CN110677333B - 一种电表485接口智能转换装置 - Google Patents
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Abstract
本公开公开了一种电表485接口智能转换装置，包括中央处理器、负责调度数据收发的第一通讯接口和第二通讯接口以及负责营销数据收发的第三通讯接口和第四通讯接口；所述第一通讯接口和第二通讯接口分别接入电力调度网和电表的电力调度口，构成两路485调度通讯通道；所述第三通讯接口和第四通讯接口分别接入电力营销网和电表的电力营销口，构成两路485营销通讯通道；所述中央处理器用于通过逻辑判断对两路485调度通讯通道和两路485营销通讯通道的数据收发进行监听。本公开带有系统监听与自诊断功能，自动跟踪判断双路485的通讯状态，完成双路485的接收状态和发送状态的故障诊断，完成双路485通讯的协议判断和收发数据分析，及时的完成数据通道切换功能。
Description
技术领域
本公开涉及电力营销和电力调度技术领域，尤其涉及一种电表485接口智能转换装置。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前变电站内的关口电度表一般都有两个485口，两个485的通讯协议和参数一致。其中其中485-1口专供电力调度作为线损计算分析专用，485-2口专供电力营销口作为计费专但是电度表的485口经常损坏，导致调度或营销数据丢失，经过统计，88％的情况下为电度表的1个485口损坏，由于电表的2个485口是互相隔离的、参数完全一致的两个接口，因此，在电度表损坏1个485口的情况下，只有一个终端无法采集数据，而另一个终端通信正常。
为保护电表终端不受损坏，现有的技术是在接入电度表485口之前串入485专用隔离器，以抑制雷击等浪涌电压击毁485口，同时隔离技术大大减少电度表485口受到来自站内环境的电磁干扰影响，在现有的加入485保护器的方法中，虽然降低了由于外部原因导致的485口损坏概率，但是由于电度表长期运行内部故障无法避免，而且一旦485口损坏，必将导致数据的丢失。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了一种电表485接口智能转换装置，使用双通道冗余485技术，同时检测两路通道收发数据；基于系统监听与自诊断功能，自动跟踪判断双路485的通讯状态，完成双路485的接收状态和发送状态的故障诊断，完成双路485通讯的协议判断和收发数据分析，及时的完成数据通道切换功能。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开提供一种电表485接口智能转换装置，包括中央处理器、负责调度数据收发的第一通讯接口和第二通讯接口以及负责营销数据收发的第三通讯接口和第四通讯接口；
所述第一通讯接口和第二通讯接口分别接入电力调度网和电表的电力调度口，构成两路485调度通讯通道；
所述第三通讯接口和第四通讯接口分别接入电力营销网和电表的电力营销口，构成两路485营销通讯通道；
所述中央处理器用于通过逻辑判断对两路485调度通讯通道和两路485营销通讯通道的数据收发进行监听。
作为可能的一些实现方式，所述逻辑判断为：当中央处理器检测到第二通讯接口没有数据输入时，即电表的电力调度口与第二通讯接口之间数据传输异常，将第一通讯接口接收的调度数据存放到第一接收缓冲区中，
判断第三通讯接口接收营销数据的接收状态、第三通讯接口与第四通讯接口的数据传输状态以及第四通讯接口发送营销数据至电表的电力营销口的发送状态，当上述营销数据收发状态正常时，中央处理器将第一接收缓冲区内的调度数据发送到第一发送缓冲区中，由第四通讯接口将第一发送缓冲区中调度数据发送到电表处。
作为可能的一些实现方式，所述逻辑判断为：当中央处理器检测到第四通讯接口没有数据输入时，即电表的电力营销口与第四通讯接口之间数据传输异常，将第三通讯接口接收的营销数据存放到第三接收缓冲区中，
判断第一通讯接口接收调度数据的接收状态、第一通讯接口与第二通讯接口的数据传输状态以及第二通讯接口发送营销数据至电表的电力调度口的发送状态，当上述调度数据收发状态正常时，中央处理器将第三接收缓冲区内的营销数据发送到第三发送缓冲区中，由第二通讯接口将第三发送缓冲区中营销数据发送到电表处。
作为可能的一些实现方式，所述逻辑判断为：当中央处理器检测到第二通讯接口和第四通讯接口均没有数据接入时，即电表的电力营销口和电力调度口均异常，无法完成数据收发；
由第一通讯接口接收来自电力调度网的测试帧，向第二通讯接口和电表的电力调度口发送测试帧，由第三通讯接口接收来自电力营销网的测试帧，向第四通讯接口和电表的电力营销口发送测试帧，并将测试结果返回至中央处理器。
一种基于所述装置的智能转换方法，包括，
获取装置的运行参数，以及485通讯接口的通讯参数；
根据参数初始化缓冲区数据和本装置的4个通讯接口；
监听第一通讯接口和第二通讯接口的数据输入和输出状态；监听第三通讯接口和第四通讯接口的数据输入和输出状态；
根据4路485通讯通道的数据收发状态，基于逻辑判断，获取电表的电力营销口和电力调度口的通讯状态；
根据电表的电力营销口和电力调度口的通讯状态，完成数据通道的自动切换。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开装置完全不影响原来的设备通讯，保持了原来电力营销口的数据采集；
本公开装置带有系统监听与自诊断功能，自动跟踪判断双路485的通讯状态，完成双路485的接收状态和发送状态的故障诊断，完成双路485通讯的协议判断和收发数据分析，及时的完成数据通道切换功能；
本公开装置使用双通道冗余485技术，同时检测两路通道收发数据；并且两路的485数据在通讯协议和通讯参数可以保持同步，完成两个485数据的无缝数据连接；
本装置采用单片机装置实现了电度表485口的复用功能。在保证电力营销和调度的业务前提下，如果出现485口损坏一个的情况下，使得营销和调度公用一个485口保证数据通讯的正常，且本装置构造简单，成本低，便于现场携带和推广应用。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开一种电表485接口智能转换装置结构示意图；
图2为本公开一种电表485接口智能转换流程示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
本公开提供一种电表485接口智能转换装置，包括中央处理器、负责调度数据收发的第一通讯接口和第二通讯接口，负责营销数据收发的第三通讯接口和第四通讯接口；
所述第一通讯接口和第二通讯接口分别接入电力调度网和电表的电力调度口，构成两路485调度通讯通道；
所述第三通讯接口和第四通讯接口分别接入电力营销网和电表的电力营销口，构成两路485营销通讯通道。
所述两路485调度通讯通道和两路485营销通讯通道中，每一路通讯通道都设置有总线收发隔离区，每一路通讯通道均采用总线保护的方式；
在本实施例中，如图1所示，本装置包括第一通讯接口1口485-1和第二通讯接口2口485-2，第三通讯接口3口485-3和第四通讯接口4口485-4，
1口485-1与电力调度网8口通信，2口485-2接入到电表的电力调度口6口中，3口485-3与电力营销网9口通信，4口485-4接入到电表的电力营销口7口中，由中央处理器控制各路通讯通道中数据的收发。
所述中央处理器用于电力调度网中调度数据的接收和电表调度数据的发送；用于电力营销网中营销数据的接收和电表营销数据的发送。
所述中央处理器还用于通过逻辑判断实现对4路485通讯通道数据收发的监听，
所述逻辑判断为：正常状态下，4路485通讯通道数据收发正常，电表的电力调度口和电力营销口均正常，
当中央处理器检测到第二通讯接口没有数据输入时，即电表的电力调度口与第二通讯接口之间数据传输异常，将第一通讯接口接收的调度数据存放到第一接收缓冲区中，
判断第三通讯接口接收营销数据的接收状态、第三通讯接口与第四通讯接口的数据传输状态以及第四通讯接口发送营销数据至电表的电力营销口的发送状态，当上述营销数据收发正常时，中央处理器将第一接收缓冲区内的调度数据发送到第一发送缓冲区中，由第四通讯接口将第一发送缓冲区中调度数据发送到电表处。
或，当中央处理器检测到第四通讯接口没有数据输入时，即电表的电力营销口与第四通讯接口之间数据传输异常，将第三通讯接口接收的营销数据存放到第三接收缓冲区中，
判断第一通讯接口接收调度数据的接收状态、第一通讯接口与第二通讯接口的数据传输状态以及第二通讯接口发送营销数据至电表的电力调度口的发送状态，当上述调度数据收发正常时，中央处理器将第三接收缓冲区内的营销数据发送到第三发送缓冲区中，由第二通讯接口将第三发送缓冲区中营销数据发送到电表处。
或，当中央处理器检测到第二通讯接口和第四通讯接口均没有数据接入时，即电表的电力营销口和电力调度口均异常，无法完成数据收发；
由第一通讯接口接收来自电力调度网的测试帧，向第二通讯接口和电表的电力调度口发送测试帧，由第三通讯接口接收来自电力营销网的测试帧，向第四通讯接口和电表的电力营销口发送测试帧，并将测试结果返回至中央处理器，由中央处理器将测试结果发送至显示模块进行显示。
在本实施例中，本装置的每一个通讯接口都配置有一个数据接收缓冲区和数据发送缓冲区，例如第一通讯接口配置有第一接收缓冲区和第一发送缓冲区，以此类推。
在本实施例中，所述中央处理器采用MCU处理器，例如型号为stm32f103rctx的主控MCU，主控mcu带有串口，使用两个串口完成4路的485通讯控制，建立8个数据接收和发送缓冲区，用于分析和收发数据。
所述4个通讯接口采用半双工的485通讯，完成调度网和营销网的数据接收与发送，同时完成电表的数据接收和发送，并且配合主控mcu完成度表通讯状态的检查。
本公开装置还包括LED指示灯，用于完成该装置的带电指示，主控mcu的工作状态指示，主程序的运行正常指示，各个485通讯接口的状态指示，以及4路485通讯的接收状态和发送状态显示等；
本公开装置还包括液晶显示屏，用于系统数据的显示，逻辑判断中对电表两个通讯接口状态测试结果的显示；
本公开装置还包括主备电源模块，主电源出现供电失败后，由于必须要保证单片机持续工作5个小时以上，启动备用电源保护模式；
本公开装置还包括键盘、烧录口，键盘用于外部命令的输入，烧录口用于程序的编程、输入与仿真。
本公开装置是一个尺寸100*80*40的单片机装置，主备电源使用交流220供电，功率在20W以内，接入220电源即可使用，使用方便。
实施例2
本公开提供一种电表485接口智能转换方法，包括：
获取装置的运行参数，以及485通讯接口的通讯参数；
根据参数初始化缓冲区数据和本装置的4个通讯接口；
监听第一通讯接口和第二通讯接口的数据输入和输出状态；监听第三通讯接口和第四通讯接口的数据输入和输出状态；
根据4路485通讯通道的数据收发状态，基于逻辑判断，获取电表的电力营销口和电力调度口的通讯状态；
根据电表的电力营销口和电力调度口的通讯状态，完成数据通道的自动切换，进入下一个循环监听中断机制进行业务处理。
根据逻辑判断的结果，选择相应通讯接口的数据接收缓冲区和数据发送缓冲区对数据进行存取，例如当中央处理器检测到第二通讯接口没有数据输入时，即电表的电力调度口异常时，将第一通讯接口接收的调度数据存放到第一接收缓冲区中，达到数据发送条件时，中央处理器将第一接收缓冲区内的调度数据发送到第一发送缓冲区中，由第四通讯接口将第一发送缓冲区中调度数据发送到电表处。
同样，当中央处理器检测到第四通讯接口没有数据输入时，即电表的电力营销口异常时，将第三通讯接口接收的营销数据存放到第三接收缓冲区中，达到数据发送条件时，中央处理器将第三接收缓冲区内的营销数据发送到第三发送缓冲区中，由第二通讯接口将第三发送缓冲区中营销数据发送到电表处。
本装置可实现，完成4路的485通讯道路的监听和数据的收发功能，对调度、营销、电表的数据接口异常进行判断；
完成调度数据的接收和目标电表的数据发送功能，以及完成营销口的数据接收和目标电表的数据发送功能；
完成电表两个485口的冗余切换功能，保证调度和营销的数据接收。
本装置可实现，使用高速中断机制，优先处理数据的接收，完成接收缓冲区的数据存储；
建立了485通讯参数配置功能，可以完成从1200到256000所有的波特率适应，数据位和停止位，校验位的适应。
完成了电度表485接口的自动冗余功能，冗余方案可以有全自动化的冗余设置，也有人工冗余设置；
电度表通讯正常业务判断自动机制，通讯接口自动根据接收缓冲区的数据长度，自动判断接口正常与否。
所有的通讯485的状态都配有状态指示灯和液晶数据缓冲区的内容显示。
数据暂存缓冲区带有自动校正和数据溢出自动判断异常处理机制，保证数据的收发及时准确；
电度表通讯接口具备自动化切换数据不丢失功能，自动化切换装置在判断切换的过程不丢失原始数据，保证数据的完整性。
以上仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种电表485接口智能转换装置，其特征在于，包括中央处理器、负责调度数据收发的第一通讯接口和第二通讯接口以及负责营销数据收发的第三通讯接口和第四通讯接口；每一个通讯接口都配置有一个数据接收缓冲区和数据发送缓冲区；
所述第一通讯接口和第二通讯接口分别接入电力调度网和电表的电力调度口，构成两路485调度通讯通道；
所述第三通讯接口和第四通讯接口分别接入电力营销网和电表的电力营销口，构成两路485营销通讯通道；
所述中央处理器用于通过逻辑判断对两路485调度通讯通道和两路485营销通讯通道的数据收发进行监听；
所述逻辑判断为：当中央处理器检测到第二通讯接口没有数据输入时，即电表的电力调度口与第二通讯接口之间数据传输异常，将第一通讯接口接收的调度数据存放到第一接收缓冲区中，判断第三通讯接口接收营销数据的接收状态、第三通讯接口与第四通讯接口的数据传输状态以及第四通讯接口发送营销数据至电表的电力营销口的发送状态，当上述营销数据收发状态正常时，中央处理器将第一接收缓冲区内的调度数据发送到第一发送缓冲区中，由第四通讯接口将第一发送缓冲区中调度数据发送到电表处。
2.如权利要求1所述的一种电表485接口智能转换装置，其特征在于，
所述逻辑判断为：当中央处理器检测到第四通讯接口没有数据输入时，即电表的电力营销口与第四通讯接口之间数据传输异常，将第三通讯接口接收的营销数据存放到第三接收缓冲区中，
判断第一通讯接口接收调度数据的接收状态、第一通讯接口与第二通讯接口的数据传输状态以及第二通讯接口发送营销数据至电表的电力调度口的发送状态，当上述调度数据收发状态正常时，中央处理器将第三接收缓冲区内的营销数据发送到第三发送缓冲区中，由第二通讯接口将第三发送缓冲区中营销数据发送到电表处。
3.如权利要求1所述的一种电表485接口智能转换装置，其特征在于，
所述逻辑判断为：当中央处理器检测到第二通讯接口和第四通讯接口均没有数据接入时，即电表的电力营销口和电力调度口均异常，无法完成数据收发；
由第一通讯接口接收来自电力调度网的测试帧，向第二通讯接口和电表的电力调度口发送测试帧，由第三通讯接口接收来自电力营销网的测试帧，向第四通讯接口和电表的电力营销口发送测试帧，并将测试结果返回至中央处理器。
4.如权利要求1所述的一种电表485接口智能转换装置，其特征在于，
所述中央处理器使用高速中断机制，优先处理数据的接收，完成接收缓冲区的数据存储。
5.如权利要求1所述的一种电表485接口智能转换装置，其特征在于，
所述中央处理器还用于实现第二通讯接口和第四通讯接口的自动切换。
6.如权利要求1所述的一种电表485接口智能转换装置，其特征在于，
本装置还包括LED指示灯，用于完成中央处理器的工作状态指示，主程序的运行正常指示，各个485通讯接口的状态指示，以及4路485通讯的接收状态和发送状态显示。
7.如权利要求1所述的一种电表485接口智能转换装置，其特征在于，
数据接收缓冲区和数据发送缓冲区配置有自动校正和数据溢出自动判断异常处理机制。
8.一种基于权利要求1所述装置的智能转换方法，其特征在于，包括，
获取装置的运行参数，以及485通讯接口的通讯参数；
根据参数初始化缓冲区数据和本装置的4个通讯接口；
监听第一通讯接口和第二通讯接口的数据输入和输出状态；监听第三通讯接口和第四通讯接口的数据输入和输出状态；
根据4路485通讯通道的数据收发状态，基于逻辑判断，获取电表的电力营销口和电力调度口的通讯状态；
根据电表的电力营销口和电力调度口的通讯状态，完成数据通道的自动切换。
9.如权利要求8所述的智能转换方法，其特征在于，
根据逻辑判断，选择相应通讯接口的数据接收缓冲区和数据发送缓冲区对数据进行存取。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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