Power Wide-Area，低功耗广域网）技术，设计了基于LoRa的智能安防监控系统。

LoRa 技术是非授权 LPWAN 中使用最广泛的技术之一。 它是一种基于物理层扩频调制技术的远距离通信技术。 工作在Sub-GHz ISM免授权频段，主要包括、、、等； 灵敏度也高于其他无线通信技术，保证了通信的可靠性。

本系统采用泽耀科技A39系列无线串口模块，采用新一代LoRa扩频技术，传输距离和穿透能力较传统FSK提高一倍，解决了远距离传输问题。 功率为20dBm，传输距离达到5km，如果选择30dBm的功率，传输距离可达10km，如果使用中继模式，距离会更远。

系统可由三部分组成：室内监控节点、室外监控节点和监控中心。

首先，使用带有LoRa模块的设备作为监控节点，实现对整个重点区域的覆盖；

检测终端通过DTU获取各节点上报的数据，根据检测指标进行预警、例行检测、安全巡检等工作。 所有操作均可通过智能终端完成，远程操作可实现智能安防。

监控节点工作流程图

方案优势

该方案实现了一个方便、快捷、可靠、稳定、成本低、覆盖面广的安防监控系统，具有以下三大优势：

1.简单组网

星型拓扑可以避免不必要的信息传输，例如监控节点之间的信息传输。 星型拓扑结构比网状拓扑结构简单，部署灵活，传输信息时错误少，延迟小。 单个监控节点的故障不会影响系统中其他节点的正常通信。 在增加和减少监控节点时，不会影响其他监控节点的正常运行。

2、节约成本

搭载A39系列，具有覆盖广、功耗低、容量大、成本低、抗干扰能力强等优点。

在节省人工成本的同时，超低功耗技术保证了模块的长期稳定运行。 用户也可以选择A39c模块，性价比更高。

介绍

本文引用地址：

供电质量管理系统需要实时监测和记录多相电网的三相电压和电流。 这些监控和数据采集 (SCADA) 系统还可以监控零相电压和电流，以检测负载不平衡或频率谐波。 此外，功率测量系统测量三相电中各相电压和电流的均方根值（RMS），从而确定功率损耗。

先进的电力线监测系统包括电能质量管理、监测和保护以及计量功能。 这些系统帮助公用事业和消费者执行主动维护、管理能源消耗和成本、控制供电质量并为设备提供有效保护，所有这些都旨在提高能源效率。

测量系统架构

图1显示了交流电测量、采样和计算瞬时功率和平均功率的基本原理。 图 2 显示了一个典型的电网监控应用，其中三相电压之间的相位差为 120°，即 1/3 周期。 第四条线称为零相，用于调整负载的不平衡。 如果三相负载完全相同，则系统平衡，此时零相线无电流流过。

这种三相电源系统是全球通用标准，在其矢量图中称为“Y”连接。 每相的功率测量由电流互感器（CT）和电压互感器（PT）表示。 一个完整的系统包含四对信号（三相电的每一相和零相各一对信号）。

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图 1. 交流测量中的数据采样

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图 2. 使用全球标准 Y 连接的典型电网监控应用。

如图2所示， //同时测量三相和零相电压和电流。 数字处理器对采样数据进行处理，计算出数字转换数据、有功电能、无功电能、视在电能和功率因数。 对采样数据执行快速傅立叶变换 (FFT) 可以进一步计算频率和谐波失真。

传输能量的测量必须符合国际或当地标准的要求，例如，欧盟（EU）标准EN 50160是一个通用的国际标准。 表 1 总结了 EN 50160 的要求：

表 1. EN 50160 电源规格

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IEC 62053 是另一项欧盟标准，规定了高精度电表的规范。 该规范定义了四种计量精度等级：2 级、1 级、0.5 级和 0.2 级（例如，0.2 级代表标称电流和电压测量精度的 0.2%）。 对于功率因数测量精度，相位匹配需要保持在 0.1% 或更好。

对于谐波电压，EN 50160 要求测量 50Hz/60Hz 电压的 25 次谐波。 但是，各种非线性负载（如：荧光灯、开关电源等）都会产生50Hz/60Hz电压的127次谐波。

IEC 61850 等下一代标准要求记录电源系统瞬变，为每个交流周期提供 256 个（或更多）采样点。

ADC 系统的基本要求

EN 50160、IEC 62053 和 IEC 61850 等标准规定了电力监控和计量系统中使用的多通道 ADC 的最低精度要求和采样率。

电网监控设备必须以高达 60Hz x 256 或更高的采样率测量瞬态电流和电压。 此外，电网监控还需要满足IEC 62053标准对电能测量精度的要求。

ADC 的电压测量动态范围可以根据要监控的最大电压和标称电压以及电源测量所需的精度来计算（参见表 1 和 IEC 62053 的说明）。 例如，如果设计要求测量 1.5kV（1500V）的瞬态过电压（在故障条件下），标称电压为 220V，精度要求为 0.2（0.2%），电压测量子系统的总动态范围是：

20log ((1500/220) × 2000)) = 83dB

注：为满足标准要求的0.2%精度，我们需要将所有计算精度控制在0.05%以内。

此外，电流测量的要求也会影响ADC的规格。 如果电源监控的设计要求为：100A：10A（10A标称值，100A最大值）和0.2级（0.2%），总电流测量子系统的动态范围为：

20log ((100/10) × 2000)) = 86dB

从上面的例子可以清楚地看出，系统需要一个具有高动态范围的ADC，而16位分辨率和高采样率是最基本的要求。 为了保证三相和零相“Y”型连接系统的电流和电压测量精度电力监测，ADC必须能够同时采样8个通道（4个电压和4个电流），并且必须具有SNR为86dB 或更高。

ADC 电源线监控功能

在单芯片中集成8个同时采样、低功耗、16位、逐次逼近型ADC，非常适用于电力监控系统：

当由单个 +5V 电源供电时，能够处理 ±5V 输入。

高输入阻抗及其输入钳位自我保护能力使其能够直接连接到低阻抗输出传感器，如CT和PT测量变压器； 不需要外部缓冲器。

同步采样可以在每相电压和电流测量中提供极高的模拟测量精度。

图 3 总结了 的独特优势。

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图 3. 网格监控的独特优势

图 4 显示了评估 (EV) 板和电力线监控变压器之间的典型连接。 从这个图中可以看出，与电源线变压器的连接非常简单，可以有效节省成本和空间。

左边的示波器图显示了荧光灯的电流和电压。 信号取自 CT（电流）和 PT（电压）变压器。 这个配置可以作为负载，也可以作为测试的例子。 右边是CT和PT信号采集和重构数字信号的软件图。

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详细图像（PDF，759KB）

图 4。

综上所述

随着人们对能源需求的增长，全球对电网基础设施的投资正在迅速增长。 这些新的电力系统包括一个关键单元电力监测，即多通道监控和数据采集（SCADA）系统，它需要自动监控供电系统并提供故障检测和保护。 SCADA 系统需要类似的多通道、高分辨率 ADC。

在 8mm x 8mm 封装中提供最高效的 16 位、8 通道同步采样功能。 由于该器件采用高阻抗输入架构，因此无需使用外部缓冲器。 该器件针对三相电网监控和测量系统进行了优化，高密度设计有效降低了系统成本和电路板面积，同时提高了性能。

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