CN111323648A - 一种rs485级联的多用户电能表及其数据传输方式 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的一种RS485级联的多用户电能表及其数据传输方式，它包括一个仪表显示模块和多个扩展模块；所述显示模块上设有显示模块端口，所述扩展模块上设有后级端口和前级端口；所述显示模块端口与第一个回路扩展模块的后级端口通过网线连接，多个扩展模块进行叠加联级时，后一级的回路扩展模块的后级端口插入网线与前一级的回路扩展模块的前级端口连接。本发明回路扩展更加灵活方便，如果需要扩展回路时仅需在设备级联末端增加回路扩展模块，无需再进行拆表操作；且通过自动编址的方式实现了对功能模块的自动化寻址，使得使用者能快速进行级联扩展操作。
Description
技术领域
本发明涉及低压开关和控制设备技术领域，尤其涉及一种RS485级联的多用户电能表及其数据传输方式。
背景技术
多用户电能表是可同时检测多个用户的用电情况的智能用电监控装置，目前多用户电能表的回路扩展存在多种方式，一种回路扩展方式是根据客户的需求由生产厂家直接将扩展的回路模块安装在装置内部，但这种方式存在以下几个缺点：
1、扩展性差，若用户需要增加检测回路模块，必须将仪表拆开再增加计量模块，但这种操作方式较为繁琐，且会影响到其他用户的正常用电；
2、从结构上看，布局复杂，生产效率不高，同时增加人工成本。将检测模块装在仪表内部，仪表控制单元与计量单元线路板板必然会分开设计，相互连接以及安装固定都会增加结构设计难度；
3、从售后维修看，维护性差。仪表难免有元器件损坏情况，为保证精度达标，电流电压等电参量需要用标准源辅助校准，只能返厂维修，需要整表调换，而多用户计量仪表都是金属材质，体积大又重，快递费用高，增加售后成本。
另一种回路扩展方式是将主模块与回路扩展模块安装在同一块基板上，若需扩展时则将扩展模块依次插在基板上，这种方式存在以下几个缺点：
1、受基板的长度限制使得回路扩展数量受限；
2、扩展模块安装在基板上结构复杂不够牢固，需使用螺钉固定，给用户在仪表安装和扩展上面带来不便；
3、需要手动编址，因主模块与回路扩展模块分开设计，主从模块进行数据传输前首先需要人工对各个回路模块进行手动编址，从而导致其使用受限且操作不便，未经培训的操作人员无法直接快速的根据用户需求对仪表功能进行扩展操作。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种RS485级联的多用户电能表及其数据传输方式，回路扩展更加灵活方便，售后维修更加便捷。
本发明的目的是这样实现的：
一种RS485级联的多用户电能表，它包括一个仪表显示模块和多个扩展模块；所述显示模块上设有显示模块端口，所述扩展模块上设有后级端口和前级端口；所述显示模块端口与第一个回路扩展模块的后级端口通过网线连接，多个扩展模块进行叠加联级时，后一级的回路扩展模块的后级端口插入网线与前一级的回路扩展模块的前级端口连接。
进一步地，所述显示模块内设有主电路模块，所述主电路模块包含有主处理器以及与主处理器相连接的第二端口RS4852，所述显示模块内的主电路模块上的第二端口RS4852与位于后端的扩展模块内的扩展电路模块的第一端口RS4851插接配合。
进一步地，所述扩展模块内设有扩展电路模块，所述扩展电路模块包含有处理器以及与处理器相连接的第一端口RS4851和第二端口RS4852，位于前一级的扩展模块内的扩展电路模块的第二端口RS4852与位于后一级的扩展模块内的扩展电路模块的第一端口RS4851插接配合，通过RJ45插头和RJ45插座插接配合。
进一步地，所述仪表显示模块和多个扩展模块依次并排设置在导轨上。
一种RS485级联的多用户电能表的数据传输方式，包括以下内容：所述显示模块的处理器以及回路扩展模块的处理器内均存储有一个地址信息及一个地址状态，其中地址信息决定了每个扩展模块在回路扩展模块中的对应位置，确定了当前扩展模块对应的用户，地址状态用以判断当前扩展模块是否自动编址；
后一级扩展模块接收前一级扩展模块发送的报文信息后，首先提取报文信息中的地址信息，并将地址信息与本扩展模块处理器内的地址信息相比较；
如果前一级的报文信息中存在与本扩展模块相同的地址信息，则认为本扩展模块地址正确，将本模块中的用户用电数据主动传递给前一级的扩展模块，并且将该+1后的地址信息以报文形式发送至后一级扩展模块；
如果前一级的报文信息与本扩展模块中的地址信息不相同，则判断报文信息中的地址状态；
若地址状态为开启自动编址，则将本扩展模块的地址信息修改为前一级报文信息中的地址信息，并且将用户用电数据传递给前一级扩展模块，并且将+1后的地址信息以报文形式发送至后一级扩展模块；
若地址状态为关闭自动编址，则本模块不自动编址，不主动上传用户数据，也不再向后一级扩展模块发送报文信息。
进一步地，所述电能表模块之间端口采用RS485通讯接口进行通讯。
进一步地，若仪表为安装完毕后第一次运行或在添加新的扩展模块后，显示模块与回路扩展模块需进行配对和地址自动编址，地址自动编址需在显示模块中设置打开。
进一步地，每级扩展模块收到后级传来的用户用电数据后再主动传递给前一级的扩展模块，用此方法直至将所有回路扩展模块的用户用电数据传递给显示模块，显示模块在接收到所有扩展模块的用电数据且距离上一次下发召唤报文信息时间到达1秒后，再下发新一轮的召唤报文信息，若显示模块在接收到最后一条扩展模块用电数据后2秒仍未接收到全部扩展模块用电数据则下发新一轮的召唤报文信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明安装更加方便，因本发明采用35mm导轨式安装，通过导轨槽和卡扣的形式进行固定，模块体积小，各模块之间仅需使用网线连接，使得整个安装过程更加方便快捷；
（2）本发明相比壁挂式多回路计量箱表更加节省空间，因本发明采用主模块和回路扩展模块拆分的形式，无需在仪表内部预留多余的回路扩展空间，并且采用导轨式安装，省去了计量箱箱体所占用的大量空间；
（3）本发明回路扩展更加灵活方便，如果需要扩展回路时仅需在设备级联末端增加回路扩展模块，无需再进行拆表操作；而且通过自动编址的方式实现了对功能模块的自动化寻址，使得使用者能快速进行级联扩展操作；
（4）本发明售后维修更加便捷，采用显示模块与回路扩展模块的形式，使整个仪表更加容易模块化管理，其中有任意一个模块发生故障时只需更换对应模块即可，而无需整表更换，省去售后高昂成本。
附图说明
图1为本发明的显示模块的结构示意图。
图2为本发明的扩展模块的结构示意图。
图3为本发明的在级联后的结构示意图。
图4为本发明的级联模块的接口示意图。
图5为本发明的在级联后的电路状态示意图。
其中：
显示模块1、扩展模块2、显示模块端口3、后级端口4、前级端口5、导轨6。
具体实施方式
为更好地理解本发明的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本发明的技术方案的具体实施态样，其仅为本发明技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如A部件位于B部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。
实施例1：
参见图1至图5，图1和图2分别绘制了本发明的显示模块和扩展模块的结构示意图，图3绘制了本发明的在级联后的结构示意图。如图所示，本发明涉及的一种RS485级联的多用户电能表，它包括一个仪表显示模块1和多个扩展模块2，回路扩展模块最多可以扩展12个；所述显示模块1上设有显示模块端口3，所述扩展模块2上设有后级端口4和前级端口5；所述显示模块端口3与第一个回路扩展模块的后级端口4通过网线连接，多个扩展模块2进行叠加联级时，后一级的回路扩展模块的后级端口4插入网线与前一级的回路扩展模块的前级端口5连接。
所述仪表显示模块1和多个扩展模块2依次并排设置在导轨6上，所述导轨6为35mm导轨，导轨6上设有导轨槽，所述仪表显示模块1和扩展模块2通过卡扣安装在导轨槽上。
所述扩展模块2内设有扩展电路模块，所述扩展电路模块包含有处理器以及与处理器相连接的第一端口RS4851和第二端口RS4852，位于前一级的扩展模块2内的扩展电路模块的第二端口RS4852与位于后一级的扩展模块2内的扩展电路模块的第一端口RS4851插接配合，通过RJ45插头和RJ45插座插接配合；所述显示模块1内设有主电路模块，所述主电路模块包含有主处理器以及与主处理器相连接的第二端口RS4852，所述显示模块1内的主电路模块上的第二端口RS4852与位于后端的扩展模块2内的扩展电路模块的第一端口RS4851插接配合。
工作原理：
显示模块采集到回路扩展模块的数据进行处理分析，再将处理过后的数据显示在屏幕上，回路扩展模块用于采集各个用户的用电数据再将数据传给显示模块进行汇总。显示模块和各个回路扩展模块之间采用网线一一连接。显示模块上有一个采集回路扩展模块数据的端口，每个回路扩展模块都有两个端口，其中一个端口用于与前级设备相连将采集的数据发送给前级，前级设备可以是回路扩展模块，也可以是显示模块，另一个端口用于与后级设备相连获取后级模块采集的数据，后级设备都为回路扩展模块。
参见图5，图5为本发明的在级联后的电路状态示意图，本发明涉及的一种RS485级联的多用户电能表的数据传输方式，包括以下内容：
显示模块内的主处理器以及扩展模块的处理器内均存储有一个地址信息及一个地址状态，其中地址信息决定了每个扩展模块在回路扩展模块中的对应位置，确定了当前扩展模块对应的用户，如：地址1代表当前回路对应用户1，地址2代表当前回路对应用户2；地址状态用以判断当前扩展模块是否自动编址。
若仪表为安装完毕后第一次运行或在添加新的回路扩展模块后，显示模块（即主模块）与扩展模块需进行配对和地址自动编址，地址自动编址需在主模块中设置打开，否则扩展模块不会自动地址编码，这是为防止在模块安装完毕后如若有一个扩展模块跳过直接连接前后两个扩展模块从而导致回路与测量回路的不符。
主模块工作时以1秒一次的间隔向扩展模块发送一条报文信息，用于召唤扩展模块上传用户用电数据，每条召唤报文包括：
（1）后一级要求召唤的扩展模块地址信息；
（2）后一级扩展模块的地址状态；
（3）所有扩展模块的控制信息，分闸或者合闸；
（4）所有扩展模块的其它参数信息等.
后一级扩展模块接收前一级扩展模块发送的报文信息后，首先提取报文信息中的地址信息，并将地址信息与本扩展模块处理器内的地址信息位相比较；
如果前一级的报文信息中存在与本扩展模块相同的地址信息，则认为本扩展模块地址正确，将本模块中的用户用电数据主动传递给前一级的扩展模块，并且将该+1后的地址信息以报文形式发送至后一级扩展模块；
如果前一级的报文信息与本扩展模块的地址信息不相同，则判断报文信息中的地址状态。若地址状态为开启自动编码，则将本扩展模块的地址信息修改为前一级报文信息中的地址信息，并且将用户用电数据传递给前一级扩展模块，并且将+1后的地址信息以报文形式发送至后一级扩展模块。
若地址状态为关闭自动编址，则本模块不自动编址，不主动上传用户数据。
在此过程中，每级扩展模块收到后级传来的用户用电数据后再主动传递给前一级的扩展模块，用此方法直至将所有回路扩展模块的用户用电数据传递给显示模块，显示模块在接收到所有扩展模块的用电数据且距离上一次下发召唤报文信息时间到达1秒后，再下发新一轮的召唤报文信息，若显示模块在接收到最后一条扩展模块用电数据后2秒仍未接收到全部扩展模块用电数据则下发新一轮的召唤报文信息。
显示模块以此方法实现对扩展模块地址的自动管理和信息采集，当任意添加扩展模块后都能够快速自动进行编址，并且快速获取各扩展模块的用户用电数据。
举例1：
地址信息、地址状态、说明；
1、0、第一个扩展模块；
2、0、第二个扩展模块；
3、0、第三个扩展模块；
……、……、……；
举例2：
1、1、第一个扩展模块；
5（2）、1、第二个扩展模块；
6（3）、1、第三个扩展模块；
……、……、……；
后级扩展模块的RS4851正确接收到前级扩展模块的RS4851的报文信息后并进行解析，假设报文中模块地址为2，本扩展模块地址亦为2，则说明本扩展模块地址正确，将本模块中的用户用电数据主动传递给前一级的扩展模块，并且将该+1后的地址信息以报文形式发送至后一级扩展模块；假设报文中模块地址为2，本扩展模块地址为5，则说明本扩展模块地址与召唤模块信息不一致，则判断地址状态是否开启自动编址，若地址状态为1，则说明开启了自动编址，则将本扩展模块的地址信息修改为2，并且将用户用电数据传递给前一级扩展模块，并且将地址信息3和地址状态以报文形式发送至后一级扩展模块依此类推。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (8)
1.一种RS485级联的多用户电能表，其特征在于：它包括一个仪表显示模块和多个扩展模块；所述显示模块上设有显示模块端口，所述扩展模块上设有后级端口和前级端口；所述显示模块端口与第一个回路扩展模块的后级端口通过网线连接，多个扩展模块进行叠加联级时，后一级的回路扩展模块的后级端口插入网线与前一级的回路扩展模块的前级端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种RS485级联的多用户电能表，其特征在于：所述显示模块内设有主电路模块，所述主电路模块包含有主处理器以及与主处理器相连接的第二端口RS4852，所述显示模块内的主电路模块上的第二端口RS4852与位于后端的扩展模块内的扩展电路模块的第一端口RS4851插接配合。
3.根据权利要求1所述的一种RS485级联的多用户电能表，其特征在于：所述扩展模块内设有扩展电路模块，所述扩展电路模块包含有处理器以及与处理器相连接的第一端口RS4851和第二端口RS4852，位于前一级的扩展模块内的扩展电路模块的第二端口RS4852与位于后一级的扩展模块内的扩展电路模块的第一端口RS4851插接配合，通过RJ45插头和RJ45插座插接配合。
4.根据权利要求1所述的一种RS485级联的多用户电能表，其特征在于：所述仪表显示模块和多个扩展模块依次并排设置在导轨上。
5.一种权利要求1至4所述的RS485级联的多用户电能表的数据传输方式，其特征在于，包括以下内容：所述显示模块的处理器以及回路扩展模块的处理器内均存储有一个地址信息及一个地址状态，其中地址信息决定了每个扩展模块在回路扩展模块中的对应位置，确定了当前扩展模块对应的用户，地址状态用以判断当前扩展模块是否自动编址；
后一级扩展模块接收前一级扩展模块发送的报文信息后，首先提取报文信息中的地址信息，并将地址信息与本扩展模块处理器内的地址信息相比较；
如果前一级的报文信息中存在与本扩展模块相同的地址信息，则认为本扩展模块地址正确，将本模块中的用户用电数据主动传递给前一级的扩展模块，并且将该+1后的地址信息以报文形式发送至后一级扩展模块；
如果前一级的报文信息与本扩展模块中的地址信息不相同，则判断报文信息中的地址状态；
若地址状态为开启自动编址，则将本扩展模块的地址信息修改为前一级报文信息中的地址信息，并且将用户用电数据传递给前一级扩展模块，并且将+1后的地址信息以报文形式发送至后一级扩展模块；
若地址状态为关闭自动编址，则本模块不自动编址，不主动上传用户数据，也不再向后一级扩展模块发送报文信息。
6.根据权利要求5所述的一种RS485级联的多用户电能表的数据传输方式，其特征在于：所述电能表模块之间端口采用RS485通讯接口进行通讯。
7.根据权利要求5所述的一种RS485级联的多用户电能表的数据传输方式，其特征在于：若仪表为安装完毕后第一次运行或在添加新的扩展模块后，显示模块与回路扩展模块需进行配对和地址自动编址，地址自动编址需在显示模块中设置打开。
8.根据权利要求5所述的一种RS485级联的多用户电能表的数据传输方式，其特征在于：每级扩展模块收到后级传来的用户用电数据后再主动传递给前一级的扩展模块，用此方法直至将所有回路扩展模块的用户用电数据传递给显示模块，显示模块在接收到所有扩展模块的用电数据且距离上一次下发召唤报文信息时间到达1秒后，再下发新一轮的召唤报文信息，若显示模块在接收到最后一条扩展模块用电数据后2秒仍未接收到全部扩展模块用电数据则下发新一轮的召唤报文信息。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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