CN103353549B - 电力仪表的电能数据恢复装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种电力仪表的电能数据恢复装置，其特征在于，包括：MCU、通信模块、以及与铁电存储器和/或EPPROM存储器通信的IIC接口模块或SPI接口模块，MCU与其他模块耦合连接，MCU通过IIC接口模块或SPI接口模块读取铁电存储器和/或EPPROM存储器中设定地址内的电能数据，将读取到的电能数据通过通信模块传送到数据中心，进行电能数据的处理和分析。本发明的电力仪表的电能数据恢复装置可以快速准确的恢复因为电源老化、单片机异常导致电力仪表不能正常工作时电能数据的恢复。
Description
技术领域
本发明属于电子仪表技术领域，特别是一种电力仪表的电能数据恢复装置及方法。
背景技术
随着国家电网对于坚强智能电网的提出和建设，对电力仪表智能和坚强性提出了更高的要求。电力仪表作为智能坚强电网的终端，对智能坚强电网的建设具有重要作用。电力仪表中的电能计量作为电网公司和用户的收费依据、作为用电企业内部考核的依据，其稳定性和可恢复性具有重要意义。在电力系统中，由于外部冲击或器件老化会导致部分仪表不能正常工作，或者由于时序干扰，读取电能校验码错误导致用户无法获取电能数据，给客户的电能计量和内部考核带来影响。目前恢复电力仪表电能数据的常用方法是将损坏仪表的寄回厂家，厂家将存储电能的存储器焊接于正常的仪表进行读取。该方法只能解决存储器内部数据完全正确的情况，对于存储器内部分数据错误或校验码错误则无法解决。同时该处理方式周期较长，如多块仪表寄回还可能会导致恢复的电能数据与现场表位不对应。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有电力仪表电能数据恢复能力的电力仪表的电能数据恢复装置，包括：MCU、通信模块、以及与铁电存储器和/或EPPROM存储器通信的IIC接口模块或SPI接口模块，MCU与其他模块耦合连接，MCU通过IIC接口模块或SPI接口模块读取铁电存储器和/或EPPROM存储器中设定地址内的电能数据，将读取到的电能数据通过通信模块传送到数据中心，进行电能数据的处理和分析。
其中通信模块可以是RS485通信模块、以太网通信模块、GSM通信模块中的一个或多个。
此外，所述电能数据恢复装置还包括与MCU耦合连接的按键模块及LCD显示模块，按键模块用于对电力仪表的电能数据恢复装置进行系统参数配置，LCD显示模块与MCU连接，显示读取到的电能数据。
再有，SPI接口模块包括SPI跳线接口及SPISOP8接口，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器SPISOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器SPISOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，如所述铁电存储器或EPPROM存储器与连接器SPISOP8接口封装管脚定义不同，则可以通过连接器SPI跳线接口以跳线方式读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。其中，SPI跳线接口的引脚FM_MISO、引脚FM_MOSI、引脚FM_SCK及引脚FMCS分别与MCU输入输出接口的引脚MOSI、引脚MISO、引脚SCK及引脚CS连接，SPI跳线接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接；SPISOP8接口的引脚FM_MISO、引脚FM_MOSI、引脚FM_SCK及引脚FM_CS分别与MCU输入输出接口的引脚MOSI、引脚MISO、引脚SCK及引脚CS连接，以及SPISOP8接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接。
还有，IIC接口模块包括IIC跳线接口及IICSOP8接口，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器IICSOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义不同时，则可以通过连接器IIC跳线接口跳线方式进行读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。其中IIC跳线接口的引脚FM_SDA、引脚FM_SCL、引脚FM_WP、引脚FM_A0、引脚FM_A1及引脚FM_A2分别与MCU输入输出接口的引脚SDA、引脚SCL、引脚WP、引脚A0、引脚A1及引脚A2连接。IIC跳线接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接；IICSOP8接口的引脚FM_A0、引脚FM_A1、引脚FM_WP、引脚FM_A2、引脚FM_SCL及引脚FM_SDA分别与MCU输入输出接口的引脚A0、引脚A1、引脚WP、引脚A2、引脚SCL及引脚SDA连接，以及IICSOP8接口的引脚VCC通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接。
本发明还提供一种电能数据恢复方法，其特征在于包括步骤：
第一步，识别存储器类型，根据存储器类型设置相应的系统信息；
第二步，根据存储器类型和设置的系统信息，读取电能数据；
第三步，将电能数据传输给数据中心。
其中，从中读取电能数据的存储器为铁电存储器和EPPROM存储器，并通过IIC接口模块或SPI接口模块读取铁电存储器、EPPROM存储器中设定地址内的电能数据。
SPI接口模块包括SPI跳线接口及SPISOP8接口，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器SPISOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器SPISOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，如所述铁电存储器或EPPROM存储器与连接器SPISOP8接口封装管脚定义不同，则可以通过连接器SPI跳线接口以跳线方式读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据；
IIC接口模块包括IIC跳线接口及IICSOP8接口，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器IICSOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义不同时，则可以通过连接器IIC跳线接口跳线方式进行读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。
本发明电力仪表的电能数据恢复装置可以快速准确的恢复因为电源老化、单片机异常导致电力仪表不能正常工作时电能数据的恢复，可以兼容IIC接口、SPI接口的铁电存储器或EPPROM存储器的中数据恢复，同时兼容3.3伏和5伏工作电源的铁电存储器和EPPROM存储器。
附图说明
图1为本发明电力仪表的电能数据恢复装置模块图；
图2为本发明电力仪表的电能数据恢复装置SPI接口模块原理图；
其中，与MCU连接部分中：引脚1是公共地，引脚6、7分别是电源1、电源2对应的5V和3.3V电源；此外，CS是片选信号线，MOSI是主出从入数据线，MISO是主入从出数据线，SCK是SPI时钟信号线。
图3为本发明电力仪表的电能数据恢复装置IIC接口模块原理图；
其中，与MCU连接部分：引脚1是公共地，引脚8、9是电源信号分别对应的+5V和3.3V，分别给5V和3.3V工作电源的铁电供电，A0、A1、A2是铁电地址片选线，WP是铁电数据保护控制线。此外，SDA是数据线；SCL是时钟线。
图4为本发明电力仪表的电能数据恢复装置的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明电力仪表的电能数据恢复装置作进一步详细说明。
如图1所示，本发明电力仪表的电能数据恢复装置，包括：MCU以及分别与MCU耦合连接的IIC接口模块、SPI接口模块、RS485通信模块、以太网通信模块、GSM通信模块、按键模块及LCD显示模块。其中
MCU通过IIC接口模块或SPI接口模块读取铁电存储器和/或EPPROM存储器中设定地址内的电能数据，将读取到的电能数据通过RS485通信模块、以太网通信模块或GSM通信模块传送到数据中心，进行电能数据的处理和分析。
按键模块用于对电力仪表的电能数据恢复装置进行系统参数配置。
LCD显示模块与MCU连接，显示读取到的电能数据。
如图2所示，SPI接口模块包括SPI跳线接口及SPISOP8接口，其中SPI跳线接口的引脚FM_MISO、引脚FM_MOSI、引脚FM_SCK及引脚FMCS分别与MCU输入输出接口的引脚MOSI、引脚MISO、引脚SCK及引脚CS连接。SPI跳线接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接。SPISOP8接口的引脚FM_MISO、引脚FM_MOSI、引脚FM_SCK及引脚FM_CS分别与MCU输入输出接口的引脚MOSI、引脚MISO、引脚SCK及引脚CS连接。以及SPISOP8接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接。MCU通过SPI接口模块与具有SPI接口的铁电存储器或EPPROM存储器通信，读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器SPISOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器SPISOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。如所述铁电存储器或EPPROM存储器与连接器SPISOP8接口封装管脚定义不同，则可以通过连接器SPI跳线接口跳线方式读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。
如图3所示，IIC接口模块包括IIC跳线接口及IICSOP8接口，其中IIC跳线接口的引脚FM_SDA、引脚FM_SCL、引脚FM_WP、引脚FM_A0、引脚FM_A1及引脚FM_A2分别与MCU输入输出接口的引脚SDA、引脚SCL、引脚WP、引脚A0、引脚A1及引脚A2连接。IIC跳线接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接。IICSOP8接口的引脚FM_A0、引脚FM_A1、引脚FM_WP、引脚FM_A2、引脚FM_SCL及引脚FM_SDA分别与MCU输入输出接口的引脚A0、引脚A1、引脚WP、引脚A2、引脚SCL及引脚SDA连接。以及IICSOP8接口的引脚VCC通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接。MCU通过IIC接口模块与具有IIC接口的铁电存储器或EPPROM存储器通信，读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器IICSOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义不同时，则可以通过连接器IIC跳线接口跳线方式进行读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。
如图4所示，上述装置恢复电力仪表的电能数据的方法包括如下步骤：上电后，MCU读取的存储器类型，根据存储器类型设置相应的系统信息、起始地址、数据长度等信息。根据设置的存储器类型和系统信息，进行按照EPPROM存储器的SPI接口时序读取电能数据或按照EPPROM存储器的IIC接口时序读取电能数据或按照铁电存储器的SPI接口时序读取电能数据或按照铁电存储器的IIC接口读取电能数据，可将读取到的电能数据在如LCD的屏幕上显示。读取的电能数据可以通过RS485通信模块根据MODBUS-RTU协议上传到数据中心，也可通过以太网通信模块，将读取到的电能数据上传到数据中心。还可通过GSM通信模块，通过移动网络将读取到的电能数据长传到数据中心。读取的电能数据可以采用如图4所示的通过RS485通信模块、以太网通信模块、GSM通信模块串行选择传输，也可采用其中一种或多种方式传输。
本发明电力仪表的电能数据恢复装置可以快速准确的恢复因为电源老化、单片机异常导致电力仪表不能正常工作时电能数据的恢复，可以兼容IIC接口、SPI接口的铁电存储器或EPPROM存储器的中数据恢复，同时兼容3.3伏和5伏工作电源的铁电存储器和EPPROM存储器。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种电力仪表的电能数据恢复装置，其特征在于，包括：MCU、通信模块、以及与铁电存储器和/或EPPROM存储器通信的IIC接口模块或SPI接口模块，MCU与其他模块耦合连接，
MCU通过IIC接口模块或SPI接口模块读取铁电存储器和/或EPPROM存储器中设定地址内的电能数据，将读取到的电能数据通过通信模块传送到数据中心，进行电能数据的处理和分析，
SPI接口模块包括SPI跳线接口及SPISOP8接口，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器SPISOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器SPISOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，如所述铁电存储器或EPPROM存储器与连接器SPISOP8接口封装管脚定义不同，则可以通过连接器SPI跳线接口以跳线方式读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，
IIC接口模块包括IIC跳线接口及IICSOP8接口，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器IICSOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，如所述铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义不同时，则可以通过连接器IIC跳线接口跳线方式进行读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。
2.如权利要求1所述的电力仪表的电能数据恢复装置，其特征在于：所述通信模块可以是RS485通信模块、以太网通信模块、GSM通信模块中的一个或多个。
3.如权利要求1或2所述的电力仪表的电能数据恢复装置，其特征在于：所述电能数据恢复装置还包括与MCU耦合连接的按键模块及LCD显示模块，按键模块用于对电力仪表的电能数据恢复装置进行系统参数配置，LCD显示模块与MCU连接，显示读取到的电能数据。
4.如权利要求1所述的电力仪表的电能数据恢复装置，其特征在于：SPI跳线接口的引脚FM_MISO、引脚FM_MOSI、引脚FM_SCK及引脚FMCS分别与MCU输入输出接口的引脚MOSI、引脚MISO、引脚SCK及引脚CS连接，SPI跳线接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接；SPISOP8接口的引脚FM_MISO、引脚FM_MOSI、引脚FM_SCK及引脚FM_CS分别与MCU输入输出接口的引脚MOSI、引脚MISO、引脚SCK及引脚CS连接，以及SPISOP8接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接。
5.如权利要求1所述的电力仪表的电能数据恢复装置，其特征在于：IIC跳线接口的引脚FM_SDA、引脚FM_SCL、引脚FM_WP、引脚FM_A0、引脚FM_A1及引脚FM_A2分别与MCU输入输出接口的引脚SDA、引脚SCL、引脚WP、引脚A0、引脚A1及引脚A2连接；IIC跳线接口的引脚Vcc通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接；IICSOP8接口的引脚FM_A0、引脚FM_A1、引脚FM_WP、引脚FM_A2、引脚FM_SCL及引脚FM_SDA分别与MCU输入输出接口的引脚A0、引脚A1、引脚WP、引脚A2、引脚SCL及引脚SDA连接，以及IICSOP8接口的引脚VCC通过开关SW与5伏或3.3伏电源连接。
6.一种电力仪表的电能数据恢复方法，其特征在于包括步骤：
第一步，识别存储器类型，根据存储器类型设置相应的系统信息；
第二步，根据存储器类型和设置的系统信息，通过IIC接口模块或SPI接口模块读取电能数据；
第三步，将电能数据传输给数据中心，
其中，
SPI接口模块包括SPI跳线接口及SPISOP8接口，如铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器SPISOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器SPISOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，如铁电存储器或EPPROM存储器与连接器SPISOP8接口封装管脚定义不同，则可以通过连接器SPI跳线接口以跳线方式读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据；
IIC接口模块包括IIC跳线接口及IICSOP8接口，如铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义相同时，则通过连接器IICSOP8接口压接方式直接读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据，如铁电存储器或EPPROM存储器封装管脚定义与连接器IICSOP8接口封装管脚定义不同时，则可以通过连接器IIC跳线接口跳线方式进行读取铁电存储器或EPPROM存储器内的电能数据。
7.如权利要求6所述的电力仪表的电能数据恢复方法，其特征在于：从中读取电能数据的存储器为铁电存储器和EPPROM存储器。
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