CN201111714Y - 一种多功能表的通信模块 - Google Patents
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Abstract
一种多功能表的通信模块，它涉及一种电能信息监测装置的通信模块，它克服了现有技术抄表方式单一性的缺陷、适应当前抄表方式多元化的需求。它包括数据接口电路、供电电源和通信电路，所述通信电路包括至少一种通信电路，并且各个通信电路之间是兼容的。其中所述的通信电路是485通信电路、低压电力线载波通信电路、近距离无线局域网Zigbee的通信电路、GPRS无线通信电路和以太网通信电路。根据通信方式的不同，选用相应通信电路就能完成多功能表的通信，实现数据的传输，能够实现一种装置同时具有多种通信方式，它具有实时快捷而且方便的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电能信息监测装置，特别涉及一种电能信息监测装置的通信模块。
背景技术
在飞速发展的信息时代，传统的电能表人工抄表，已不能适应电力工业发展的需要。近年来，各电能表厂家相继开发出各种不同抄表系统。随着三相多功能电能表的开发和生产，采用计算机技术和通信技术的三相多功能电能表具有多功能、数据量大，实现远程电能控制、抄表、管理、分析、收费网络化和自动化远动等特性。不同的用户抄表的要求和方式不同，接线繁琐，维护不太方便。多功能表需要一种适应各种通信方式的通信模块，可以根据不同用户的要求，配备相应的硬件来完成对应的抄表功能。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术的不足之处，适应当前抄表方式多元化的需求，提供了一种多功能表的通信模块。
本实用新型是通过如下方案予以实现的：
一种多功能表的通信模块，它包括数据接口电路、供电电源和通信电路，所述通信电路包括至少一种通信电路，并且各个通信电路之间是兼容的。
其中所述的通信电路是双绕线RS485通信电路、低压电力线载波通信电路、近距离无线局域网Zigbee通信电路、GPRS无线通信电路和TCP/IP以太网通信电路。485通信电路由485总线驱动电路、保护电路和光电隔离电路组成，应用485通信电路的是485通信模块。低压电力线载波通信电路由低压电力线载波耦合电路、低压电力线调制解调电路和RS232电平转换电路组成，应用低压电力线载波通信电路的是低压电力线通信模块。近距离无线局域网Zigbee的通信电路由CC2430电路、发射电路和RS232电平转换电路组成，应用近距离无线局域网Zigbee的通信电路的是近距离无线局域网Zigbee的通信模块。GPRS无线通信电路由GPRS模块和RS232电平转换电路组成，应用GPRS无线通信电路的是GPRS无线通信模块。以太网通信电路由微处理器MCS51、以太网控制器RTL8019AS和RS232电平转换电路组成，应用以太网通信电路的是以太网通信模块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是根据通信方式的不同，多功能表选用相应通信模块来完成多功能表的通信，实现数据的传输，能够实现一种装置同时兼容多种通信方式，灵活方便并且实时快捷。
附图说明
图1是本实用新型的通信模块原理框图；图2是485总线分布图；图3是低压电力线载波通信框图；图4是低压电力线耦合电路图；图5是Zigbee原理框图；图6是Zigbee模块电源和接口图；图7是Zigbee模块电路原理图；图8是GPRS原理框图；图9是GPRS通信模块电路原理图；图10是TCP/IP Ethernet原理框图；图11是TCP/IP嵌入式协议转换原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1和图2所示，本具体实施方式所述一种多功能表的通信模块包括数据接口电路、供电电源和通信电路，所述的数据接口电路是RS232标准串口，它的9脚分别是DCD接收线信号检出、TXD发送数据、RXD接受数据、DTR数据终端就绪、GND地、DSR数据装置就绪、CTS清除发送、RTS请求发送和RI振铃指示。所述的通信电路是485通信电路，RS485通讯选用双绞线连接，在电子线路上选用具有瞬变电压抑制的收发器MAXIM1487E，并外加箝位电路，能承受峰值为400V过压瞬变，抗±15Kv的静电放电冲击，抑制共模干扰，最多可挂接128个站，信号发送频率达10MHZ，传输信号距离达1200米以上。并在1487E的输出A、B端外加上拉和下拉电阻R，以提供接收器输入开路和总线浮空的保护功能。RS485通讯技术成熟、通讯可靠、应用广泛。
具体实施方式二：如图3和图4所示，本具体实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述通信电路是低压电力线载波通信电路，通过低压电力线载波耦合电路来完成低压电力线直接传输数据。多功能表接成串口通信方式，再加低压电力线载波模块，低压电力线载波模块电路两边各接一个收发模块，两模块间进行数据的传输，通过低压电力线通信。多功能表标准串口输出接到电力线载波模块串口输入，经过RS232电平转换电路，串口发送信号接到芯片MCUPLC3201，该芯片采用QPSK直序扩频，数据速率可达1KBPS，支持CDMA多地址保密通信(Golg/Kasami)，具有很强的抗干扰能力，通信可靠，PLC3201直接控制信号经过耦合电路耦合到低压电力线上，通过低压电力线通信，数据接口电路DB9，经过MAX202将RS232电平转换为TTL电平给MCU(P34脚TXD，P35脚RXD)串口通信，PCL320 11脚PSK CPU调制信号端，将信号通过耦合电路发送到低压电力线上，耦合电路还有接收电路，接收低压电力线上的信号，完成低压电力线的通信。电源部分是交流12V输入，经过2A桥块，加上滤波和隔直电容，再经过三端稳压块最后输出5V电源，供模块正常工作。
具体实施方式三：如图5至图7所示，本具体实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述通信电路是近距离无线局域网Zigbee通信电路。Zigbee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。Zigbee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。Zigbee联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。完整的Zigbee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。Zigbee芯片采用CC2430，该芯片是单片、多频段、低功耗、超高频射频芯片，能够工作于2.4MHz频段，芯片内嵌高性能的8051微控制器、32KB的Flash程序存储器2176字节的SRAM，8KBRAM，内部看门狗，一个16位计数器，2个八位计数器。CC2430接收灵敏，外围电路简单，芯片低电压(2.0～3.6V)供电，功耗非常低(接收数据时工作电流只有27mA，发送数据时工作电流为27mA)，高灵敏度。DB9是数据接口电路，经过电平转换芯片SP3238ECA将收发信号转为3.3V电平的信号，之后接到Zigbee模块，模块选用CC2430芯片，通信用I/O口摸拟串口，工作电源需要3.3V，2A的电源，选用五端可调稳压块IMC29302BT。
具体实施方式四：如图8、图9所示，本具体实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述通信电路是GPRS无线通信电路，它基于移动运营商现有的通信网络。其主要被用来进行数据传输，传输对象可以是GPRS设备之间，或者是GPRS设备与互联网上的设备之间。通过这种方式，可以让分布在全国各地无论远近的设备，非常方便的实现远程、无线、网络化的通信。无线通信GPRS选用无线MODEM，利用公共信道GPRS网或CDMA网通信，与手机的GPRS上网相同，多功能表接成标准串口，通信模块选用嵌入式GPRS模块，遵守AT指令和串口通信协议，GPRS技术成熟，通信可靠，能实时在线，可以用GPRS MODEM拨号上网，也可以以短信的形式发送数据。我们选用SIM100-E无线MODEM，SIM100-E是GSM/GPRS双频模块，主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口。DB9是数据接口电路，经过电平转换芯片SP3238ECA将收发信号转为3.3V电平的信号，之后接到GPRS嵌入式插座，与GPRS模块通信，就可以连到GPRS网络上，实时在线进行无线通信，SIM卡选用24C02，用来存储通信信息，工作电源需要3.3V、2A的电源，选用五端可调稳压块IMC29302BT。
具体实施方式五：如图10、图11所示，本具体实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述通信电路是以太网通信电路，网络传输是最经济有效的数据传输方式。利用微处理器来控制网卡芯片进行数据传输，加载TCP/IP协议连接到互联网，实现网络通信成了众多设计者的目标。我们在设计方案中舍弃了耗费资源的高级协议，采用发送小数据包的方式以避免分段，来简化TCP协议和UDP协议，实现互联接入，做成以太网TCP/IP Ethernet通信模块。利用微处理器MCS51驱动以太网控制器RTL8019AS，实现仪器仪表经由嵌入式网关接入internet的方式，可以方便、低廉地将仪器仪表的各种数据送往远程PC进行监控。这种低成本、高性能的方案，具有可靠灵活的特点，适用于通信速率不大，通信数据量不大的场合，并且使多功能表具有网络功能。
Claims (6)
1、一种多功能表的通信模块，包括数据接口电路、供电电源和通信电路，其特征是所述通信电路包括至少一种通信电路，并且各个通信电路之间是兼容的。
2、根据权利要求1所述的一种多功能表的通信模块，其特征在于，所述的通信电路是485通信电路，由485总线驱动电路、保护电路和光电隔离芯片组成。
3、根据权利要求1所述的一种多功能表的通信模块，其特征在于，所述通信电路是低压电力线载波通信电路，由低压电力线载波耦合电路、低压电力线调制解调电路和RS232电平转换电路组成。
4、根据权利要求1所述的一种多功能表的通信模块，其特征在于，所述通信电路是近距离无线局域网Zigbee的通信电路，由CC2430芯片、发射电路和RS232电平转换电路组成。
5、根据权利要求1所述的一种多功能表的通信模块，其特征在于，所述的通信电路是GPRS无线通信电路，由GPRS模块和RS232电平转换电路组成。
6、根据权利要求1所述的一种多功能表的通信模块，其特征在于，所述的通信电路是以太网通信电路，由微处理器MCS51、以太网控制器RTL8019AS和RS232电平转换电路组成。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN101881977B (zh) * | 2009-05-05 | 2012-01-11 | 北京首科软件及系统集成有限责任公司 | 城市水务无线抄表系统 |
| CN104316895A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-28 | 哈尔滨电工仪表研究所 | 一种单三相电能表检测仪 |
| CN107919003A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-04-17 | 泰斗微电子科技有限公司 | 一种控制电力智能化终端远程通信的方法及模块和终端 |
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