CN110445796A - 一种支持dlt698协议波特率自动转换系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持DLT698协议波特率自动转换系统及方法，属于智能电网的用电信息采集技术领域，本发明要解决的技术问题为485长距离通信和智能电表485接口缺省波特率不确定导致的场站采集终端抄表成功率低，采用的技术方案为：该系统包括主站、场站采集终端、485中继器以及智能电表，主站与场站采集终端通过以太网相连，场站采集终端与485中继器通过RS‑485接口相连，485中继器与智能电表通过RS‑485接口相连，场站采集终端通过485中继器定时抄读支持DLT698协议的智能电表数据，并将抄读的智能电表数据定时通过以太网上传给主站。本发明还公开了一种支持DLT698协议波特率自动转换方法。

Description

一种支持DLT698协议波特率自动转换系统及方法

技术领域

本发明涉及智能电网的用电信息采集技术领域，具体地说是一种支持DLT698协议波特率自动转换系统及方法。

背景技术

变电站关口电能表通常使用场站采集终端通过485总线采集，对于110KV及以上等级的变电站，受关口表数量和485总线拓扑结构以及现场电磁环境影响，485总线长距离通信成功率低。同时，新规范变电站智能电表采用DLT698.45协议。协议要求智能电表支持支持2400/4800/9600波特率，场站采集终端无法自行判断智能电表485缺省通信速率。目前实际操作情况是，由人工现场记录智能电表的通信速率，然后在场站采集终端一一设置。因为同一地区不同厂家生产的智能电表或同一厂家不同时间生产的电能表可能有不同的通信速率，导致场站终端设置档案时工作繁琐且容易出现错误。故如何克服485长距离通信和智能电表485接口缺省波特率不确定导致的场站采集终端抄表成功率低的不足是目前现有技术存在的技术问题。

专利号为CN204928889U的专利文献公开了一种多接口协议转换器，该多接口协议转换器包括主控模块、CAN转换模块、RS485转换模块、RS232转换模块和以太网转换模块，所述CAN转换模块、RS485转换模块、RS232转换模块和以太网转换模块均与所述主控模块连接，进行通信数据协议的转换；该多接口协议转换器还包括用于设置RS485总线设备地址的地址设置模块，以及用于设置RS485总线波特率的波特率设置模块；所述地址设置模块和波特率设置模块均与所述主控模块连接，分别将所设置的RS485总线设备地址和RS485总线波特率输出至所述主控模块，以配置RS485总线的设备地址和波特率。该技术方案能够提高多接口协议转换器的通用性，但是不能克服485长距离通信和智能电表485接口缺省波特率不确定导致的场站采集终端抄表成功率低的不足。

专利号为CN102098055B的专利文献公开了一种数据波特率自适应数模转换装置，包含若干并行收发器，对应接收波特率不同的若干路非标准RS485差分信号，并转换成TTL信号；数据隔离器，对TTL信号进行隔离后输出；CPLD数据处理模块，对隔离后的TTL信号的不同波特率进行同步和数据解码；若干并行数模转换器，对解码后的数据进行数模转换。以可编程器件CPLD数据处理模块为核心，解决了不同波特率的多路非标准RS485信号的采样和解码辨识，扩大了信号的输入范围。利用CPLD数据处理模块的并行处理结构，方便扩展输入信号的路数，提高了数据处理的实时效率，配合多个数模转换器，进一步实现了多路数字信号到模拟信号的转换，该技术方案具有自适应性强、集成度高、稳定可靠、设备成本低并且使用方便的特点，但是不能克服485长距离通信和智能电表485接口缺省波特率不确定导致的场站采集终端抄表成功率低的不足。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种支持DLT698协议波特率自动转换系统及方法，来解决485长距离通信和智能电表485接口缺省波特率不确定导致的场站采集终端抄表成功率低的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种支持DLT698协议波特率自动转换系统，该系统包括主站、场站采集终端、485中继器以及智能电表，主站与场站采集终端通过以太网相连，场站采集终端与485中继器通过RS-485接口相连，485中继器与智能电表通过RS-485接口相连，场站采集终端通过485中继器定时抄读支持DLT698协议的智能电表数据，并将抄读的智能电表数据定时通过以太网上传给主站。

作为优选，所述485中继器与智能电表均设置有多个且485中继器与智能电表一一对应设置。

作为优选，所述485中继器支持通过分析信号低电平持续时间的方法识别场站采集终端485接口通信速率。

更优地，所述485中继器支持通过DLT698.45数据帧识别智能电表485接口通信速率。

更优地，所述485中继器包括核心控制模块、485通信模块和光电隔离模块，核心控制模块的串口经过光电隔离模块的隔离，经过485通信模块转换为485总线协议并接入场站采集终端和智能电表的485总线。

更优地，所述485中继器还包括电源模块，电源模块电连接核心控制模块为其供电。

更优地，所述485通信模块和光电隔离模块均设置有两个且485通信模块和光电隔离模块一一对应设置。

更优地，所述核心控制模块包括嵌入式MCU，MCU内置波特率自动转换模块。

更优地，所述485中继器通过MCU控制智能电表侧485总线接口以不同波特率依次发送有效数据帧，根据智能电表是否回复来判断智能电表支持的485接口通信速率；场站采集终端侧485总线接口接收场站采集终端数据帧，经485通信模块转换为串口协议，MCU通过分析串口信号低电平最短持续时间来判断串口波特率，使场站采集终端和智能电表均自动匹配通信速率，再通过MCU实现场站采集终端侧和智能电表侧数据的相互转发。

一种支持DLT698协议波特率自动转换方法，该方法包括如下步骤：

S1、485中继器上电运行，初始化场站采集终端侧和智能电表侧485总线；

S2、485中继器主动以2400/4800/9600波特率依次向智能电表发送DLT698.45数据帧，查询电表地址；

S3、判断智能表是否正确回复：

①、若智能电表正确回复，则执行步骤S4；

②、若智能表未能正确回复，则跳转至步骤S2；

S4、记录当前波特率，并将智能电表侧458总线接口设置为该波特率；

S5、将场站采集终端侧的串口接收引脚配置为下降沿中断模式，开启MCU内置定时器，等待场站采集终端发送抄表帧；

S6、每接收到一个从1到0的跳变，进入一次中断，在中断处理函数中记录当前定时器时间并计算与上一个中断时间之间的时间间隔；

S7、判断收到中断个数是否大于等于100：

①、若否，则跳转至步骤S6；

②、若是，则执行步骤S8；

S8、循环更新时间间隔，取最小值，即得到可靠的1bit电平持续时间，对照1bit电平持续时间与波特率的对应关系表，即可查到场站采集终端485总线接口的通信速率，将上行串口配置为此波特率；

S9、将场站采集终端侧串口配置为自动接收模式，MCU采用轮询方式检测串口是否接收到数据：

若有，则将数据读出后通过智能电表侧串口发送，实现下行数据透传；

S10、将智能电表侧串口配置为自动接收模式，MCU采用轮询方式检测串口是否接收到数据：

若有，则将数据读出后通过场站采集终端侧串口发送，实现上行数据透传。

本发明的支持DLT698协议波特率自动转换系统及方法具有以下优点：

(一)、本发明为克服485长距离通信和智能电表485接口缺省波特率不确定导致的场站采集终端抄表成功率低的不足，基于嵌入式MCU，提供一种支持场站采集终端和智能电表485通信速率自动匹配的485中继器及其波特率匹配方法，实现场站采集终端对智能电表采集成功率的提高；

(二)、本发明在485中继器基本功能上增加支持DLT698规约波特率自动转换的功能，在提高485中继器可靠性的基础上增加对DLT698智能表的抄表成功率，应用场景广泛；

(三)、本发明增加波特率自动转换功能后，在增强变电站电量信息采集可靠性的同时，提高了电量信息采集系统的安装便捷性，避免设置错误，提高采集成功率；

(四)、本发明的485中继器上电后主动与智能电表进行波特率适配，无需等待场站采集终端发送抄表帧，避免总线数据丢失；

(五)、485中继器是RS-485的数据中继通信产品，可以中继延长RS-485总线网络的通信距离，提高场站采集终端抄读智能电表的成功率；

(六)、本发明提高变电站环境下场站采集终端485总线可靠性，同时避免人工在场站终端中设置智能电表通信参数，提高场站终端抄表成功率。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为支持DLT698协议波特率自动转换系统的结构框图；

附图2为附图1中485中继器的结构框图；

附图3为支持DLT698协议波特率自动转换方法的流程框图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种支持DLT698协议波特率自动转换系统及方法作以下详细地说明。

实施例1：

如附图1所示，本发明的支持DLT698协议波特率自动转换系统,该系统包括主站、场站采集终端、485中继器以及智能电表，主站与场站采集终端通过以太网相连，场站采集终端与485中继器通过RS-485接口相连，485中继器与智能电表通过RS-485接口相连，场站采集终端通过485中继器定时抄读支持DLT698协议的智能电表数据，并将抄读的智能电表数据定时通过以太网上传给主站。

其中，485中继器与智能电表均设置有多个且485中继器与智能电表一一对应设置；485中继器支持通过分析信号低电平持续时间的方法识别场站采集终端485接口通信速率。485中继器支持通过DLT698.45数据帧识别智能电表485接口通信速率。

如附图2所示，485中继器包括电源模块、核心控制模块、485通信模块和光电隔离模块，电源模块电连接核心控制模块为其供电，核心控制模块的串口经过光电隔离模块的隔离，经过485通信模块转换为485总线协议并接入场站采集终端和智能电表的485总线。485通信模块和光电隔离模块均设置有两个且485通信模块和光电隔离模块一一对应设置。核心控制模块包括嵌入式MCU，MCU内置波特率自动转换模块。485中继器通过MCU控制智能电表侧485总线接口以不同波特率依次发送有效数据帧，根据智能电表是否回复来判断智能电表支持的485接口通信速率；场站采集终端侧485总线接口接收场站采集终端数据帧，经485通信模块转换为串口协议，MCU通过分析串口信号低电平最短持续时间来判断串口波特率，使场站采集终端和智能电表均自动匹配通信速率，再通过MCU实现场站采集终端侧和智能电表侧数据的相互转发。

实施例2：

本发明的支持DLT698协议波特率自动转换方法，该方法具体如下：

(1)、485中继器上电运行，初始化场站采集终端侧和智能电表侧485总线；

(2)、485中继器主动以2400/4800/9600波特率依次向智能电表发送DLT698.45数据帧，查询电表地址；若智能电表正确回复，记录当前波特率，并将智能电表侧458总线接口设置为该波特率；

(3)、485中继器和场站采集终端侧485总线的驱动串口的接收引脚设置为输入中断模式，记录场站采集终端发送给中继器的串口信号电平的最短低电平持续时间，根据1bit时间计算波特率，得到场站采集终端侧串口波特率，即485总线波特率；

(4)、485中继器和场站采集终端侧485总线进入自动接收模式，并自动将收到的场站采集终端侧DLT698.45通信帧转发至智能电表侧485总线；

(5)、485中继器和智能电表侧485总线进入自动接收模式，并自动将收到的智能电表侧DLT698.45通信帧转发至场站采集终端侧485总线，实现场站采集终端和智能电表之间不同波特率的直接通信。

实施例3：

如附图3所示，本发明的具体实施步骤如下：

S1、485中继器上电运行，初始化场站采集终端侧和智能电表侧485总线；

S2、485中继器主动以2400/4800/9600波特率依次向智能电表发送DLT698.45数据帧，查询电表地址；

S3、判断智能表是否正确回复：

①、若智能电表正确回复，则执行步骤S4；

②、若智能表未能正确回复，则跳转至步骤S2；

S4、记录当前波特率，并将智能电表侧458总线接口设置为该波特率；

S5、将场站采集终端侧的串口接收引脚配置为下降沿中断模式，开启MCU内置定时器，等待场站采集终端发送抄表帧；

S6、每接收到一个从1到0的跳变，进入一次中断，在中断处理函数中记录当前定时器时间并计算与上一个中断时间之间的时间间隔；

S7、判断收到中断个数是否大于等于100：

①、若否，则跳转至步骤S6；

②、若是，则执行步骤S8；

S8、循环更新时间间隔，取最小值，即得到可靠的1bit电平持续时间，对照1bit电平持续时间与波特率的对应关系表，即可查到场站采集终端485总线接口的通信速率，将上行串口配置为此波特率；

S9、将场站采集终端侧串口配置为自动接收模式，MCU采用轮询方式检测串口是否接收到数据：

若有，则将数据读出后通过智能电表侧串口发送，实现下行数据透传；

S10、将智能电表侧串口配置为自动接收模式，MCU采用轮询方式检测串口是否接收到数据：

若有，则将数据读出后通过场站采集终端侧串口发送，实现上行数据透传。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种支持DLT698协议波特率自动转换系统，其特征在于，该系统包括主站、场站采集终端、485中继器以及智能电表，主站与场站采集终端通过以太网相连，场站采集终端与485中继器通过RS-485接口相连，485中继器与智能电表通过RS-485接口相连，场站采集终端通过485中继器定时抄读支持DLT698协议的智能电表数据，并将抄读的智能电表数据定时通过以太网上传给主站。

2.根据权利要求1所述的支持DLT698协议波特率自动转换系统，其特征在于，所述485中继器与智能电表均设置有多个且485中继器与智能电表一一对应设置。

3.根据权利要求1或2所述的，支持DLT698协议波特率自动转换系统及方法，其特征在于，所述485中继器支持通过分析信号低电平持续时间的方法识别场站采集终端485接口通信速率。

4.根据权利要求3所述的支持DLT698协议波特率自动转换系统，其特征在于，所述485中继器支持通过DLT698.45数据帧识别智能电表485接口通信速率。

5.根据权利要求4所述的支持DLT698协议波特率自动转换系统，其特征在于，所述485中继器包括核心控制模块、485通信模块和光电隔离模块，核心控制模块的串口经过光电隔离模块的隔离，经过485通信模块转换为485总线协议并接入场站采集终端和智能电表的485总线。

6.根据权利要求5所述的支持DLT698协议波特率自动转换系统，其特征在于，所述485中继器还包括电源模块，电源模块电连接核心控制模块为其供电。

7.根据权利要求6所述的支持DLT698协议波特率自动转换系统，其特征在于，所述485通信模块和光电隔离模块均设置有两个且485通信模块和光电隔离模块一一对应设置。

8.根据权利要求5所述的支持DLT698协议波特率自动转换系统，其特征在于，所述核心控制模块包括嵌入式MCU，MCU内置波特率自动转换模块。

9.根据权利要求8所述的支持DLT698协议波特率自动转换系统，其特征在于，所述485中继器通过MCU控制智能电表侧485总线接口以不同波特率依次发送有效数据帧，根据智能电表是否回复来判断智能电表支持的485接口通信速率；场站采集终端侧485总线接口接收场站采集终端数据帧，经485通信模块转换为串口协议，MCU通过分析串口信号低电平最短持续时间来判断串口波特率，使场站采集终端和智能电表均自动匹配通信速率，再通过MCU实现场站采集终端侧和智能电表侧数据的相互转发。

10.一种支持DLT698协议波特率自动转换方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、485中继器上电运行，初始化场站采集终端侧和智能电表侧485总线；

S2、485中继器主动以2400/4800/9600波特率依次向智能电表发送DLT698.45数据帧，查询电表地址；

S3、判断智能表是否正确回复：

①、若智能电表正确回复，则执行步骤S4；

②、若智能表未能正确回复，则跳转至步骤S2；

S4、记录当前波特率，并将智能电表侧458总线接口设置为该波特率；

S5、将场站采集终端侧的串口接收引脚配置为下降沿中断模式，开启MCU内置定时器，等待场站采集终端发送抄表帧；

S6、每接收到一个从1到0的跳变，进入一次中断，在中断处理函数中记录当前定时器时间并计算与上一个中断时间之间的时间间隔；

S7、判断收到中断个数是否大于等于100：

①、若否，则跳转至步骤S6；

②、若是，则执行步骤S8；

S8、循环更新时间间隔，取最小值，即得到可靠的1bit电平持续时间，对照1bit电平持续时间与波特率的对应关系表，即可查到场站采集终端485总线接口的通信速率，将上行串口配置为此波特率；

S9、将场站采集终端侧串口配置为自动接收模式，MCU采用轮询方式检测串口是否接收到数据：

若有，则将数据读出后通过智能电表侧串口发送，实现下行数据透传；

S10、将智能电表侧串口配置为自动接收模式，MCU采用轮询方式检测串口是否接收到数据：

若有，则将数据读出后通过场站采集终端侧串口发送，实现上行数据透传。