断路器状态检测和传输装置以及断路器状态采集网关的制作方法

1.本实用新型涉及一种断路器状态检测和传输装置以及断路器状态采集网关。


背景技术：

2.断路器是低压终端用电装置中使用最广泛的终端保护电器，用于针对终端用电线路的短路、过载、过压等进行保护。为了实现对低压终端配电网络的数字化管理，需要远程采集每个断路器的运行状态，使配电运维系统能及时获得每个终端用电装置的状态反馈，以便及时采取措施以排除故障，保证终端用电装置的用电安全和用电连续性。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种断路器状态检测和传输装置以及与其相关联的断路器状态采集网关，其能够利用单总线组网方式实现对断路器状态的传输，减少走线数量，实现灵活组网。
4.根据本实用新型的实施例，提供一种断路器状态检测和传输装置，其包括状态检测器和单总线从机部件。状态检测器检测断路器的工作状态，基于工作状态向单总线从机部件输出指示工作状态的信号。单总线从机部件经由单总线使用单总线协议发送信号。
5.可选地，状态检测器包括状态检测开关和上拉部件。状态检测开关包括连接至电源的电源端、接地端和输出端，输出端连接至单总线从机部件的通用输入/输出端口，状态检测开关检测断路器的工作状态并基于工作状态而处于接地端和输出端连接的导通状态或接地端和输出端断开的关断状态。上拉部件连接在电源和单总线从机部件的通用输入/输出端口之间。
6.可选地，状态检测开关包括第一状态检测开关和第二状态检测开关，单总线从机部件的通用输入/输出端口包括第一输入/输出端口和第二输入/输出端口，上拉部件包括第一上拉部件和第二上拉部件。第一状态检测开关包括连接至电源的第一电源端、第一接地端和第一输出端，第一输出端连接至第一输入/输出端口。第二状态检测开关包括连接至电源的第二电源端、第二接地端和第二输出端，第二输出端连接至第二输入/输出端口。第一上拉部件连接在电源和第一输入/输出端口之间。第二上拉部件连接在电源和第二输入/输出端口之间。
7.可选地，第一状态检测开关检测断路器的工作状态，并且基于断路器处于跳闸状态而处于第一状态检测开关的第一接地端和第一输出端连接的导通状态。第二状态检测开关检测断路器的工作状态，并且基于断路器处于合闸或分闸状态而处于第二状态检测开关的第二接地端和第二输出端连接的导通状态。
8.可选地，断路器状态检测和传输装置还包括指示部件，指示部件连接在地线和电源之间，基于单总线从机部件的第一输入/输出端口的信号指示跳闸状态。
9.可选地，指示部件包括mos管和指示灯。mos管连接在电源和指示灯之间，基于断路器处于跳闸状态而导通。指示灯连接在mos管和地线之间。
10.可选地，mos管还在单总线通信过程的初始化期间基于从单总线从机部件的第一通用输入/输出端口输出的初始化信号而导通。
11.可选地，断路器状态检测和传输装置还包括从单总线接收电能并向单总线从机部件提供电能的储能部件。
12.可选地，储能部件是电容器。
13.可选地，电源是单总线从机部件的电源输出接口或单独的电源。
14.可选地，第一状态检测开关和/或第二状态检测开关分别是霍尔开关、微动开关、断路器辅助开关中的一种。断路器辅助开关包括单刀双掷开关，单刀双掷开关的不动端对应于相应状态检测开关的输出端，单刀双掷开关的两个动端分别对应于相应状态检测开关的电源端和接地端。
15.可选地，霍尔开关基于断路器的手柄位置来检测断路器的工作状态，微动开关和断路器辅助开关基于断路器的脱扣连杆的运动位置来检测断路器的工作状态。
16.可选地，单总线从机部件使用单总线协议发送信号包括：响应于单总线主机部件对单总线从机部件的标识符id的指定，使用单总线协议向单总线主机部件发送信号。
17.可选地，上拉部件是电阻。
18.可选地，断路器状态检测和传输装置作为独立的附件安装在断路器上。
19.根据本实用新型的实施例，提供一种断路器状态采集网关，其包括：单总线主机部件，经由单总线使用单总线协议与一个或多个单总线从机部件通信以从一个或多个单总线从机部件接收指示断路器的工作状态的信号；以及断路器状态存储部件，存储信号。
20.可选地，单总线主机部件通过产生复位脉冲并接收来自一个或多个单总线从机部件的应答脉冲来实现单总线通信过程的初始化。
21.可选地，单总线主机部件检测一个或多个单总线从机部件的标识符id，并基于标识符id来指定要从其接收信号的单总线从机部件。
附图说明
22.通过下面结合附图对实施例的描述，本实用新型的这些和/或其他方面、特征和优点将变得更加清楚和容易理解，其中：
23.图1是根据本实用新型实施例的断路器状态采集系统的示意图。
24.图2是根据本实用新型实施例的断路器状态检测和传输装置和断路器状态采集网关的示意图。
25.图3是根据本公开另一实施例的断路器状态检测和传输装置的示意图。
26.图4是根据本实用新型实施例的断路器状态检测和传输装置的示意电路图。
27.图5是根据本实用新型实施例的断路器状态检测和传输装置的示意电路图。
28.图6是根据本实用新型实施例的断路器状态检测和传输装置的示意电路图。
具体实施方式
29.下面将参考本实用新型的示例性实施例对本实用新型进行详细描述。然而，本实用新型不限于这里所描述的实施例，其可以以许多不同的形式来实施。所描述的实施例仅用于使本公开彻底和完整，并全面地向本领域的技术人员传递本实用新型的构思。所描述
的各个实施例的特征可以互相组合或替换，除非明确排除或根据上下文应当排除。
30.在本实用新型的实施例中，除非另有明确说明，“连接”并不意味着必须“直接连接”或“直接接触”，而仅需要电学上连通即可。此外，文中的“第一”、“第二”等表述仅用于区分部件，并不表示任何优先级或排序，也不代表两个部件的参数值是否相同或不同。
31.针对配电网络中的每个断路器，目前的断路器状态采集系统需要设置开关状态采集部件来采集断路器的工作状态并生成反映该工作状态的数字量开关信号，该数字量开关信号按照诸如modbus之类的现场总线协议通过专用的输入/输出通信部件传输到网关，再通过该网关经由例如以太网传输到管理服务器，从而实现断路器状态的数字化网络管理。由于该输入/输出通信部件的数字量输入/输出通道数量有限，往往在一个电气盘柜中需要安装多个输入/输出通信部件才能为所有断路器传输数字量开关信号，既增加了成本，又占用了盘柜的空间，给电气盘柜的数字化设计和安装带来实际的困难。
32.本实用新型的实施例提出一种断路器状态检测和传输装置、断路器状态采集网关、包括上述断路器状态检测和传输装置以及断路器状态采集网关的断路器状态采集系统、以及断路器的状态检测和传输方法，其能够利用单总线组网方式实现对断路器状态的传输，不需要上述输入/输出通信部件，减少了走线数量，降低了成本，可以实现灵活组网。
33.图1是根据本实用新型实施例的断路器状态采集系统10的示意图。断路器状态采集系统10可以包括断路器状态检测和传输装置11。断路器状态检测和传输装置11可以与断路器13相关联以检测和传输断路器13的工作状态。图1中示意性示出了三个断路器状态检测和传输装置11-1、11-2和11-3(统称为断路器状态检测和传输装置11)，它们分别与断路器13-1、13-2和13-3(统称为断路器13)相关联，检测和传输其工作状态。断路器状态检测和传输装置11-1、11-2和11-3可以作为独立的附件分别安装在断路器13-1、13-2和13-3上，实现即插即用。可以理解，虽然图1示出了三个断路器状态检测和传输装置，但断路器状态采集系统10可以包括更多或更少的断路器状态检测和传输装置11。换句话说，该断路器状态采集系统10可以包括一个或多个断路器状态检测和传输装置11。
34.如图1所示，断路器状态采集系统10还可以包括断路器状态采集网关12。断路器状态采集网关12与每个断路器状态检测和传输装置11经由单总线使用单总线协议进行通信。这样，各个断路器状态检测和传输装置11都连接在由一根数据线和一根地线组成的单总线上，统一地经由单总线与断路器状态采集网关12进行通信，从而无需上述专门的输入/输出通信部件。断路器状态采集网关12与断路器状态检测和传输装置11进行通信可以包括断路器状态采集网关12向断路器状态检测和传输装置11发送初始化信号、断路器状态采集网关12向断路器状态检测和传输装置11发送指示该断路器状态检测和传输装置11传输与其相关联的断路器13的工作状态的请求、断路器状态检测和传输装置11向断路器状态采集网关12发送与其相关联的断路器13的工作状态、等等。断路器状态采集网关12进一步可以将其接收的断路器的工作状态经由诸如以太网或因特网之类的网络发送到管理服务器14，从而实现断路器状态的管理。可以理解，断路器状态采集网关12可以不仅支持单总线接口和协议，也可以支持其它现场总线的接口和协议，例如modbus、zigbee、蓝牙等接口和协议。
35.可以理解，虽然图1示出了一个或多个断路器13以及管理服务器14在断路器状态采集系统10的外部，但在某些实施例中，断路器状态采集系统10也可以包括一个或多个断路器13和/或管理服务器14。
36.根据本实用新型的实施例的断路器状态采集系统中的各断路器状态检测和传输装置可以作为独立的附件方便地安装在断路器上，通过一根总线级联来与断路器状态采集网关建立通信，不需要外设专门的输入/输出通信部件，降低了成本，实现了灵活组网。
37.下面详细描述根据本实用新型的实施例的断路器状态采集系统中的断路器状态检测和传输装置和断路器状态采集网关及其对应操作。图2是根据本实用新型实施例的断路器状态检测和传输装置21和断路器状态采集网关22的示意图。如图2所示，断路器状态检测和传输装置21可以包括状态检测器211和单总线从机部件212。状态检测器211可以检测断路器的工作状态，例如与其相关联的断路器13的工作状态。进一步，状态检测器211可以基于所检测的工作状态向单总线从机部件212输出指示该工作状态的信号。例如，状态检测器211可以检测断路器的工作状态为跳闸状态，然后向单总线从机部件212输出指示该跳闸状态的信号。单总线从机部件212可以经由单总线使用单总线协议向断路器状态采集网关发送该信号，例如向断路器状态采集网关12发送该信号。
38.在一个实施例中，状态检测器211可以包括状态检测开关和上拉部件。状态检测开关可以包括连接至电源的电源端、接地端和输出端。输出端可以连接至单总线从机部件212的通用输入/输出端口。状态检测开关可以检测断路器13的工作状态并基于该工作状态而处于接地端和输出端连接的导通状态或接地端和输出端断开的关断状态。上拉部件可以连接在电源和单总线从机部件212的通用输入/输出端口之间。通用输入/输出端口既可以用作输入端口，也可以用作输出端口。在系统安装或系统初始化时，可以把通用输入/输出端口临时配置成输出端口并输出初始化信号，以指示用户完成初始系统配置(例如通过点亮指示灯)。在系统初始化完成后，可以把通用输入/输出端口配置成输入端口，以接收来自状态检测器211的输出。
39.状态检测开关可以指代一个或多个状态检测开关。在一个实施例中，状态检测器211可以仅包括一个状态检测开关。参照图2对状态检测器211仅包括一个状态检测开关的情况进行描述。如图2所示，状态检测器211可以包括状态检测开关2111和上拉部件2112。状态检测开关2111可以包括连接至电源vdd的电源端vcc、接地端e和输出端out。输出端out可以连接至单总线从机部件212的通用输入/输出端口gpio。状态检测开关2111可以检测断路器13的工作状态并基于该工作状态而处于接地端e和输出端out连接的导通状态或接地端e和输出端out断开的关断状态。上拉部件2112可以连接在电源vdd和单总线从机部件212的通用输入/输出端口gpio之间。
40.状态检测开关2111可以是霍尔开关、微动开关、断路器辅助开关中的一种。在状态检测开关2111是霍尔开关的情况下，检测断路器13的工作状态可以是霍尔开关基于断路器13的手柄位置来检测其工作状态。断路器的手柄可以处于分别对应于合闸状态、跳闸状态和开闸状态的合闸、跳闸、开闸三种位置，霍尔开关可以感测这三种位置，从而检测断路器的工作状态。在状态检测开关2111是微动开关的情况下，检测断路器13的工作状态可以是微动开关基于断路器13的脱扣连杆的运动位置来检测其工作状态。断路器的脱扣连杆可以处于分别对应于合闸状态、跳闸状态和开闸状态的合闸、跳闸、开闸三种位置，在断路器状态发生变化的情况下，脱扣连杆会相应地运动，从而带动微动开关运动，使得微动开关可以检测断路器的工作状态。断路器辅助开关可以包括单刀双掷开关，在状态检测开关2111是断路器辅助开关的情况下，该单刀双掷开关的不动端可以对应于状态检测开关2111的输出
端，该单刀双掷开关的两个动端可以分别对应于状态检测开关2111的电源端和接地端。该单刀双掷开关的不动端可以基于断路器13的脱扣连杆的运动位置而连接到两个动端之一，从而检测断路器13的工作状态。该断路器辅助开关例如可以是施耐德电气的of/sd辅件。
41.在检测断路器13的工作状态之后，如上所述，状态检测开关2111可以基于检测到的工作状态而处于接地端e和输出端out连接的导通状态或接地端e和输出端out断开的关断状态。在状态检测开关2111处于接地端e和输出端out连接的导通状态的情况下，由于输出端out还连接至单总线从机部件212的通用输入/输出端口gpio，因此输入至通用输入/输出端口gpio的信号为低电平信号，即，状态检测器211向单总线从机部件212输出低电平信号以指示断路器的相应工作状态。在状态检测开关2111处于接地端e和输出端out断开的关断状态的情况下，由于上拉部件2112连接在电源vdd和单总线从机部件112的通用输入/输出端口gpio之间，因此输入至通用输入/输出端口gpio的信号通过上拉部件2112的上拉作用而为高电平信号，即，状态检测器211向单总线从机部件212输出高电平信号以指示断路器的相应工作状态。因此，可以通过输入至通用输入/输出端口gpio的信号为高电平信号还是低电平信号来区分断路器的工作状态。作为一个示例，状态检测开关2111可以检测断路器13的工作状态为跳闸状态，并基于该跳闸状态而处于接地端e和输出端out连接的导通状态。在这种情况下，输入至通用输入/输出端口gpio的信号为低电平信号，从而可以通过该低电平信号来指示断路器13处于跳闸状态。作为另一示例，状态检测开关2111可以检测断路器13的工作状态为合闸状态，并基于该合闸状态而处于接地端e和输出端out连接的导通状态。在这种情况下，输入至通用输入/输出端口gpio的信号为低电平信号，从而可以通过该低电平信号来指示断路器13处于合闸状态。作为又一示例，状态检测开关2111可以检测断路器13的工作状态为分闸状态，并基于该分闸状态而处于接地端e和输出端out连接的导通状态。在这种情况下，输入至通用输入/输出端口gpio的信号为低电平信号，从而可以通过该低电平信号来指示断路器13处于分闸状态。
42.在一个实施例中，上拉部件2112可以是电阻。
43.如上所述，断路器13的工作状态可以包括合闸状态、分闸状态和跳闸状态。状态检测器仅包括一个状态检测开关的情况下，只能对一种工作状态做出明确指示。在一个实施例中，期望对断路器的三种工作状态都做出指示。在这种情况下，可以通过设置两个状态检测开关来区分各工作状态，即，在这种情况下，上述状态检测开关可以指代两个状态检测开关。图3是根据本实用新型另一实施例的断路器状态检测和传输装置31的示意图，其可以在断路器的三种工作状态之间进行区分。如图3所示，断路器状态检测和传输装置31的状态检测器311的状态检测开关可以包括第一状态检测开关3111和第二状态检测开关3113。对应地，断路器状态检测和传输装置31的状态检测器311的上拉部件可以包括第一上拉部件3112和第二上拉部件3114，单总线从机部件312的通用输入/输出端口可以包括第一输入/输出端口gpioa和第二输入/输出端口gpiob。第一状态检测开关3111可以包括连接至电源vdd的第一电源端vcc1、第一接地端e1和第一输出端out1，第一输出端out1连接至单总线从机部件312的第一输入/输出端口gpioa。第二状态检测开关3111可以包括连接至电源vdd的第二电源端vcc2、第二接地端e2和第二输出端out2，第二输出端out2连接至单总线从机部件312的第二输入/输出端口gpiob。第一上拉部件3112连接在电源vdd和第一输入/输出端口gpioa之间。第二上拉部件3114连接在电源vdd和第二输入/输出端口gpiob之间。
44.第一状态检测开关3111和第二状态检测开关3113可以分别是霍尔开关、微动开关、断路器辅助开关中的一种，并且可以如上所述检测断路器13的工作状态。第一状态检测开关3111可以基于检测到的工作状态而处于第一接地端e1和第一输出端out1连接的导通状态或第一接地端e1和第一输出端out1断开的关断状态。在第一状态检测开关3111处于第一接地端e1和第一输出端out1连接的导通状态的情况下，由于第一输出端out1还连接至单总线从机部件312的第一输入/输出端口gpioa，因此输入至第一输入/输出端口gpioa的信号为低电平信号，即，状态检测器311向单总线从机部件312的第一输入/输出端口gpioa输出低电平信号以指示断路器的相应工作状态。在第一状态检测开关3111处于第一接地端e1和第一输出端out1断开的关断状态的情况下，由于第一上拉部件3112连接在电源vdd和单总线从机部件312的第一输入/输出端口gpioa之间，因此输入至第一输入/输出端口gpioa的信号通过第一上拉部件3112的上拉作用而为高电平信号，即，状态检测器311向单总线从机部件312的第一输入/输出端口gpioa输出高电平信号以指示断路器的相应工作状态。类似地，第二状态检测开关3113可以基于检测到的工作状态而处于第二接地端e2和第二输出端out2连接的导通状态或第二接地端e2和第二输出端out2断开的关断状态。在第二状态检测开关3113处于第二接地端e2和第二输出端out2连接的导通状态的情况下，由于第二输出端out2还连接至单总线从机部件312的第二输入/输出端口gpiob，因此输入至第二输入/输出端口gpiob的信号为低电平信号，即，状态检测器311向单总线从机部件312的第二输入/输出端口gpiob输出低电平信号以指示断路器的相应工作状态。在第二状态检测开关3113处于第二接地端e2和第二输出端out2断开的关断状态的情况下，由于第二上拉部件3114连接在电源vdd和单总线从机部件312的第二输入/输出端口gpiob之间，因此输入至第二输入/输出端口gpiob的信号通过第二上拉部件3114的上拉作用而为高电平信号，即，状态检测器311向单总线从机部件312的第二输入/输出端口gpiob输出高电平信号以指示断路器的相应工作状态。
45.可以通过第一状态检测开关3111和第二状态检测开关3113中的一个在跳闸状态和非跳闸状态之间进行区分，并且通过第一状态检测开关3111和第二状态检测开关3113中的另一个在合闸状态和非合闸状态之间或者分闸状态和非分闸状态之间进行区分，从而可以通过两个状态检测开关3111、3113分别输出至第一输入/输出端口gpioa和第二输入/输出端口gpiob的信号的组合来指示断路器13的工作状态。
46.在一个实施例中，第一状态检测开关3111可以检测断路器13的工作状态，并且基于断路器13处于跳闸状态而处于第一接地端e1和第一输出端out1连接的导通状态。此外，第二状态检测开关3113可以检测断路器13的工作状态，并且基于断路器13处于合闸状态而处于第二接地端e2和第二输出端out2连接的导通状态。这样，当断路器处于跳闸状态时，第一状态检测开关3111处于第一接地端e1和第一输出端out1连接的导通状态，第一输入/输出端口gpioa接收低电平信号，第二状态检测开关3113处于第二接地端e2和第二输出端out2断开的关断状态，第二输入/输出端口gpiob接收高电平信号。因此，第一输入/输出端口gpioa和第二输入/输出端口gpiob的接收的信号的组合(即，低电平信号 高电平信号)可以指示断路器13的跳闸状态。当断路器处于合闸状态时，第一状态检测开关3111处于第一接地端e1和第一输出端out1断开的关断状态，第一输入/输出端口gpioa接收高电平信号，第二状态检测开关3113处于第二接地端e2和第二输出端out2连接的导通状态，第二输入/
输出端口gpiob接收低电平信号。因此，第一输入/输出端口gpioa和第二输入/输出端口gpiob的接收的信号的组合(即，高电平信号 低电平信号)可以指示断路器13的合闸状态。当断路器处于分闸状态时，第一状态检测开关3111处于第一接地端e1和第一输出端out1断开的关断状态，第一输入/输出端口gpioa接收高电平信号，第二状态检测开关3113处于第二接地端e2和第二输出端out2断开的关断状态，第二输入/输出端口gpiob接收高电平信号。因此，第一输入/输出端口gpioa和第二输入/输出端口gpiob的接收的信号的组合(即，高电平信号 高电平信号)可以指示断路器13的分闸状态。
47.类似地，在另一实施例中，第一状态检测开关3111可以检测断路器13的工作状态，并且基于断路器13处于跳闸状态而处于第一接地端e1和第一输出端out1连接的导通状态。此外，第二状态检测开关3113可以检测断路器13的工作状态，并且基于断路器13处于分闸状态而处于第二接地端e2和第二输出端out2连接的导通状态。类似地，在又一实施例中，第一状态检测开关3111可以检测断路器13的工作状态，并且基于断路器13处于合闸状态而处于第一接地端e1和第一输出端out1连接的导通状态。此外，第二状态检测开关3113可以检测断路器13的工作状态，并且基于断路器13处于跳闸状态而处于第二接地端e2和第二输出端out2连接的导通状态。类似地，在再一实施例中，第一状态检测开关3111可以检测断路器13的工作状态，并且基于断路器13处于分闸状态而处于第一接地端e1和第一输出端out1连接的导通状态。此外，第二状态检测开关3113可以检测断路器13的工作状态，并且基于断路器13处于跳闸状态而处于第二接地端e2和第二输出端out2连接的导通状态。其工作原理与上述类似，在此不再赘述。
48.上述第一上拉部件3112和第二上拉部件3114可以分别是电阻。
49.如图2进一步所示，在一个实施例中，断路器状态检测和传输装置21还可以包括连接在地线和电源vdd之间的指示部件213。该指示部件213的控制端可以连接单总线从机部件212的通用输入/输出端口gpio，以基于通用输入/输出端口gpio的信号进行指示。虽然以图2为例对指示部件213进行描述，但应当理解，在通用输入/输出端口gpio包括多个输入/输出端口的情况下，指示部件213的控制端可以连接单总线从机部件212的任一输入/输出端口。例如在图3中所示的通用输入/输出端口gpio包括第一输入/输出端口gpioa和第二输入/输出端口gpiob的情况下，相应的指示部件313的控制端可以连接第一输入/输出端口gpioa或第二输入/输出端口gpiob，以基于第一输入/输出端口gpioa或第二输入/输出端口gpiob的信号(图中用虚线示出)进行指示。
50.在一个实施例中，指示部件213可以包括mos管和指示灯。指示部件213的控制端可以对应于mos管的栅极。mos管可以连接在电源vdd和指示灯之间，指示灯可以连接在mos管和地线之间。
51.基于来自该通用输入/输出端口gpio的信号进行指示可以包括在单总线通信过程的初始化期间指示用户进行系统初始配置和/或指示断路器13的工作状态。
52.如上所述，在单总线通信过程的初始化期间，可以把图2中的通用输入/输出端口gpio、或者图3中的第一输入/输出端口gpioa和/或第二输入/输出端口gpiob临时配置成输出端口并输出初始化信号，该初始化信号可以输入至mos管的栅极以使得mos管导通来点亮指示灯，从而指示用户进行系统初始配置。
53.此外，在系统初始化完成后，图2中的通用输入/输出端口gpio可以被配置成输入
端口，以接收来自状态检测开关2111的输出端out的信号，该信号可以指示断路器13的工作状态。因此，可以通过基于通用输入/输出端口gpio的信号使得mos管导通来点亮指示灯，从而指示断路器13的工作状态。以上述状态检测开关2111检测断路器13的工作状态并基于断路器13处于跳闸状态而处于接地端e和输出端out连接的导通状态为例，在跳闸状态下，输入至通用输入/输出端口gpio的信号为低电平信号，可以基于该低电平信号使得mos管导通(即，mos管基于断路器13处于跳闸状态而导通)来点亮指示灯，从而指示断路器13处于跳闸状态。
54.可替换地，图3中的第一输入/输出端口gpioa和第二输入/输出端口gpiob可以被配置成输入端口，以分别接收来自第一状态检测开关3111的第一输出端out1的信号和第二状态检测开关3113的第二输出端out2的信号，这些信号可以指示断路器13的工作状态。以上述第一状态检测开关3111检测断路器13的工作状态并基于断路器13处于跳闸状态而处于第一接地端e1和第一输出端out1连接的导通状态为例，在跳闸状态下，输入至第一输入/输出端口gpioa的信号为低电平信号，可以基于该低电平信号使得mos管导通(即，mos管基于断路器13处于跳闸状态而导通)来点亮指示灯，从而指示断路器13处于跳闸状态。类似地，以上述第二状态检测开关3113检测断路器13的工作状态并基于断路器13处于合闸状态而处于第二接地端e2和第二输出端out2连接的导通状态为例，在合闸状态下，输入至第二输入/输出端口gpiob的信号为低电平信号，可以基于该低电平信号使得mos管导通(即，mos管基于断路器13处于合闸状态而导通)来点亮指示灯，从而指示断路器13处于合闸状态。
55.再次参照图2，断路器状态检测和传输装置21还可以包括从单总线接收电能并向单总线从机部件212提供电能的储能部件214。对应地，在图3中，断路器状态检测和传输装置31还可以包括从单总线接收电能并向单总线从机部件312提供电能的储能部件314。储能部件214和储能部件314中的每一个可以包括电容器。
56.在一个实施例中，上述电源vdd可以是断路器状态检测和传输装置中单独的电源部件，例如电池，用于向图2中的状态检测开关2111和指示部件213提供电能以及向图3中的第一状态检测开关3111、第二状态检测开关3113和指示部件313提供电能。
57.在一个实施例中，如图2所示，单总线从机部件212可以包括向外部提供电能的电源接口sense_vdd，其可以代替上述电源vdd向状态检测开关2111和指示部件213提供电能。对应地，在图3中，单总线从机部件312可以包括向外部提供电能的电源接口sense_vdd，其可以代替上述电源vdd向第一状态检测开关3111、第二状态检测开关3113和指示部件313提供电能。
58.单总线从机部件312可以实现为硬件、软件或者软件和硬件的结合。在实现为硬件的情况下，单总线从机部件312例如可以实现为专用逻辑电路，专用逻辑电路例如可以是fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)。
59.在一个实施例中，如图2所示，断路器状态采集网关22可以包括单总线主机部件221和断路器状态存储部件222。单总线主机部件221可以经由单总线使用单总线协议与每个断路器状态检测和传输装置21的单总线从机部件212通信以接收指示断路器13的工作状态的信号。断路器状态存储部件222可以存储该信号。本领域人员可以理解，虽然图2中未示出，但断路器状态采集网关22还可以包括诸如以太网或因特网通信部件的网络通信部件，以使得断路器状态采集网关22可以经由以太网或因特网将断路器状态存储部件222中存储
的信号传输到图1所示的管理服务器14，从而实现断路器状态的管理。此外，断路器状态采集网关22还可以包括电源部件、支持其他类型的现场总线(例如modbus、zigbee等等)协议的接口部件等等。
60.单总线主机部件221和单总线从机部件212之间的通信遵循单总线协议。在通信开始前，单总线主机部件221可以发起初始化过程。例如，在初始化过程中，首先由单总线主机部件221通过拉低单总线来产生复位脉冲，然后各个单总线从机部件212通过拉低单总线来产生应答脉冲以作为对该复位脉冲的响应。单总线主机部件221接收到各个应答脉冲后，就可以确定单总线上有相应的从机设备，且这些从机识别已准备就绪，初始化过程完成。此后，单总线主机部件221可以例如通过发出搜索命令来检测单总线上各个单总线从机部件212的标识符(id)。接着，单总线主机部件221可以基于所检测的各个标识符(id)来指定要从其接收信号的单总线从机部件212。这样，单总线主机部件221就可以从所指定的单总线从机部件212接收指示断路器13的工作状态的信号，并进一步发送到管理服务器14。
61.单总线主机部件221可以包括微处理器以执行上述功能。此外，单总线主机部件221可以实现为硬件、软件或者软件和硬件的结合。在实现为硬件的情况下，单总线主机部件221例如可以实现为专用逻辑电路，专用逻辑电路例如可以是fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)。断路器状态存储部件222可以是存储器。
62.根据本实用新型的实施例的断路器状态检测和传输装置可以作为独立的附件方便地安装在断路器上，通过一根总线级联来与断路器状态采集网关建立通信，不需要外设专门的输入/输出通信部件，降低了成本，实现了灵活组网。
63.本实用新型的断路器状态采集系统的各个组成部分可以通过上述各种具体电路或元件来实现。下面进一步以断路器状态检测和传输装置包括两个状态检测开关(例如图3中的第一状态检测开关3111和第二状态检测开关3113)为例对断路器状态检测和传输装置的示例实施方式进行简要说明。可以理解，虽然以断路器状态检测和传输装置包括两个状态检测开关进行说明，该断路器状态检测和传输装置的示例实施方式也可以针对断路器状态检测和传输装置包括一个状态检测开关(如图2所示)的情况，只要从其中删除对应的第二状态检测开关、第二上拉部件、第二输入/输出端口即可。
64.图4-图6是根据本实用新型实施例的断路器状态检测和传输装置的示意电路图。需要说明的是图4-图6中的各个部件的具体结构可以分别单独适用或被其它合适的结构替换。
65.如图4所示，断路器状态检测和传输装置41可以包括状态检测器411、单总线从机部件412。进一步地，断路器状态检测和传输装置41还可以包括指示部件413和储能部件414。
66.状态检测器411可以包括两个状态检测开关，即第一状态检测开关4111和第二状态检测开关4113。第一状态检测开关4111和第二状态检测开关4113可以如图4中所示为霍尔开关。状态检测器411还可以包括两个上拉部件，即第一上拉部件4112和第二上拉部件4114，它们可以如图4所示分别为电阻r1和r2。
67.单总线从机部件412可以包括两个通用输入/输出端口，即第一输入/输出端口gpioa和第二输入/输出端口gpiob，它们可以接收来自状态检测器411的信号以及向指示部件413发送信号。单总线从机部件412还可以包括用于在单总线上发送和接收信号的单总线
输入/输出端口io。可选地，单总线从机部件412还可以包括向外部提供电能的电源接口sense_vdd。
68.指示部件413可以包括mos管和指示灯。如图4所示，mos管可以是pmos管q1，指示灯可以是发光二极管d1。储能部件414可以是电容器cx。
69.图5和图6分别示出了断路器状态检测和传输装置51和61的示意电路图，它们与图4所示示意图大致相同，区别在于图5中的断路器状态检测和传输装置51中的第一状态检测开关5111和第二状态检测开关5113采用了微动开关，图6中的断路器状态检测和传输装置61中的第一状态检测开关6111和第二状态检测开关6113采用了断路器辅助开关，该断路器辅助开关例如可以是施耐德电气的of/sd辅件。
70.虽然在图4-图6中将第一状态检测开关和第二状态检测开关示出为相同的元件，可以理解，第一状态检测开关和第二状态检测开关可以为不同的类型，例如，图4中的第一检测开关4111也可以为微动开关或断路器辅助开关。
71.本实用新型中涉及的电路、器件、装置、设备、系统的方框图仅作为示例性的例子并不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些电路、器件、装置、设备、系统，只要能够实现所期望的目的即可。本实用新型中涉及的电路、单元、器件、装置可以采用任何合适的方式实现，例如采用专用集成电路、现场可编程门阵列(fpga)等，也可以采用通用处理器(例如mcu)结合已知程序。
72.本领域技术人员应该理解，上述的具体实施例仅是例子而非限制，可以根据设计需求和其它因素对本实用新型的实施例进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同的范围内，即属于本实用新型所要保护的权利范围。