据公安部消防局《中国火灾统计年鉴》数据显示,全国电气火灾中有70%由开关引起,其主要原因是普通配电开关断路器没起到保护作用。此外,我国多数用电单位及个人在用电过程中缺乏防患意识,放松安全用电警惕,用电单位管理制度约束不能从根本上解决问题。因此,提高断路器的可靠性,全天候动态监测配电线路安全性,对保证用电安全和人民生命财产安全具有重要意义。为提高用电安全性,论文设计了新型物联网断路器系统以取代传统断路器。物联网断路器系统设计分为5部分:传感器模块电路硬件设计、系统主控电路硬件设计、软件程序设计、协议需求设计和云平台接入设计。研制的物联网断路器产品,具有安全性高、可靠性高、精细管理、操控便捷可视的特点。经权威部门测试,获得3C认证和CE认证,已在国内外市场广泛使用。论文具体工作如下:设计了传感器模块和通讯模块。针对电能参数采集,设计“对称桥式”电路和V/I转换电路,将小电流转化电压,使测量准确、高效、提升测量宽度。由于传感器模块和通讯模块工作方式的不同、处理数据量不同,设计了“大小核”架构,即通讯模块处理数据量较大,分配功能较为强劲的“大核”,传感器模块采集传输的数据量不大,采集分配“小核”。采用模拟电路和数字电路隔离设计使模拟数字电源隔离,保证电路工作可靠性。引入国内开源嵌入式实时操作系统RT-Thread,设计了主控程序框架。针对控制流程采用任务形式,任务间并发减小等待延时。程序设计模块化,模块之间低耦合便于功能优化业务迁移。云平台接入使用目前较为成熟稳定的百度智联云物接入Iot-Hub方案。通信协议采用高效、稳定、成熟的MQTT协议,提升开发效率。设计了“紧急故障机械断路,一般故障软件断路”的用电故障处理策略。即物联网断路器针对紧急故障采用机械转轴物理切断方式;针对一般故障采用软件处理方式,软件检测、处理,操作系统软件中的故障采集任务将故障数据及时上传云平台。该策略能够进一步提升系统安全性、简化系统设计。