CN107370653B - 一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置 - Google Patents

一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置，包括微处理芯片、MBUS通信模块、上行通信模块和自动切换电路，自动切换电路可以根据微处理芯片的信号，选择不同的输入信号；上行通信模块的输入端与微处理芯片电连接；MBUS通信模块包括输入端、正极输出端和负极输出端，MBUS通信模块的输入端与微处理芯片电连接；MBUS通信模块与自动切换电路电连接。本发明读取MBUS总线数据时，自动断开燃气采集器与MBUS总线之间的连接，使得燃气表计可以收到正确的电平信号，反馈采集的数据，完成对MBUS总线的读取动作。与使用信号切换装置相比，本发明直接具有信号切换的功能，整体硬件的体积更方便，硬件成本更低，操作更简单。

Description

一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置
技术领域
本发明涉及电力通信接口转换装置领域，更具体地，涉及一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置。
背景技术
在电水气多表集抄项目的建设过程中，若是燃气表已经建设好采集系统，所有的燃气表通过MBUS总线接入到燃气的采集器中，多表集抄系统的通信接口转换装置并入MBUS总线，与燃气采集器分别布置在总线的两端，通过MBUS总线采集燃气表。
通信接口转换装置与燃气采集器同时接入燃气采集MBUS总线，当通信接口转换装置向MBUS总线上燃气表计发出抄表命令时，会向MBUS总线发送电平信号，由于受到燃气采集器内部电路的干扰，导致通信接口转换装置发出的电平信号被干扰，产生信号畸变。MBUS总线上接入的燃气表计无法收到正确的电平信号，无有效信号返回通信接口转换装置，从而导致抄表失败。
发明内容
本发明克服了上述现有的通信接口转换装置与燃气采集器和MBUS总线连接的缺陷，提供了一种新的具有自动切换功能的电力通信接口转换装置。本发明可以在读取MBUS总线数据时，切断MBUS总线与燃气采集器之间的连接，使两者不会同时对MBUS总线进行数据读取，造成读取数据的失败。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置，包括单片机、MBUS通信模块、上行通信模块和自动切换电路，其中，
所述的自动切换电路具有第一级、第二级和第三级，自动切换电路可以根据单片机的信号，选择第一级或者第二级与第三级进行双向电连接；
所述的上行通信模块将电力通信接口转换装置收集的数据进行上传，上行通信模块的输入端与单片机电连接；
所述的MBUS通信模块包括输入端、输出端、正极双向端和负极双向端，MBUS通信模块的正极双向端和负极双向端组成MBUS通信模块的双向传输级，MBUS通信模块的输入端与单片机电连接，MBUS通信模块的输出端与单片机电连接；
所述的MBUS通信模块的双向传输级与自动切换电路的第一级双向电连接；
所述的自动切换电路的第二级与燃气表采集器电连接。
本发明工作流程如下：
燃气采集器与第二级电连接，第三级与MBUS总线电连接，第二级与第三级常闭连接。通信接口转换装置不读取MBUS总线时，第二级与第三级常闭连接，燃气采集器收集MBUS总线上的数据。当通信接口转换装置读取MBUS总线时，单片机发出控制信号通过MUBS通信模块到达自动切换电路，自动切换电路根据控制信号，将第二级与第三级断开，第一级与第三级连接，单片机读取MBUS总线上的数据。上行通信模块将电力通信接口转换装置读取MBUS总线的数据进行上传。
在一种优选的方案中，所述的自动切换电路包括第一整流滤波电路、第二整流滤波电路、匹配电容、限流电阻和双刀双掷继电器，其中，
所述的第一整流滤波电路包括第一正极端、第一负极端、正极输出端和负极输出端，第一整流滤波电路的第一正极端和第一负极端作为自动切换电路的第一级；
所述的第二整流滤波电路包括第二正极端、第二负极端、正极输出端和负极输出端，第二整流滤波电路的第二正极端和第二负极端作为自动切换电路的第二级；
所述的双刀双掷继电器包括第一控制端、第二控制端、第一输出端、第二输出端、第一活动端、第二活动端、第三活动端和第四活动端，第一活动端和第二活动端作为双刀双掷继电器的第一活动级，第一活动级与第一级双向电连接；第三活动端和第四活动端作为双刀双掷继电器的第二活动级，第二活动级与第二级双向电连接；第一控制端和第二控制端作为双刀双掷继电器的控制极；第一输出端和第二输出端作为双刀双掷继电器的输出极，双刀双掷继电器的输出极作为自动切换电路的第三级，在控制极的控制下，双刀双掷继电器的输出级选择与第一活动级或者第二活动级电连接；
所述的第一整流滤波电路的正极输出端与限流电阻的一端电连接；
所述的第一整流滤波电路的负极输出端与匹配电容的一端电连接；
所述的匹配电容与双刀双掷继电器中的电感相匹配；
所述的匹配电容的另一端与限流电阻的另一端电连接；
所述的匹配电容的另一端与第二控制端电连接；
所述的匹配电容的一端与第一控制端电连接。
所述的双刀双掷继电器的输出极作为自动切换电路的输出级。
第一整流滤波电路和第二整流滤波电路提供稳定的直流信号，使得双刀双掷继电器不会不停地切换。限流电阻对第一整流滤波电路的输出电流进行限流，防止双刀双掷继电器的控制极过载。双刀双掷继电器根据第一输入级的控制信号，双刀双掷继电器的输出级与第一活动级或者第二活动级进行连接。
在一种优选的方案中，所述的自动切换电路还包括第一发光电路、第二发光电路，其中，
所述的第一整流滤波电路的正极输出端与第一发光电路的一端电连接，第一整流滤波电路的负极输出端与第一发光电路的另一端电连接；
所述的第二整流滤波电路的正极输出端与第二发光电路的一端电连接，第一整流滤波电路的负极输出端与第二发光电路的另一端电连接。
第一发光电路和第二发光电路用于显示当前，电力通信接口转换装置和燃气采集器哪一个在读取MBUS总线上的数据。
在一种优选的方案中，所述的上行通信模块是载波通信模块或者串口转4G模块。载波通信模块或者串口转4G模块适合不同的场景，使得电力通信接口转换装置有更高的适用性。
在一种优选的方案中，所述的电力通信接口转换装置还包括RS485通信模块，RS485通信模块用于读取水表的数据，所述的RS485通信模块的输出端与单片机电连接。RS485通信模块使得电力通信接口转换装置除了具有读取燃气表的MUBS总线外，还具有读取RS485水表数据的功能。
在一种优选的方案中，所述的电力通信接口转换装置还包括电源，电源对电力通信接口转换装置进行供电。
在一种优选的方案中，所述的电力通信接口转换装置还包括LCD显示屏，所述的LCD显示屏的输入端与单片机电连接。LCD显示屏用于显示电力通信接口转换装置的抄表数据。
在一种优选的方案中，所述的电力通信接口转换装置还包括数据存储卡，数据存储卡的输入端与单片机电连接。数据存储卡用于存储电力通信接口转换装置对的抄表数据。
在一种优选的方案中，所述的单片机是单片机。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
当本发明读取MBUS总线数据时，自动断开燃气采集器与MBUS总线之间的连接，使得燃气表计可以收到正确的电平信号，反馈采集数据，完成对MBUS总线的读取动作。相对于使用切换装置，本发明直接具有切换装置的功能，整体硬件的体积更方便，硬件成本更低，操作更简单。
附图说明
图1为实施例1结构图。
图2为实施例2结构图。
图3为自动切换电路图。
标号说明：1.第一发光电路；2.第二发光电路。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置，包括电源、单片机、RS485通信模块、串口转4G模块、自动切换电路、MBUS通信模块、LCD显示屏和数据存储卡，其中，
自动切换电路具有第一级、第二级和第三级，自动切换电路可以根据单片机的信号，选择第一级或者第二级与第三级进行双向电连接；
串口转4G模块将电力通信接口转换装置收集的数据进行上传，串口转4G模块的输入端与单片机电连接；
MBUS通信模块包括输入端、输出端、正极双向端和负极双向端，MBUS通信模块的正极双向端和负极双向端组成MBUS通信模块的双向传输级，MBUS通信模块的输入端与单片机电连接，MBUS通信模块的输出端与单片机电连接；
MBUS通信模块的双向传输级与自动切换电路的第一级双向电连接；
自动切换电路的第二级与燃气表采集器电连接；
RS485通信模块用于读取水表的数据，RS485通信模块的输出端与单片机电连接；
电源对电力通信接口转换装置进行供电；
LCD显示屏的输入端与单片机电连接；
数据存储卡的输入端与单片机电连接。
如图3所示，自动切换电路包括第一整流滤波电路、第二整流滤波电路、、第一发光电路1、第二发光电路2、匹配电容、限流电阻和双刀双掷继电器，其中，
第一整流滤波电路包括第一正极端、第一负极端、正极输出端和负极输出端，第一整流滤波电路的第一正极端和第一负极端作为自动切换电路的第一级；第一整流滤波电路的正极输出端与第一发光电路1的一端电连接，第一整流滤波电路的负极输出端与第一发光电路1的另一端电连接；
第二整流滤波电路包括第二正极端、第二负极端、正极输出端和负极输出端，第二整流滤波电路的第二正极端和第二负极端作为自动切换电路的第二级；第二整流滤波电路的正极输出端与第二发光电路2的一端电连接，第二整流滤波电路的负极输出端与第二发光电路2的另一端电连接；
双刀双掷继电器包括第一控制端、第二控制端、第一输出端、第二输出端、第一活动端、第二活动端、第三活动端和第四活动端，第一活动端和第二活动端作为双刀双掷继电器的第一活动级，第一活动级与第一级双向电连接；第三活动端和第四活动端作为双刀双掷继电器的第二活动级，第二活动级与第二级双向电连接；第一控制端和第二控制端作为双刀双掷继电器的控制极；第一输出端和第二输出端作为双刀双掷继电器的输出极，双刀双掷继电器的输出极作为自动切换电路的第三级，在控制极的控制下，双刀双掷继电器的输出级选择与第一活动级或者第二活动级电连接；
第一整流滤波电路的正极输出端与限流电阻的一端电连接；
第一整流滤波电路的负极输出端与匹配电容的一端电连接；
匹配电容与双刀双掷继电器中的电感相匹配；
匹配电容的另一端与限流电阻的另一端电连接；
匹配电容的另一端与第二控制端电连接；
匹配电容的一端与第一控制端电连接。
双刀双掷继电器的输出极作为自动切换电路的输出级。
实施例1工作流程：
实施例1与燃气表连接时，燃气采集器与第二级电连接，第三级与MBUS总线电连接，第二级与第三级常闭连接。当通信接口转换装置不读取MBUS总线时，第二级与第三级常闭连接，燃气采集器收集MBUS总线上的数据，第二发光电路2发光。当通信接口转换装置读取MBUS总线时，单片机发出控制信号通过MUBS通信模块到达自动切换电路，自动切换电路根据控制信号，将第二级与第三级断开，第一级与第三级连接，单片机读取MBUS总线上的数据。单片机将抄表数据通过串口转4G模块上传数据，并将抄表数据通过LCD显示屏显示，存储在数据存储卡中，从而完成对燃气表的抄表动作。
实施例1与RS485水表进行连接时，RS485通信模块与水表的RS485接口连接，将抄水表的数据传输至单片机。单片机将抄表数据通过串口转4G模块上传数据，并将抄表数据通过LCD显示屏显示，存储在数据存储卡中，从而完成对RS4854水表的抄表动作。
实施例2
如图2所示，一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置，包括电源、单片机、RS485通信模块、载波通信模块、自动切换电路、MBUS通信模块、LCD显示屏和数据存储卡，其中，
自动切换电路具有第一级、第二级和第三级，自动切换电路可以根据单片机的信号，选择第一级或者第二级与第三级进行双向电连接；
载波通信模块将电力通信接口转换装置收集的数据进行上传，载波通信模块的输入端与单片机电连接；
MBUS通信模块包括输入端、输出端、正极双向端和负极双向端，MBUS通信模块的正极双向端和负极双向端组成MBUS通信模块的双向传输级，MBUS通信模块的输入端与单片机电连接，MBUS通信模块的输出端与单片机电连接；
MBUS通信模块的双向传输级与自动切换电路的第一级双向电连接；
自动切换电路的第二级与燃气表采集器电连接；
RS485通信模块用于读取水表的数据，RS485通信模块的输出端与单片机电连接；
电源对电力通信接口转换装置进行供电；
LCD显示屏的输入端与单片机电连接；
数据存储卡的输入端与单片机电连接。
如图3所示，自动切换电路包括第一整流滤波电路、第二整流滤波电路、、第一发光电路1、第二发光电路2、匹配电容、限流电阻和双刀双掷继电器，其中，
第一整流滤波电路包括第一正极端、第一负极端、正极输出端和负极输出端，第一整流滤波电路的第一正极端和第一负极端作为自动切换电路的第一级；第一整流滤波电路的正极输出端与第一发光电路1的一端电连接，第一整流滤波电路的负极输出端与第一发光电路1的另一端电连接；
第二整流滤波电路包括第二正极端、第二负极端、正极输出端和负极输出端，第二整流滤波电路的第二正极端和第二负极端作为自动切换电路的第二级；第二整流滤波电路的正极输出端与第二发光电路2的一端电连接，第二整流滤波电路的负极输出端与第二发光电路2的另一端电连接；
双刀双掷继电器包括第一控制端、第二控制端、第一输出端、第二输出端、第一活动端、第二活动端、第三活动端和第四活动端，第一活动端和第二活动端作为双刀双掷继电器的第一活动级，第一活动级与第一级双向电连接；第三活动端和第四活动端作为双刀双掷继电器的第二活动级，第二活动级与第二级双向电连接；第一控制端和第二控制端作为双刀双掷继电器的控制极；第一输出端和第二输出端作为双刀双掷继电器的输出极，双刀双掷继电器的输出极作为自动切换电路的第三级，在控制极的控制下，双刀双掷继电器的输出级选择与第一活动级或者第二活动级电连接；
第一整流滤波电路的正极输出端与限流电阻的一端电连接；
第一整流滤波电路的负极输出端与匹配电容的一端电连接；
匹配电容与双刀双掷继电器中的电感相匹配；
匹配电容的另一端与限流电阻的另一端电连接；
匹配电容的另一端与第二控制端电连接；
匹配电容的一端与第一控制端电连接。
双刀双掷继电器的输出极作为自动切换电路的输出级。
实施例2工作流程：
实施例2与燃气表连接时，燃气采集器与第二级电连接，第三级与MBUS总线电连接，第二级与第三级常闭连接。当通信接口转换装置不读取MBUS总线时，第二级与第三级常闭连接，燃气采集器收集MBUS总线上的数据，第二发光电路2发光。当通信接口转换装置读取MBUS总线时，单片机发出控制信号通过MUBS通信模块到达自动切换电路，自动切换电路根据控制信号，将第二级与第三级断开，第一级与第三级连接，单片机读取MBUS总线上的数据。单片机将抄表数据通过载波通信模块上传数据，并将抄表数据通过LCD显示屏显示，存储在数据存储卡中，从而完成对燃气表的抄表动作。
实施例2与RS485水表进行连接时，RS485通信模块与水表的RS485接口连接，将抄水表的数据传输至单片机。单片机将抄表数据通过载波通信模块上传数据，并将抄表数据通过LCD显示屏显示，存储在数据存储卡中，从而完成对RS4854水表的抄表动作。
实施例对比：
实施例1更适合周围环境不适合敷设电缆的场景，通过4G传输的方式进行高速数据传输。
实施例2更适合周围已经敷设电缆的场景，或者存在阴影效应的场景，通过载波通信的方式进行数据传输。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
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；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有自动切换功能的电力通信接口转换装置，其特征在于，所述的电力通信接口转换装置包括单片机、MBUS通信模块、上行通信模块和自动切换电路，其中，
所述的自动切换电路具有第一级、第二级和第三级，自动切换电路根据单片机的信号，选择第一级或者第二级与第三级进行双向电连接；
所述的上行通信模块将电力通信接口转换装置收集的数据进行上传，上行通信模块的输入端与单片机电连接；
所述的MBUS通信模块包括输入端、输出端、正极双向端和负极双向端，MBUS通信模块的正极双向端和负极双向端组成MBUS通信模块的双向传输级，MBUS通信模块的输入端与单片机电连接，MBUS通信模块的输出端与单片机电连接；
所述的MBUS通信模块的双向传输级与自动切换电路的第一级双向电连接；
所述的自动切换电路的第二级与燃气表采集器电连接；
所述的自动切换电路包括第一整流滤波电路、第二整流滤波电路、匹配电容、限流电阻和双刀双掷继电器，其中，
所述的第一整流滤波电路包括第一正极端、第一负极端、正极输出端和负极输出端，第一整流滤波电路的第一正极端和第一负极端作为自动切换电路的第一级；
所述的第二整流滤波电路包括第二正极端、第二负极端、正极输出端和负极输出端，第二整流滤波电路的第二正极端和第二负极端作为自动切换电路的第二级；
所述的双刀双掷继电器包括第一控制端、第二控制端、第一输出端、第二输出端、第一活动端、第二活动端、第三活动端和第四活动端，第一活动端和第二活动端作为双刀双掷继电器的第一活动级，第一活动级与第一级双向电连接；第三活动端和第四活动端作为双刀双掷继电器的第二活动级，第二活动级与第二级双向电连接；第一控制端和第二控制端作为双刀双掷继电器的控制极；第一输出端和第二输出端作为双刀双掷继电器的输出极，双刀双掷继电器的输出极作为自动切换电路的第三级，在控制极的控制下，双刀双掷继电器的输出级选择与第一活动级或者第二活动级电连接；
所述的第一整流滤波电路的正极输出端与限流电阻的一端电连接；
所述的第一整流滤波电路的负极输出端与匹配电容的一端电连接；
所述的匹配电容与双刀双掷继电器中的电感相匹配；
所述的匹配电容的另一端与限流电阻的另一端电连接；
所述的匹配电容的另一端与第二控制端电连接；
所述的匹配电容的一端与第一控制端电连接；
所述的双刀双掷继电器的输出极作为自动切换电路的输出级。
2.根据权利要求1所述的电力通信接口转换装置，其特征在于，所述的自动切换电路还包括第一发光电路、第二发光电路，其中，
所述的第一整流滤波电路的正极输出端与第一发光电路的一端电连接，第一整流滤波电路的负极输出端与第一发光电路的另一端电连接；
所述的第二整流滤波电路的正极输出端与第二发光电路的一端电连接，第一整流滤波电路的负极输出端与第二发光电路的另一端电连接。
3.根据权利要求1或2所述的电力通信接口转换装置，其特征在于，所述的上行通信模块是载波通信模块或者串口转4G模块。
4.根据权利要求3所述的电力通信接口转换装置，其特征在于，所述的电力通信接口转换装置还包括RS485通信模块，RS485通信模块用于读取水表的数据，所述的RS485通信模块的输出端与单片机双向电连接。
5.根据权利要求1、2或4所述的电力通信接口转换装置，其特征在于，所述的电力通信接口转换装置还包括电源，电源对电力通信接口转换装置进行供电。
6.根据权利要求5所述的电力通信接口转换装置，其特征在于，所述的电力通信接口转换装置还包括LCD显示屏，所述的LCD显示屏的输入端与单片机电连接。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的电力通信接口转换装置，其特征在于，所述的电力通信接口转换装置还包括数据存储卡，数据存储卡的输入端与单片机电连接。
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