智慧能源管理设备

技术领域

本发明涉及能源分配管理技术领域，具体涉及一种智慧能源管理设备。

背景技术

随着5G大规模建设，铁塔基站(FSU)内各种型号、制式的设备增多，耗电量逐步加大。但是现有设备对能源分配管理不够精细化、便利化、远程化、智能化，导致目前在基站内设备电源的使用及设备加电比较混乱，处于一种无序的管理中。目前最先进的是分用户进行管控，可以达到一定程度的能源节约，但是实施后会导致该用户在本站点为用户完全不能提供任何通信服务，失去了节能的意义，在能源节约和用户服务方面没有达到更好的平衡。同时，由于网络升级设备更迭较快，目前运营商普遍存在以现网维护、设备替换为借口进入基站私自加装设备，造成收入订单流失，电费计量不够准确。

因此，急需一种用电管理设备能够实现能源管理平台对端口用电的精细化管控，包括远程管控端口加电、管控到每个端口、采集端口负荷以及端口资源统计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供智慧能源管理设备，以实现能源管理平台对端口用电的精细化管控，包括远程管控端口加电、管控到每个端口、采集端口负荷以及端口资源统计。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种智慧能源管理设备，设有多个端口，每个所述端口连接独立的负载；所述智慧能源管理设备用于为每个所述端口连接的所述负载实现点对点的用电管理；所述智慧能源管理设备包括电源输入单元、辅助供电单元、MCU控制器、输出电流检测单元、输出开关单元、ADC参考电压单元、RS485对FSU采集通讯接口单元、RS485对上通讯接口单元、GPS/4G远程上传或控制模块；所述MCU控制器分别与所述辅助供电单元、所述输出电流检测单元、所述输出开关单元、所述ADC参考电压单元、所述RS485对FSU采集通讯接口单元以及所述RS485对上通讯接口单元电性相连，所述电源输入单元分别与所述辅助供电单元和所述输出电流检测单元电性相连，所述GPS/4G远程上传或控制模块分别与所述MCU控制器、所述辅助供电单元以及所述RS485对FSU采集通讯接口单元电性相连，所述辅助供电单元还与所述输出电流检测单元电性相连；

所述ADC参考电压单元用于生成基准电压值，以确定被测信号的准确幅值；所述RS485对FSU采集通讯接口单元用于所述MCU控制器与铁塔基站通过485通讯接口进行数据传输，并将所述铁塔基站的数据传送至所述GPS/4G远程上传或控制模块；所述RS485对上通讯接口单元用于所述MCU控制器与上位机的数据传输，将所述MCU控制器的数据传送至所述上位机；所述GPS/4G远程上传或控制模块用于通过4G及北斗三代系统短报文与能源管理平台建立通信链路；所述电源输入单元用于将外部电源转换为所述智慧能源管理设备的工作电源；所述辅助供电单元用于将所述工作电源转换为所述MCU控制器、所述GPS/4G远程上传或控制模块以及所述输出电流检测单元所需的电源；所述输出电流检测单元用于将所述工作电源转换为电信号传送至所述MCU控制器，所述MCU控制器根据所述ADC参考电压单元和所述RS485对FSU采集通讯接口单元采集的数据进行处理分析后，将为所述端口生成的电压控制信号通过所述输出电流检测单元传送至所述输出开关单元；所述输出电流检测单元能够根据所述端口的增加而扩展；所述输出开关单元用于将所述电压控制信号通过所述端口传送至所述负载。

进一步地，所述智慧能源管理设备还包括声音提示单元、实时时钟单元、FLASH存储单元、铁电存储单元、LCD显示单元、降压稳压单元；所述声音提示单元用于所述智慧能源管理设备处于异常工作状态时发出报警声音或转换工作状态时发出提示音；所述实时时钟单元用于为所述MCU控制器提供稳定的运行频率；所述FLASH存储单元用于保存所述MCU控制器的数据；所述铁电存储单元用于在低电能情况下保存所述MCU控制器的数据；所述LCD显示单元用于连接显示器，将所述MCU控制器的数据通过所述显示器显示给工作人员；所述降压稳压单元用于为所述MCU控制器提供3.3V电压。

进一步地，所述电源输入单元包括变压器线圈T1A、T1B、T1C、T1D、T1E，稳压芯片U26，熔断器F1，MOS管Q59，极性电容E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8，电容C196、C197、C198、C199、C202、C203、C204、C205，二极管D88、D89、D90、D91、D92、D93，电阻TH1、R339、R340、R341、R342、R343、R344、R345、R346、R347、R348、R349、R350、R352、R353；所述熔断器F1的一端连接外部电源的正极，所述熔断器F1的另一端连接所述电阻TH1的一端，所述电阻TH1的另一端连接所述二极管D88的正极，所述二极管D88的负极分别连接所述极性电容E1的正极和所述电阻R339的一端，所述电阻R339的另一端分别连接所述电阻R341的一端和所述电容C195的一端，所述电阻R339的另一端连接所述电阻R340的一端，所述电阻R340的另一端连接端子IS5，所述电容C195的一端还分别连接所述电阻R344的一端和所述变压器线圈T1A的引脚1，所述电阻R344的另一端连接所述电阻R343的一端，所述电容C195的另一端与所述电阻R343的另一端相连后连接所述二极管D89的负极，所述变压器线圈T1A的引脚2分别连接所述二极管D89的正极和所述MOS管Q59的漏极，所述MOS管D59的栅极分别连接所述电阻R346的一端和所述电阻R347的一端，所述电阻R346的另一端连接端子IR2，所述MOS管D59的源极与所述电阻R348的一端、所述电阻R349的一端、所述电阻R347的另一端以及所述电阻R350的一端相连后接端子IS2，所述电阻R348的另一端、所述电阻R349的另一端以及所述电阻R350的另一端相连后接端子GND3，所述电阻R342的另一端分别连接端子VCC10、所述极性电容E5的正极以及所述电阻R345的一端，所述电阻R345的另一端连接所述二极管D92的负极，所述二极管D92的正极连接所述变压器线圈T1D的引脚7，所述变压器线圈T1D的引脚8分别连接所述极性电容E5的负极和所述极性电容E1的负极，所述极性电容E1的负极还连接所述端子GND3；所述变压器线圈T1B的引脚4连接所述二极管D91的正极，所述二极管D91的负极分别连接所述极性电容E2的正极和所述电容C196的一端，所述电容C196的一端还连接所述极性电容E4的正极，所述极性电容E4的正极还连接所述电容C198的一端，所述电容C198的一端还连接电源电压VCC，所述电容C198的另一端分别连接端子PE和所述电容C199的一端，所述电容C199的另一端分别连接所述极性电容E4的负极和所述电容C197的一端，所述电容C199的另一端还连接模拟地，所述极性电容E4的负极还分别连接所述电容C196的另一端和所述电容E3的正极，所述电容C196的另一端分别连接所述极性电容E2的负极和所述变压器线圈T1B的引脚3，所述变压器线圈T1B的引脚3连接所述变压器线圈T1C的引脚6，所述变压器线圈T1C的引脚5连接所述二极管D90的负极，所述二极管D90的正极分别连接所述极性电容E3的负极和所述电容C197的另一端，所述二极管D90的正极还连接-5V；所述变压器线圈T1E的引脚9连接所述二极管D93的正极，所述二极管D93的负极依次连接所述极性电容E6的正极、所述电容C202的一端、所述极性电容E7的正极、所述电容C203的一端、所述电阻R352的一端、所述电阻R353的一端后连接所述稳压芯片U26的引脚1，所述变压器线圈T1E的引脚10依次连接所述极性电容E6的负极、所述电容C202的另一端、所述极性电容E7的负极、所述电容C203的另一端、所述电阻R352的另一端、所述电阻R353的另一端后接所述稳压芯片U26的引脚2，所述稳压芯片U26的引脚2还分别连接所述极性电容E8的负极、所述电容C205的一端以及所述电容C204的一端，所述电容C205的一端还连接信号地，所述电容C204的另一端连接所述端子PE，所述稳压芯片U6的引脚3分别连接所述极性电容E8的正极和所述电容C205的另一端，所述稳压芯片U26的引脚3还连接+5V。

进一步地，所述辅助供电单元包括电流模式控制器IC1，插座CON33和CON34，光耦U27B、U27A，电容C200、C201、C206、C207、C208、C209、C210、C211、C212，稳压二极管U28，电阻R354、R355、R356、R357、R358、R359、R360、R351、R361、R362、R363、R364、R365；所述电流模式控制器IC1为直流-直流开关调节器，能够通过逐周期地改变峰值电流调节输出电压以最终得到稳定的输出电压；所述插座CON33用于连接所述GPS/4G远程上传或控制模块，插座CON34用于连接所述输出电流检测单元；所述电流模式控制器IC1的引脚1分别连接所述电容C200的一端和所述电阻R357的一端，所述电容C200的另一端和所述电阻R357的另一端相连后分别连接所述电流模式控制器IC1的引脚2和所述光耦U27B的引脚3，所述光耦U27B的引脚3还连接所述电阻R356的一端，所述电阻R356的另一端连接所述端子GND3，所述光耦U27B的引脚4连接所述电阻R354的一端，所述电阻R354的另一端连接端子VCCVREF，所述电流模式控制器IC1的引脚8分别连接所述端子VCCVREF和所述电阻R355的一端，所述电阻R355的另一端依次连接所述电容C206的一端和所述电容C207的一端后接所述电流模式控制器IC1的引脚4，所述电容C208的一端接所述端子VCCVREF，所述电容C208的另一端、所述电容C207的另一端以及所述电容C206的另一端相连后接所述端子GND3，所述电流模式控制器IC1的引脚4还分别连接所述电容C209的一端和所述电阻C358的一端，所述电容C209的另一端和所述电阻R358的另一端相连后接所述电流模式控制器IC1的引脚3，所述电流模式控制器IC1的引脚3还分别连接所述电阻R359的一端、所述端子IS5以及所述电容C210的一端，所述电容C210的另一端与所述电流模式控制器IC1的引脚5相连后接所述端子GND3，所述电阻R359的另一端连接所述端子IS2，所述电流模式控制器IC1的引脚6连接所述端子DR2，所述电流模式控制器IC1的引脚7分别连接所述端子VCC10和所述电容C201的一端，所述电容C201的另一端接所述端子GND3；所述光耦U27A的引脚1分别连接所述电阻R360的一端和所述电阻R351的一端，所述光耦U27A的引脚2分别连接所述稳压二极管U28的负极和所述电阻R360的另一端，所述电阻R360的另一端还连接所述电容C211的一端，所述电容C211的另一端连接所述电阻R361的一端，所述电阻R361的另一端分别连接所述电阻R363的一端和所述电容C212的一端，所述稳压二极管U28的正极连接信号地，所述稳压二极管U28的正极还连接所述电阻R365的一端，所述电阻R365的另一端分别连接所述电阻R363的另一端和所述电阻R364的一端，所述电容C212的另一端连接所述电阻R362的一端，所述电阻R362的另一端分别连接所述电阻R351的另一端和所述电阻R364的另一端，所述电阻R364的另一端还连接7V；所述插座CON33的引脚1连接7V，所述插座CON33的引脚2连接信号地，所述插座CON33的引脚3连接端子3.3V1，所述插座CON33的引脚4连接所述GPS/4G远程上传或控制模块的数据接收端4G_RX，所述插座CON33的引脚5连接所述GPS/4G远程上传或控制模块的数据发送端4G_TX，所述插座CON34的引脚1连接电路电压VDD，所述插座CON34的引脚4接地，所述插座CON34的引脚2连接端子RS485_2_A，所述插座CON34的引脚3连接端子RS485_2_B。

进一步地，所述输出开关单元包括模拟开关和多路复用器Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8，三极管Q2和Q9，电容C42、C43、C44、C45、C46、C47，电阻R43、R46、R47；所述模拟开关和多路复用器Q6用于向第一负载至第八负载输出所述电压控制信号，所述模拟开关和多路复用器Q3用于向第九负载至第十六负载输出所述电压控制信号，所述模拟开关和多路复用器Q7用于向所述第一负载的熔丝至所述第八负载的熔丝输出控制信号，所述模拟开关和多路复用器Q8用于向所述第九负载的熔丝至所述第十六负载的熔丝输出控制信号，所述模拟开关和多路复用器Q1用于采集所述第一负载至所述第八负载的电流信号，所述模拟开关和多路复用器Q5用于采集所述第九负载至所述第十六负载的电流信号；

所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚1连接所述第一负载的端子LOAD_1I，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚2连接第二负载的端子LOAD_2I，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚4连接第三负载的端子LOAD_3I，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚5连接第四负载的端子LOAD_4I，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚12连接第五负载的端子LOAD_5I，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚13连接第六负载的端子LOAD_6I，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚14连接第七负载的端子LOAD_7I，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚15连接所述第八负载的端子LOAD_8I，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚6、引脚7以及引脚8相连后接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚16分别连接所述电容C45的一端和电路电压端VDD，所述电容C45的另一端接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚3连接所述MCU控制器的模数采样端ADC_IN0，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚9连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA0，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚10连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA1，所述模拟开关和多路复用器Q6的引脚11连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA2；

所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚1连接所述第九负载的端子LOAD_9I，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚2连接第十负载的端子LOAD_10I，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚4连接第十一负载的端子LOAD_11I，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚5连接第十二负载的端子LOAD_12I，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚12连接第十三负载的端子LOAD_13I，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚13连接第十四负载的端子LOAD_14I，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚14连接第十五负载的端子LOAD_15I，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚15连接所述第十六负载的端子LOAD_16I，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚6、引脚7以及引脚8相连后接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚16分别连接所述电容C42的一端和电路电压端VDD，所述电容C42的另一端接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚3连接所述MCU控制器的模数采样端ADC_IN0，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚9连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA0，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚10连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA1，所述模拟开关和多路复用器Q3的引脚11连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA2；

所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚1连接所述第一负载的端子LOAD1FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚2连接所述第二负载的端子LOAD2FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚4连接所述第三负载的端子LOAD3FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚5连接所述第四负载的端子LOAD4FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚12连接所述第五负载的端子LOAD5FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚13连接所述第六负载的端子LOAD6FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚14连接所述第七负载的端子LOAD7FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚15连接所述第八负载的端子LOAD8FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚6、引脚7以及引脚8相连后接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚16分别连接所述电容C46的一端和电路电压端VDD，所述电容C46的另一端接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚3连接所述MCU控制器的熔丝采样端FUSE_IN0，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚9连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA0，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚10连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA1，所述模拟开关和多路复用器Q7的引脚11连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA2；

所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚1连接所述第九负载的端子LOAD9FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚2连接所述第十负载的端子LOAD10FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚4连接所述第十一负载的端子LOAD11FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚5连接所述第十二负载的端子LOAD12FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚12连接所述第十三负载的端子LOAD13FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚13连接所述第十四负载的端子LOAD14FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚14连接所述第十五负载的端子LOAD15FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚15连接所述第十六负载的端子LOAD16FUSE，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚6、引脚7以及引脚8相连后接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚16分别连接所述电容C47的一端和电路电压端VDD，所述电容C47的另一端接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚3连接所述MCU控制器的熔丝采样端FUSE_IN0，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚9连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA0，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚10连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA1，所述模拟开关和多路复用器Q8的引脚11连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA2；

所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚1连接所述第一负载的端子ADC_SC1，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚2连接所述第二负载的端子ADC_SC2，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚4连接所述第三负载的端子ADC_SC3，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚5连接所述第四负载的端子ADC_SC4，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚12连接所述第五负载的端子ADC_SC5，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚13连接所述第六负载的端子ADC_SC6，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚14连接所述第七负载的端子ADC_SC7，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚15连接所述第八负载的端子ADC_SC8，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚16分别连接所述电容C43的一端和电路电压端VDD，所述电容C43的另一端接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚3分别连接所述MCU控制器的模数采样端SC0和所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极分别连接所述电阻R43的一端和所述电阻R44的一端，所述电阻R43的另一端连接所述MCU控制器的串口数据发送端ADC_SCON0，所述电阻R44的另一端与所述三极管Q2的发射极相连后再与所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚7和引脚8的连接点相连后接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚6连接所述MCU控制器的数据总线的数据接收端CSAE0，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚9连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA0，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚10连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA1，所述模拟开关和多路复用器Q4的引脚11连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA2；

所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚1连接所述第九负载的端子ADC_SC9，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚2连接所述第十负载的端子ADC_SC10，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚4连接所述第十一负载的端子ADC_SC11，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚5连接所述第十二负载的端子ADC_SC12，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚12连接所述第十三负载的端子ADC_SC13，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚13连接所述第十四负载的端子ADC_SC14，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚14连接所述第十五负载的端子ADC_SC15，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚15连接所述第十六负载的端子ADC_SC16，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚16分别连接所述电容C44的一端和电路电压端VDD，所述电容C44的另一端接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚3分别连接所述MCU控制器的模数采样端SC1和所述三极管Q9的集电极，所述三极管Q9的基极分别连接所述电阻R46的一端和所述电阻R47的一端，所述电阻R46的另一端连接所述MCU控制器的串口数据发送端ADC_SCON1，所述电阻R47的另一端与所述三极管Q9的发射极相连后再与所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚7和引脚8的连接点相连后接模拟地，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚6连接所述MCU控制器的数据总线的数据接收端CSAE1，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚9连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA0，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚10连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA1，所述模拟开关和多路复用器Q5的引脚11连接所述MCU控制器的控制信号输出端CSA2。

进一步地，所述输出电流检测单元包括负载熔丝输入电路、负载电流检测电路、短路保护及解除电路，插座；所述插座用于通过所述端口连接所述负载，所述负载熔丝输入电路用于输入所述负载的熔丝信号，所述负载电流检测电路用于将所述MCU控制器输出的所述电压控制信号传送至所述输出开关单元，所述短路保护及解除电路用于对所述负载进行短路保护；所述输出电流检测单元与每个所述负载相对应，所述负载熔丝输入电路、所述负载电流检测电路、所述短路保护及解除电路以及所述插座CON1能够根据所述负载的数量的增加而扩展，并且每个所述负载所对应的所述输出电流检测单元的电路结构相同；

以所述第一负载对应的所述输出电流检测单元为例，

所述插座为CON1，所述插座CON1的引脚1、引脚2、引脚3以及引脚4相连后接所述第一负载的负极；

所述负载熔丝输入电路包括稳压二极管D10、电容C75，电阻R51、R52、R53以及R69；所述电阻R51的一端连接所述第一负载的负极，所述电阻51的另一端连接所述电阻R52的一端，所述电阻R52的另一端分别连接所述稳压二极管D10的负极和所述电容C75的一端，所述电阻R53的一端与所述电阻R69的一端相连的连接点连接所述电容C75的一端，所述电阻R53的另一端连接所述端子LOAD1FUSE，所述电阻R69的另一端与所述电容C75的另一端以及所述稳压二极管D10的正极相连，所述稳压二极管D10的正极还接模拟地；

所述负载电流检测电路包括运算放大器U10B，电容C67、C68、C69、C70，电阻R54、R55、R56、R57以及R58；所述运算放大器U10B的同相输入端分别连接所述电容C69的一端和所述电阻R54的一端，所述电容C69的另一端接模拟地，所述电阻R54的另一端分别连接所述第一负载的正极和所述电容C67的一端，所述电容C67的另一端分别接模拟地和所述电阻R55的一端，所述电阻R55的另一端分别连接所述运算放大器U10B的反相输入端、所述电阻R56的一端以及所述电容C68的一端，所述运算放大器U10B的输出端分别连接所述电阻R56的另一端和所述电阻R57的一端，所述电阻R57的另一端分别连接所述电容C70的一端和所述电阻R58的一端，所述电阻R58的一端还连接所述端子LOAD_1I，所述电阻R58的另一端连接电压参考值端子VREF3V，所述电容C70的另一端分别连接模拟地和所述电容C68的另一端；

所述短路保护及解除电路包括运算放大器U10A，MOS管Q11和Q13，检流器RS1和RS3，三极管Q14，二极管D8、D11、D12和D13，电容C76、C77、C79，电阻R70、R71、R73、R74、R75、R76、R77、R78、R59；所述运算放大器U10A的正电源分别连接电路电压VDD和所述电容C79的一端，所述电容C79的另一端连接-5V，所述运算放大器U10A的负电源连接-5V，所述运算放大器U10A的同相输入端分别连接所述电阻R73的一端、所述电容C76的一端以及所述电阻R74的一端，所述电阻R74的一端还连接所述端子ADC_SC1，所述电容C76的另一端连接模拟地，所述电阻R73的另一端连接所述第一负载的正极，所述运算放大器U10A的反相输入端分别连接所述电容C77的一端、所述电阻R71的一端、所述电阻R70的一端，所述电阻R70的另一端连接所述电压参考值端子VREF3V，所述运算放大器U10A的输出端分别连接所述二极管D11的正极、所述二极管D12的正极以及所述电阻R75的一端，所述二极管D11的负极连接所述电阻R74的另一端，所述电阻R71的另一端、所述电容C77的另一端、所述电阻R75的另一端、所述电阻R77的一端与所述三极管Q14的发射极相连后接模拟地，所述二极管D12的负极分别连接所述二极管D13的负极和所述电阻R76的一端，所述二极管D13的正极连接所述MCU控制器的第一负载开关控制端LOAD1-ON，所述电阻R76的另一端分别连接所述三极管Q14的基极和所述电阻R77的另一端，所述三极管Q14的集电极分别连接所述MOS管Q13的栅极、所述MOS管Q11的栅极以及所述电阻R78的一端，所述电阻R78的另一端连接电源电压端VCC1，所述MOS管Q11的栅极还连接所述电阻R59的一端，所述电阻R59的另一端分别连接所述MOS管Q11的源极、所述二极管D8的正极、所述检流器RS1的一端、所述MOS管Q13的源极以及所述检流器RS3的一端，所述检流器RS3的一端还连接所述第一负载的正极，所述检流器RS3的另一端分别连接模拟地和所述检流器RS1的另一端，所述MOS管Q13的漏极分别连接所述MOS管Q11的漏极和所述二极管D8的负极，所述MOS管Q11的漏极还连接所述第一负载的负极。

进一步地，所述RS485对FSU采集通讯接口单元包括接口驱动器U2，双通道数字隔离器OP2，电感器B2和B3，稳压二极管D2和D3，电容C2、C3以及C5，电阻R1、R2、R3、R4、R7、R8、R9；所述接口驱动器U2的引脚1连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接所述MCU控制器的485数据采集接收端RS485_DOWN_RX，所述接口驱动器U2的引脚2和引脚3相连后分别连接所述电阻R4的一端和所述MCU控制器的485数据采集使能端RS485_DOWN_EN，所述电阻R4的另一端连接模拟地，所述接口驱动器U2的引脚4连接所述MCU控制器的485数据采集发送端RS485_DOWN_TX，所述接口驱动器U2的引脚5接模拟地，所述接口驱动器U2的引脚6分别连接所述电阻R9的一端、所述电感器B3的一端以及所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接电路电压VDD，所述电感器B3的另一端分别连接所述稳压二极管D2的负极和端子RS485_2_A，所述稳压二极管D2的正极接模拟地，所述接口驱动器U2的引脚7分别连接所述电阻R8的一端、所述电感器B2的一端以及所述电阻R9的另一端，所述接口驱动器U2的引脚8分别连接所述电容C5的一端和所述电路电压VDD，所述电容C5的另一端连接所述电阻R8的另一端，所述电阻R8的另一端分别连接模拟地和所述稳压二极管D3的正极，所述电感器B2的另一端分别连接所述稳压二极管D3的负极和端子RS485_2_B；

所述双通道数字隔离器OP2的引脚1分别连接所述电容C2的一端和3.3V，所述电容C2的另一端连接模拟地，所述双通道数字隔离器OP2的引脚2连接所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接所述MCU控制器的485数据采集接收端RS485_DOWN_RX，所述双通道数字隔离器OP2的引脚3连接所述MCU控制器的485数据采集发送端RS485_DOWN_TX，所述双通道数字隔离器OP2的引脚4接模拟地，所述双通道数字隔离器OP2的引脚5接信号地，所述双通道数字隔离器OP2的引脚6连接所述GPS/4G远程上传或控制模块的数据发送端4G_TX，所述双通道数字隔离器OP2的引脚7连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述GPS/4G远程上传或控制模块的数据接收端4G_RX，所述双通道数字隔离器OP2的引脚8分别连接所述电容C3的一端和3.3V，所述电容C3的另一端连接信号地。

进一步地，所述RS485对上通讯接口单元包括接口驱动器U1，双通道数字隔离器OP1，光耦OP3，电感器B1和B6，稳压二极管D1和D7，电容C1和C4，电阻R22、R23、R5、R6、R27；所述接口驱动器U1的引脚1与所述双通道数字隔离器OP1的引脚7相连，所述接口驱动器U1的引脚2和引脚3相连后分别连接所述电阻R23的一端和所述光耦OP1的引脚4，所述电阻R23的另一端接信号地，所述光耦OP3的引脚3接+5V2，所述光耦OP3的引脚1连接3.3V，所述光耦OP3的引脚2连接所述电阻R22的一端，所述电阻R22的另一端连接所述MCU控制器的485数据上传使能端RS485_UP_EN，所述接口驱动器U1的引脚4与所述双通道数字隔离器OP1的引脚6相连，所述接口驱动器U1的引脚5接信号地，所述接口驱动器U1的引脚6分别连接所述电阻R6的一端、所述电感器B6的一端以及所述电阻R27的一端，所述电阻R27的另一端接+5V2，所述电感器B6的另一端分别连接所述稳压二极管D7的负极和端子RS485_1_A，所述稳压二极管D7的正极接信号地，所述接口驱动器U1的引脚7分别连接所述电阻R5的一端、所述电感器B1的一端以及所述电阻R6的另一端，所述电阻R5的另一端分别连接信号地和所述稳压二极管D1的正极，所述电感器B1的另一端分别连接所述稳压二极管D1的负极和端子RS485_1_B，所述接口驱动器U1的引脚8连接+5V2，所述双通道数字隔离器OP1的引脚1分别连接所述电容C1的一端和3.3V，所述电容C1的另一端连接模拟地，所述双通道数字隔离器OP1的引脚2连接所述MCU控制器的485数据上传接收端RS485_UP_RX，所述双通道数字隔离器OP1的引脚3连接所述MCU控制器的485数据上传发送端RS485_UP_TX，所述双通道数字隔离器OP1的引脚4接模拟地，所述双通道数字隔离器OP1的引脚5接信号地，所述双通道数字隔离器OP1的引脚8分别所述电容C4的一端和+5V2，所述电容C4的另一端接信号地。

进一步地，所述铁电存储单元包括铁电存储器U5，电容C16，电阻R24、R51以及R52；所述铁电存储器U5的引脚1、引脚2、引脚3以及引脚4相连后接模拟地，所述铁电存储器U5的引脚5分别连接所述MCU控制器的串口数据接收端RTC_SDA1和所述电阻R51的一端，所述电阻R51的另一端与所述电阻R52的一端相连后接3.3V，所述铁电存储器U5的引脚6分别连接所述电阻R52的另一端和所述MCU控制器的串口数据发送端RTC_SCL1，所述铁电存储器U5的引脚7连接所述电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端分别连接所述电容C16的一端和模拟地，所述铁电存储器U5的引脚8分别连接所述电容C16的另一端和3.3V。

与现有技术相比，本发明提供的一种智慧能源管理设备，设有多个端口，每个端口连接独立的负载；该智慧能源管理设备用于为每个端口连接的负载实现点对点的用电管理；主要包括电源输入单元、辅助供电单元、MCU控制器、输出电流检测单元、输出开关单元、ADC参考电压单元、RS485对FSU采集通讯接口单元、RS485对上通讯接口单元、GPS/4G远程上传或控制模块；通过4G及北斗三代系统短报文建立通信链路，同时兼容485通讯接口与铁塔基站对接，本发明实现了能源管理平台对端口用电的精细化管控，包括远程管控端口加电、管控到每个端口、采集端口负荷以及端口资源统计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的系统组成框图。

图2是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的电源输入单元电路原理图。

图3是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的辅助供电单元电路原理图。

图4是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的输出开关单元电路原理图。

图5是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的输出电流检测单元电路原理图。

图6是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的RS485对FSU采集通讯接口单元电路原理图。

图7是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的RS485对上通讯接口单元电路原理图。

图8是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的铁电存储单元电路原理图。

图9是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的声音提示单元电路原理图。

图10是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的实时时钟单元电路原理图。

图11是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的FLASH存储单元电路原理图。

图12是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的LCD显示单元电路原理图。

图13是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的降压稳压单元电路原理图。

图14是本发明实施例提供的智慧能源管理设备的ADC参考电压单元电路原理图。

上述图中的标记为1、MCU控制器；2、电源输入单元；3、输出电流检测单元；4、输出开关单元；5、辅助供电单元；6、声音提示单元；7、实时时钟单元；8、FLASH存储单元；9、铁电存储单元；10、LCD显示单元；11、降压稳压单元；12、ADC参考电压单元；13、RS485对FSU采集通讯接口单元；14、RS485对上通讯接口单元；15、GPS/4G远程上传或控制模块；01、外部电源；02、端口；03、负载；04、铁塔基站；05、上位机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合附图与具体实施例，对本发明的技术方案做详细的说明。

如图1至图14所示，为本发明提供的较佳实施例。

参照图1，本发明提供的智慧能源管理设备，设有多个端口02，每个端口02连接独立的负载03；该智慧能源管理设备用于为每个端口02连接的负载03实现点对点的用电管理；该智慧能源管理设备包括电源输入单元2、辅助供电单元5、MCU控制器1、输出电流检测单元3、输出开关单元4、ADC参考电压单元12、RS485对FSU采集通讯接口单元13、RS485对上通讯接口单元14、GPS/4G远程上传或控制模块15；MCU控制器1分别与辅助供电单元5、输出电流检测单元3、输出开关单元4、ADC参考电压单元12、RS485对FSU采集通讯接口单元13以及RS485对上通讯接口单元14电性相连，电源输入单元2分别与辅助供电单元5和输出电流检测单元3相连，GPS/4G远程上传或控制模块15分别与MCU控制器1、辅助供电单元5以及RS485对FSU采集通讯接口单元13电性相连，辅助供电单元5还与输出电流检测单元3电性相连；

ADC参考电压单元12用于生成基准电压值，以确定被测信号的准确幅值；RS485对FSU采集通讯接口单元13用于MCU控制器1与铁塔基站04通过485通讯接口进行数据传输，并将铁塔基站04的数据传送至GPS/4G远程上传或控制模块15；RS485对上通讯接口单元14用于MCU控制器1与上位机05的数据传输，将MCU控制器1的数据传送至上位机05；GPS/4G远程上传或控制模块15用于通过4G及北斗三代系统短报文与能源管理平台建立通信链路；电源输入单元2用于将外部电源01转换为该智慧能源管理设备的工作电源；辅助供电单元5用于将工作电源转换为MCU控制器1、GPS/4G远程上传或控制模块15以及输出电流检测单元3所需的电源；输出电流检测单元3用于将工作电源转换为电信号传送至MCU控制器1，MCU控制器1根据ADC参考电压单元12和RS485对FSU采集通讯接口单元13采集的数据进行处理分析后，将为端口02生成的电压控制信号通过输出电流检测单元3传送至输出开关单元4；输出电流检测单元3能够根据端口02的增加而扩展；输出开关单元4用于将电压控制信号通过端口02传送至负载03。

上述技术方案提供的智慧能源管理设备，设有多个端口02，每个端口02连接独立的负载03；该智慧能源管理设备用于为每个端口02连接的负载03实现点对点的用电管理；主要包括电源输入单元2、辅助供电单元5、MCU控制器1、输出电流检测单元3、输出开关单元4、ADC参考电压单元12、RS485对FSU采集通讯接口单元13、RS485对上通讯接口单元14、GPS/4G远程上传或控制模块15；通过4G及北斗三代系统短报文建立通信链路，同时兼容485通讯接口与铁塔基站04对接，本发明实现了能源管理平台对端口02用电的精细化管控，包括远程管控端口02加电、管控到每个端口02、采集端口02负荷以及端口02资源统计。

作为本发明的一种实施方式，参照图1，该智慧能源管理设备还包括声音提示单元6、实时时钟单元7、FLASH存储单元8、铁电存储单元9、LCD显示单元10、降压稳压单元11；声音提示单元6用于该智慧能源管理设备处于异常工作状态时发出报警声音或转换工作状态时发出提示音；实时时钟单元7用于为MCU控制器1提供稳定的运行频率；FLASH存储单元8用于保存MCU控制器1的数据；铁电存储单元9用于在低电能情况下保存MCU控制器1的数据；LCD显示单元10用于连接显示器，将MCU控制器1的数据通过显示器显示给工作人员；降压稳压单元11用于为MCU控制器1提供3.3V电压。

作为本发明的一种实施方式，参照图2，电源输入单元2包括变压器线圈T1A、T1B、T1C、T1D、T1E，稳压芯片U26，熔断器F1，MOS管Q59，极性电容E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8，电容C196、C197、C198、C199、C202、C203、C204、C205，二极管D88、D89、D90、D91、D92、D93，电阻TH1、R339、R340、R341、R342、R343、R344、R345、R346、R347、R348、R349、R350、R352、R353；熔断器F1的一端连接外部电源01的正极，熔断器F1的另一端连接电阻TH1的一端，电阻TH1的另一端连接二极管D88的正极，二极管D88的负极分别连接极性电容E1的正极和电阻R339的一端，电阻R339的另一端分别连接电阻R341的一端和电容C195的一端，电阻R339的另一端连接电阻R340的一端，电阻R340的另一端连接端子IS5，电容C195的一端还分别连接电阻R344的一端和变压器线圈T1A的引脚1，电阻R344的另一端连接电阻R343的一端，电容C195的另一端与电阻R343的另一端相连后连接二极管D89的负极，变压器线圈T1A的引脚2分别连接二极管D89的正极和MOS管Q59的漏极，MOS管D59的栅极分别连接电阻R346的一端和电阻R347的一端，电阻R346的另一端连接端子IR2，MOS管D59的源极与电阻R348的一端、电阻R349的一端、电阻R347的另一端以及电阻R350的一端相连后接端子IS2，电阻R348的另一端、电阻R349的另一端以及电阻R350的另一端相连后接端子GND3，电阻R342的另一端分别连接端子VCC10、极性电容E5的正极以及电阻R345的一端，电阻R345的另一端连接二极管D92的负极，二极管D92的正极连接变压器线圈T1D的引脚7，变压器线圈T1D的引脚8分别连接极性电容E5的负极和极性电容E1的负极，极性电容E1的负极还连接端子GND3；变压器线圈T1B的引脚4连接二极管D91的正极，二极管D91的负极分别连接极性电容E2的正极和电容C196的一端，电容C196的一端还连接极性电容E4的正极，极性电容E4的正极还连接电容C198的一端，电容C198的一端还连接电源电压VCC，电容C198的另一端分别连接端子PE和电容C199的一端，电容C199的另一端分别连接极性电容E4的负极和电容C197的一端，电容C199的另一端还连接模拟地，极性电容E4的负极还分别连接电容C196的另一端和电容E3的正极，电容C196的另一端分别连接极性电容E2的负极和变压器线圈T1B的引脚3，变压器线圈T1B的引脚3连接变压器线圈T1C的引脚6，变压器线圈T1C的引脚5连接二极管D90的负极，二极管D90的正极分别连接极性电容E3的负极和电容C197的另一端，二极管D90的正极还连接-5V；变压器线圈T1E的引脚9连接二极管D93的正极，二极管D93的负极依次连接极性电容E6的正极、电容C202的一端、极性电容E7的正极、电容C203的一端、电阻R352的一端、电阻R353的一端后连接稳压芯片U26的引脚1，变压器线圈T1E的引脚10依次连接极性电容E6的负极、电容C202的另一端、极性电容E7的负极、电容C203的另一端、电阻R352的另一端、电阻R353的另一端后接稳压芯片U26的引脚2，稳压芯片U26的引脚2还分别连接极性电容E8的负极、电容C205的一端以及电容C204的一端，电容C205的一端还连接信号地，电容C204的另一端连接端子PE，稳压芯片U6的引脚3分别连接极性电容E8的正极和电容C205的另一端，稳压芯片U26的引脚3还连接+5V。

作为本发明的一种实施方式，参照图3，辅助供电单元5包括电流模式控制器IC1，插座CON33和CON34，光耦U27B、U27A，电容C200、C201、C206、C207、C208、C209、C210、C211、C212，稳压二极管U28，电阻R354、R355、R356、R357、R358、R359、R360、R351、R361、R362、R363、R364、R365；电流模式控制器IC1为直流-直流开关调节器，能够通过逐周期地改变峰值电流调节输出电压以最终得到稳定的输出电压；插座CON33用于连接GPS/4G远程上传或控制模块15，插座CON34用于连接输出电流检测单元3；电流模式控制器IC1的引脚1分别连接电容C200的一端和电阻R357的一端，电容C200的另一端和电阻R357的另一端相连后分别连接电流模式控制器IC1的引脚2和光耦U27B的引脚3，光耦U27B的引脚3还连接电阻R356的一端，电阻R356的另一端连接端子GND3，光耦U27B的引脚4连接电阻R354的一端，电阻R354的另一端连接端子VCCVREF，电流模式控制器IC1的引脚8分别连接端子VCCVREF和电阻R355的一端，电阻R355的另一端依次连接电容C206的一端和电容C207的一端后接电流模式控制器IC1的引脚4，电容C208的一端接端子VCCVREF，电容C208的另一端、电容C207的另一端以及电容C206的另一端相连后接端子GND3，电流模式控制器IC1的引脚4还分别连接电容C209的一端和电阻C358的一端，电容C209的另一端和电阻R358的另一端相连后接电流模式控制器IC1的引脚3，电流模式控制器IC1的引脚3还分别连接电阻R359的一端、端子IS5以及电容C210的一端，电容C210的另一端与电流模式控制器IC1的引脚5相连后接端子GND3，电阻R359的另一端连接端子IS2，电流模式控制器IC1的引脚6连接端子DR2，电流模式控制器IC1的引脚7分别连接端子VCC10和电容C201的一端，电容C201的另一端接端子GND3；光耦U27A的引脚1分别连接电阻R360的一端和电阻R351的一端，光耦U27A的引脚2分别连接稳压二极管U28的负极和电阻R360的另一端，电阻R360的另一端还连接电容C211的一端，电容C211的另一端连接电阻R361的一端，电阻R361的另一端分别连接电阻R363的一端和电容C212的一端，稳压二极管U28的正极连接信号地，稳压二极管U28的正极还连接电阻R365的一端，电阻R365的另一端分别连接电阻R363的另一端和电阻R364的一端，电容C212的另一端连接电阻R362的一端，电阻R362的另一端分别连接电阻R351的另一端和电阻R364的另一端，电阻R364的另一端还连接7V；插座CON33的引脚1连接7V，插座CON33的引脚2连接信号地，插座CON33的引脚3连接端子3.3V1，插座CON33的引脚4连接GPS/4G远程上传或控制模块15的数据接收端4G_RX，插座CON33的引脚5连接GPS/4G远程上传或控制模块15的数据发送端4G_TX，插座CON34的引脚1连接电路电压VDD，插座CON34的引脚4接地，插座CON34的引脚2连接端子RS485_2_A，插座CON34的引脚3连接端子RS485_2_B。

作为本发明的一种实施方式，参照图4，输出开关单元4包括模拟开关和多路复用器Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8，三极管Q2和Q9，电容C42、C43、C44、C45、C46、C47，电阻R43、R46、R47；模拟开关和多路复用器Q6用于向第一负载至第八负载输出电压控制信号，模拟开关和多路复用器Q3用于向第九负载至第十六负载输出电压控制信号，模拟开关和多路复用器Q7用于向第一负载的熔丝至第八负载的熔丝输出控制信号，模拟开关和多路复用器Q8用于向第九负载的熔丝至第十六负载的熔丝输出控制信号，模拟开关和多路复用器Q1用于采集第一负载至第八负载的电流信号，模拟开关和多路复用器Q5用于采集第九负载至第十六负载的电流信号；

模拟开关和多路复用器Q6的引脚1连接第一负载的端子LOAD_1I，模拟开关和多路复用器Q6的引脚2连接第二负载的端子LOAD_2I，模拟开关和多路复用器Q6的引脚4连接第三负载的端子LOAD_3I，模拟开关和多路复用器Q6的引脚5连接第四负载的端子LOAD_4I，模拟开关和多路复用器Q6的引脚12连接第五负载的端子LOAD_5I，模拟开关和多路复用器Q6的引脚13连接第六负载的端子LOAD_6I，模拟开关和多路复用器Q6的引脚14连接第七负载的端子LOAD_7I，模拟开关和多路复用器Q6的引脚15连接第八负载的端子LOAD_8I，模拟开关和多路复用器Q6的引脚6、引脚7以及引脚8相连后接模拟地，模拟开关和多路复用器Q6的引脚16分别连接电容C45的一端和电路电压端VDD，电容C45的另一端接模拟地，模拟开关和多路复用器Q6的引脚3连接MCU控制器1的模数采样端ADC_IN0，模拟开关和多路复用器Q6的引脚9连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA0，模拟开关和多路复用器Q6的引脚10连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA1，模拟开关和多路复用器Q6的引脚11连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA2；

模拟开关和多路复用器Q3的引脚1连接第九负载的端子LOAD_9I，模拟开关和多路复用器Q3的引脚2连接第十负载的端子LOAD_10I，模拟开关和多路复用器Q3的引脚4连接第十一负载的端子LOAD_11I，模拟开关和多路复用器Q3的引脚5连接第十二负载的端子LOAD_12I，模拟开关和多路复用器Q3的引脚12连接第十三负载的端子LOAD_13I，模拟开关和多路复用器Q3的引脚13连接第十四负载的端子LOAD_14I，模拟开关和多路复用器Q3的引脚14连接第十五负载的端子LOAD_15I，模拟开关和多路复用器Q3的引脚15连接第十六负载的端子LOAD_16I，模拟开关和多路复用器Q3的引脚6、引脚7以及引脚8相连后接模拟地，模拟开关和多路复用器Q3的引脚16分别连接电容C42的一端和电路电压端VDD，电容C42的另一端接模拟地，模拟开关和多路复用器Q3的引脚3连接MCU控制器1的模数采样端ADC_IN0，模拟开关和多路复用器Q3的引脚9连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA0，模拟开关和多路复用器Q3的引脚10连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA1，模拟开关和多路复用器Q3的引脚11连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA2；

模拟开关和多路复用器Q7的引脚1连接第一负载的端子LOAD1FUSE，模拟开关和多路复用器Q7的引脚2连接第二负载的端子LOAD2FUSE，模拟开关和多路复用器Q7的引脚4连接第三负载的端子LOAD3FUSE，模拟开关和多路复用器Q7的引脚5连接第四负载的端子LOAD4FUSE，模拟开关和多路复用器Q7的引脚12连接第五负载的端子LOAD5FUSE，模拟开关和多路复用器Q7的引脚13连接第六负载的端子LOAD6FUSE，模拟开关和多路复用器Q7的引脚14连接第七负载的端子LOAD7FUSE，模拟开关和多路复用器Q7的引脚15连接第八负载的端子LOAD8FUSE，模拟开关和多路复用器Q7的引脚6、引脚7以及引脚8相连后接模拟地，模拟开关和多路复用器Q7的引脚16分别连接电容C46的一端和电路电压端VDD，电容C46的另一端接模拟地，模拟开关和多路复用器Q7的引脚3连接MCU控制器1的熔丝采样端FUSE_IN0，模拟开关和多路复用器Q7的引脚9连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA0，模拟开关和多路复用器Q7的引脚10连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA1，模拟开关和多路复用器Q7的引脚11连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA2；

模拟开关和多路复用器Q8的引脚1连接第九负载的端子LOAD9FUSE，模拟开关和多路复用器Q8的引脚2连接第十负载的端子LOAD10FUSE，模拟开关和多路复用器Q8的引脚4连接第十一负载的端子LOAD11FUSE，模拟开关和多路复用器Q8的引脚5连接第十二负载的端子LOAD12FUSE，模拟开关和多路复用器Q8的引脚12连接第十三负载的端子LOAD13FUSE，模拟开关和多路复用器Q8的引脚13连接第十四负载的端子LOAD14FUSE，模拟开关和多路复用器Q8的引脚14连接第十五负载的端子LOAD15FUSE，模拟开关和多路复用器Q8的引脚15连接第十六负载的端子LOAD16FUSE，模拟开关和多路复用器Q8的引脚6、引脚7以及引脚8相连后接模拟地，模拟开关和多路复用器Q8的引脚16分别连接电容C47的一端和电路电压端VDD，电容C47的另一端接模拟地，模拟开关和多路复用器Q8的引脚3连接MCU控制器1的熔丝采样端FUSE_IN0，模拟开关和多路复用器Q8的引脚9连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA0，模拟开关和多路复用器Q8的引脚10连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA1，模拟开关和多路复用器Q8的引脚11连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA2；

模拟开关和多路复用器Q4的引脚1连接第一负载的端子ADC_SC1，模拟开关和多路复用器Q4的引脚2连接第二负载的端子ADC_SC2，模拟开关和多路复用器Q4的引脚4连接第三负载的端子ADC_SC3，模拟开关和多路复用器Q4的引脚5连接第四负载的端子ADC_SC4，模拟开关和多路复用器Q4的引脚12连接第五负载的端子ADC_SC5，模拟开关和多路复用器Q4的引脚13连接第六负载的端子ADC_SC6，模拟开关和多路复用器Q4的引脚14连接第七负载的端子ADC_SC7，模拟开关和多路复用器Q4的引脚15连接第八负载的端子ADC_SC8，模拟开关和多路复用器Q4的引脚16分别连接电容C43的一端和电路电压端VDD，电容C43的另一端接模拟地，模拟开关和多路复用器Q4的引脚3分别连接MCU控制器1的模数采样端SC0和三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极分别连接电阻R43的一端和电阻R44的一端，电阻R43的另一端连接MCU控制器1的串口数据发送端ADC_SCON0，电阻R44的另一端与三极管Q2的发射极相连后再与模拟开关和多路复用器Q4的引脚7和引脚8的连接点相连后接模拟地，模拟开关和多路复用器Q4的引脚6连接MCU控制器1的数据总线的数据接收端CSAE0，模拟开关和多路复用器Q4的引脚9连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA0，模拟开关和多路复用器Q4的引脚10连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA1，模拟开关和多路复用器Q4的引脚11连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA2；

模拟开关和多路复用器Q5的引脚1连接第九负载的端子ADC_SC9，模拟开关和多路复用器Q5的引脚2连接第十负载的端子ADC_SC10，模拟开关和多路复用器Q5的引脚4连接第十一负载的端子ADC_SC11，模拟开关和多路复用器Q5的引脚5连接第十二负载的端子ADC_SC12，模拟开关和多路复用器Q5的引脚12连接第十三负载的端子ADC_SC13，模拟开关和多路复用器Q5的引脚13连接第十四负载的端子ADC_SC14，模拟开关和多路复用器Q5的引脚14连接第十五负载的端子ADC_SC15，模拟开关和多路复用器Q5的引脚15连接第十六负载的端子ADC_SC16，模拟开关和多路复用器Q5的引脚16分别连接电容C44的一端和电路电压端VDD，电容C44的另一端接模拟地，模拟开关和多路复用器Q5的引脚3分别连接MCU控制器1的模数采样端SC1和三极管Q9的集电极，三极管Q9的基极分别连接电阻R46的一端和电阻R47的一端，电阻R46的另一端连接MCU控制器1的串口数据发送端ADC_SCON1，电阻R47的另一端与三极管Q9的发射极相连后再与模拟开关和多路复用器Q5的引脚7和引脚8的连接点相连后接模拟地，模拟开关和多路复用器Q5的引脚6连接MCU控制器1的数据总线的数据接收端CSAE1，模拟开关和多路复用器Q5的引脚9连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA0，模拟开关和多路复用器Q5的引脚10连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA1，模拟开关和多路复用器Q5的引脚11连接MCU控制器1的控制信号输出端CSA2。

作为本发明的一种实施方式，输出电流检测单元3包括负载熔丝输入电路、负载电流检测电路、短路保护及解除电路，插座；插座用于通过端口02连接负载03，负载熔丝输入电路用于输入负载03的熔丝信号，负载电流检测电路用于将MCU控制器1输出的电压控制信号传送至输出开关单元4，短路保护及解除电路用于对负载03进行短路保护；输出电流检测单元3与每个负载03相对应，负载熔丝输入电路、负载电流检测电路、短路保护及解除电路以及插座CON1能够根据负载的数量的增加而扩展，并且每个负载03所对应的输出电流检测单元3的电路结构相同；

以第一负载对应的输出电流检测单元3为例，参照图5，插座为CON1，插座CON1的引脚1、引脚2、引脚3以及引脚4相连后接第一负载的负极；

负载熔丝输入电路包括稳压二极管D10、电容C75，电阻R51、R52、R53以及R69；电阻R51的一端连接第一负载的负极，电阻51的另一端连接电阻R52的一端，电阻R52的另一端分别连接稳压二极管D10的负极和电容C75的一端，电阻R53的一端与电阻R69的一端相连的连接点连接电容C75的一端，电阻R53的另一端连接端子LOAD1FUSE，电阻R69的另一端与电容C75的另一端以及稳压二极管D10的正极相连，稳压二极管D10的正极还接模拟地；

负载电流检测电路包括运算放大器U10B，电容C67、C68、C69、C70，电阻R54、R55、R56、R57以及R58；运算放大器U10B的同相输入端分别连接电容C69的一端和电阻R54的一端，电容C69的另一端接模拟地，电阻R54的另一端分别连接第一负载的正极和电容C67的一端，电容C67的另一端分别接模拟地和电阻R55的一端，电阻R55的另一端分别连接运算放大器U10B的反相输入端、电阻R56的一端以及电容C68的一端，运算放大器U10B的输出端分别连接电阻R56的另一端和电阻R57的一端，电阻R57的另一端分别连接电容C70的一端和电阻R58的一端，电阻R58的一端还连接端子LOAD_1I，电阻R58的另一端连接电压参考值端子VREF3V，电容C70的另一端分别连接模拟地和电容C68的另一端；

短路保护及解除电路包括运算放大器U10A，MOS管Q11和Q13，检流器RS1和RS3，三极管Q14，二极管D8、D11、D12和D13，电容C76、C77、C79，电阻R70、R71、R73、R74、R75、R76、R77、R78、R59；运算放大器U10A的正电源分别连接电路电压VDD和电容C79的一端，电容C79的另一端连接-5V，运算放大器U10A的负电源连接-5V，运算放大器U10A的同相输入端分别连接电阻R73的一端、电容C76的一端以及电阻R74的一端，电阻R74的一端还连接端子ADC_SC1，电容C76的另一端连接模拟地，电阻R73的另一端连接第一负载的正极，运算放大器U10A的反相输入端分别连接电容C77的一端、电阻R71的一端、电阻R70的一端，电阻R70的另一端连接电压参考值端子VREF3V，运算放大器U10A的输出端分别连接二极管D11的正极、二极管D12的正极以及电阻R75的一端，二极管D11的负极连接电阻R74的另一端，电阻R71的另一端、电容C77的另一端、电阻R75的另一端、电阻R77的一端与三极管Q14的发射极相连后接模拟地，二极管D12的负极分别连接二极管D13的负极和电阻R76的一端，二极管D13的正极连接MCU控制器1的第一负载开关控制端LOAD1-ON，电阻R76的另一端分别连接三极管Q14的基极和电阻R77的另一端，三极管Q14的集电极分别连接MOS管Q13的栅极、MOS管Q11的栅极以及电阻R78的一端，电阻R78的另一端连接电源电压端VCC1，MOS管Q11的栅极还连接电阻R59的一端，电阻R59的另一端分别连接MOS管Q11的源极、二极管D8的正极、检流器RS1的一端、MOS管Q13的源极以及检流器RS3的一端，检流器RS3的一端还连接第一负载的正极，检流器RS3的另一端分别连接模拟地和检流器RS1的另一端，MOS管Q13的漏极分别连接MOS管Q11的漏极和二极管D8的负极，MOS管Q11的漏极还连接第一负载的负极。

作为本发明的一种实施方式，参照图6，RS485对FSU采集通讯接口单元13包括接口驱动器U2，双通道数字隔离器OP2，电感器B2和B3，稳压二极管D2和D3，电容C2、C3以及C5，电阻R1、R2、R3、R4、R7、R8、R9；接口驱动器U2的引脚1连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接MCU控制器1的485数据采集接收端RS485_DOWN_RX，接口驱动器U2的引脚2和引脚3相连后分别连接电阻R4的一端和MCU控制器1的485数据采集使能端RS485_DOWN_EN，电阻R4的另一端连接模拟地，接口驱动器U2的引脚4连接MCU控制器1的485数据采集发送端RS485_DOWN_TX，接口驱动器U2的引脚5接模拟地，接口驱动器U2的引脚6分别连接电阻R9的一端、电感器B3的一端以及电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电路电压VDD，电感器B3的另一端分别连接稳压二极管D2的负极和端子RS485_2_A，稳压二极管D2的正极接模拟地，接口驱动器U2的引脚7分别连接电阻R8的一端、电感器B2的一端以及电阻R9的另一端，接口驱动器U2的引脚8分别连接电容C5的一端和电路电压VDD，电容C5的另一端连接电阻R8的另一端，电阻R8的另一端分别连接模拟地和稳压二极管D3的正极，电感器B2的另一端分别连接稳压二极管D3的负极和端子RS485_2_B；

双通道数字隔离器OP2的引脚1分别连接电容C2的一端和3.3V，电容C2的另一端连接模拟地，双通道数字隔离器OP2的引脚2连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接MCU控制器1的485数据采集接收端RS485_DOWN_RX，双通道数字隔离器OP2的引脚3连接MCU控制器1的485数据采集发送端RS485_DOWN_TX，双通道数字隔离器OP2的引脚4接模拟地，双通道数字隔离器OP2的引脚5接信号地，双通道数字隔离器OP2的引脚6连接GPS/4G远程上传或控制模块15的数据发送端4G_TX，双通道数字隔离器OP2的引脚7连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接GPS/4G远程上传或控制模块15的数据接收端4G_RX，双通道数字隔离器OP2的引脚8分别连接电容C3的一端和3.3V，电容C3的另一端连接信号地。

作为本发明的一种实施方式，参照图7，RS485对上通讯接口单元14包括接口驱动器U1，双通道数字隔离器OP1，光耦OP3，电感器B1和B6，稳压二极管D1和D7，电容C1和C4，电阻R22、R23、R5、R6、R27；接口驱动器U1的引脚1与双通道数字隔离器OP1的引脚7相连，接口驱动器U1的引脚2和引脚3相连后分别连接电阻R23的一端和光耦OP1的引脚4，电阻R23的另一端接信号地，光耦OP3的引脚3接+5V2，光耦OP3的引脚1连接3.3V，光耦OP3的引脚2连接电阻R22的一端，电阻R22的另一端连接MCU控制器1的485数据上传使能端RS485_UP_EN，接口驱动器U1的引脚4与双通道数字隔离器OP1的引脚6相连，接口驱动器U1的引脚5接信号地，接口驱动器U1的引脚6分别连接电阻R6的一端、电感器B6的一端以及电阻R27的一端，电阻R27的另一端接+5V2，电感器B6的另一端分别连接稳压二极管D7的负极和端子RS485_1_A，稳压二极管D7的正极接信号地，接口驱动器U1的引脚7分别连接电阻R5的一端、电感器B1的一端以及电阻R6的另一端，电阻R5的另一端分别连接信号地和稳压二极管D1的正极，电感器B1的另一端分别连接稳压二极管D1的负极和端子RS485_1_B，接口驱动器U1的引脚8连接+5V2，双通道数字隔离器OP1的引脚1分别连接电容C1的一端和3.3V，电容C1的另一端连接模拟地，双通道数字隔离器OP1的引脚2连接MCU控制器1的485数据上传接收端RS485_UP_RX，双通道数字隔离器OP1的引脚3连接MCU控制器1的485数据上传发送端RS485_UP_TX，双通道数字隔离器OP1的引脚4接模拟地，双通道数字隔离器OP1的引脚5接信号地，双通道数字隔离器OP1的引脚8分别电容C4的一端和+5V2，电容C4的另一端接信号地。

作为本发明的一种实施方式，参照图8，铁电存储单元9包括铁电存储器U5，电容C16，电阻R24、R51以及R52；铁电存储器U5的引脚1、引脚2、引脚3以及引脚4相连后接模拟地，铁电存储器U5的引脚5分别连接MCU控制器1的串口数据接收端RTC_SDA1和电阻R51的一端，电阻R51的另一端与电阻R52的一端相连后接3.3V，铁电存储器U5的引脚6分别连接电阻R52的另一端和MCU控制器1的串口数据发送端RTC_SCL1，铁电存储器U5的引脚7连接电阻R24的一端，电阻R24的另一端分别连接电容C16的一端和模拟地，铁电存储器U5的引脚8分别连接电容C16的另一端和3.3V。

具体地，参照图9，声音提示单元6包括蜂鸣器B5，三极管Q1，二极管D5，电阻R18和R19；蜂鸣器B5的一端分别连接电路电压VDD和二极管D5的负极，蜂鸣器B5的另一端分别连接二极管D5的正极和电阻R19的一端，电阻R19的另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接模拟地，三极管Q1的栅极连接电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接MCU控制器1的声音控制端BEE。

具体地，参照图10，实时时钟单元7包括时钟芯片U9，晶振Y2，二极管D601和D602，电池BT1，电容C31和C32，电阻R25、R39、R40、R53；时钟芯片U9的引脚1分别连接电阻R53的一端和晶振Y2的一端，晶振Y2的一端还连接电容C31的一端，时钟芯片U9的引脚2分别连接电阻R53的另一端和晶振Y2的另一端，晶振Y2的另一端还连接电容C32的一端，电容C32的另一端分别连接模拟地和电容C31的另一端，时钟芯片U9的引脚4接模拟地，时钟芯片U9的引脚5分别连接MCU控制器1的时钟数据接收端RTC_SDA和电阻R40的一端，时钟芯片U9的引脚6分别连接MCU控制器1的时钟数据发送端RTC_SCL和电阻R39的一端，电阻R40的另一端和电阻R39的另一端相连后接3.3V，二极管D601的正极和二极管D602的正极相连后接时钟芯片U9的引脚8，时钟芯片U9的引脚8还分别连接电池电压端+Vbat和电阻R25的一端，电阻R25的另一端分别连接二极管D601的正极和电池BT1的负极，电池BT1的正极接模拟地，二极管D602的正极接3.3V。

具体地，参照图11，FLASH存储单元8包括FLASH存储器U6，电容C17和C62，电阻R26；FLASH存储器U6的引脚1连接MCU控制器1的FLASH数据端FLASH_SPI_NSS，FLASH存储器U6的引脚2连接MCU控制器1的FLASH数据端FLASH_SPI_MISO，FLASH存储器U6的引脚5连接MCU控制器1的FLASH数据端FLASH_SPI_MOSI，FLASH存储器U6的引脚6连接MCU控制器1的FLASH数据端FLASH_SPI_SCK，FLASH存储器U6的引脚3分别连接电容C17的一端和电阻R26的一端，电阻R26的另一端接3.3V，FLASH存储器U6的引脚4与电容C17的另一端相连后接模拟地，FLASH存储器U6的引脚7和引脚7相连后分别接3.3V和电容C62的一端，电容C62的另一端接模拟地。

具体地，参照图12，LCD显示单元10包括LCD显示器接口J1，发光二极管LED1、LED2以及LED3，电阻R13、R14、R15、R17；发光二极管LED1用于指示与LCD显示器接口J1与LCD显示器连接正常，发光二极管LED2用于指示LCD显示器接口J1与LCD显示器连接异常，发光二极管LED3用于指示LCD显示器接口J1与LCD显示器连接失败；LCD显示器接口J1的引脚2接模拟地，LCD显示器接口J1的引脚1分别连接LCD显示器电源电压LCD_VCC和电阻R15的一端，电阻R15的另一端接3.3V，LCD显示器接口J1的引脚3连接MCU控制器1的串口数据发送端LCD_D0，LCD显示器接口J1的引脚4连接MCU控制器1的串口数据接收端LCD_D1，LCD显示器接口J1的引脚5连接MCU控制器1的数据端LCD_D2，LCD显示器接口J1的引脚6连接MCU控制器1的串口数据端LCD_D3，LCD显示器接口J1的引脚7连接MCU控制器1的数据端LCD_D4，LCD显示器接口J1的引脚8连接MCU控制器1的数据端LCD_D5，LCD显示器接口J1的引脚9连接MCU控制器1的时间控制端K1，LCD显示器接口J1的引脚10连接MCU控制器1的时间控制端K2，LCD显示器接口J1的引脚11连接MCU控制器1的时间控制端K3，LCD显示器接口J1的引脚12连接MCU控制器1的时间控制端K4，LCD显示器接口J1的引脚13连接发光二极管LED1的负极，LCD显示器接口J1的引脚15连接发光二极管LED2的负极，LCD显示器接口J1的引脚17连接发光二极管LED3的负极，LCD显示器接口J1的引脚14分别连接发光二极管LED1的正极和电阻R13的一端，电阻R13的另一端接3.3V，LCD显示器接口J1的引脚16分别连接发光二极管LED2的正极和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接3.3V，LCD显示器接口J1的引脚18分别连接发光二极管LED3的正极和电阻R17的一端，电阻R17的另一端接3.3V。

具体地，参照图13，降压稳压单元11包括降压开关调节器U3，低压差线性稳压器U4，电感器L1和B4，二极管D4，电容C6、C9、C11、C13、C15、C14、C12、C10、C8、C7，电阻R10、R11、R12；降压开关调节器U3的引脚1连接电容C9的一端，电容C9的另一端分别连接降压开关调节器U3的引脚6和二极管D4的负极，二极管D4的正极接模拟地，降压开关调节器U3的引脚6还连接电感器L1的一端，降压开关调节器U3的引脚5分别连接电阻R10的一端、电源电压VCC和电容C6的一端，电容C6的另一端接模拟地，降压开关调节器U3的引脚4连接电阻R10的另一端，降压开关调节器U3的引脚2接模拟地，降压开关调节器U3的引脚2还分别连接电阻R11的一端、电容C13的一端和电容C15的一端，降压开关调节器U3的引脚3分别连接电阻R11的另一端、电容C11的一端和电阻R12的一端，电容C11的另一端与电阻R12的另一端相连后接电感器L1的另一端，电感器L1的另一端还连接电容C13的另一端、电容C15的另一端、电感器B4的一端，低压差线性稳压器U4的引脚2分别连接电容C8的一端、电容C7的一端和电感器B4的另一端，电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C10的一端、电容C12的一端、电容C14的一端与低压差线性稳压器U4的引脚1相连，低压差线性稳压器U4的引脚1还接模拟地，低压差线性稳压器U4的引脚与电容C10的另一端、电容C12的另一端、电容C14的另一端相连，电容C14的另一端还接3.3V。

具体地，参照图14，ADC参考电压单元12包括肖特基二极管U7，电容C23和C25，电阻R29、R31、R32、R35；肖特基二极管U7的引脚1分别连接电阻R31的一端和电阻R32的一端，电阻R31的另一端分别连接电阻R29的一端和肖特基二极管U7的引脚2，电阻R29的另一端接3.3V，肖特基二极管U7的引脚2还连接电阻R35的一端，肖特基二极管U7的引脚3分别连接电阻R32的另一端和模拟地，电阻R35的另一端连接电容C23的一端，电容C23的一端还分别连接电容C25的一端和电压参考值端子VREF3V，电容C23的另一端和电容C25的另一端相连后接模拟地。

优选地，MCU控制器1的型号为STM32F103VET6。GPS/4G远程上传或控制模块15采用市场已有的公开的技术成品。

综上所述，本发明具有以下显著优点：集成16路端口输出；采用4G及北斗三短报文独立上传数据到能源管理平台，同时兼容支持485通讯接口与铁塔基站通信；能够通过各端口自定义用户，具有分用户、分端口计量统计功能，如：电压、电流、功率、电能功能；支持本地、远程控制各端口分断，支持过电流分断；具有短路保护功能，短路立即保护，通过远程控制恢复；能够自动联网对时，具有高精度时钟；具备断电记忆功能。

以上对本发明的实施例进行了详细的说明，但本发明的创造并不限于本实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下，还可以做出许多同等变型或替换，这些同等变型或替换均包含在本申请的权利要求所限定的保护范围内。