CN201654995U - 用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其包括有：主控制器，其内部设置有载波通信模块；存储模块，与主控制器双向连接；远程更新模块，与主控制器双向连接；载波调制模块，与主控制器内的载波通信模块双向连接，并与电力线连接；RS485接口模块，与主控制器双向连接；电源模块，与电力线连接，并为主控制器、RS485接口模块供电。本实用新型目的在于提供一种可以在主站上操作实现远程系统更新的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端。

Description

用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端

[技术领域]

本实用新型涉及一种用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端。

[背景技术]

现有采集终端是整个抄表系统的重要部分，接收下行命令，完成系统功能实现；每台集中器安装多台采集终端，上行通过电力线与集中器连接，下行通过电力线或485线与电表相连。因此，采集终端的功能、性能，也直接反映出一个集抄系统的优劣。目前国内众多厂家的硬件结构和载波信道的通信性能也差不多，不同的只是不同厂家有各自不一样的抄表机制、底层通信协议。因此反映出了不同厂家，产品的差异性，目前很多厂家的产品都存在不同的问题，例如：抄收率不高或不稳定，系统前期调试工作繁重，维护工作量大等等。

就电力线载波通信而言，是随着相关技术的发展而发展的。根据国内多年的实践可知，目前适合我国电网环境的载波通信方式是扩频(Spread Spectrum Communication)+调相的通信方式，也是国内用得最多的一种电力线载波通信方式。而我们采用的信道芯片的载波通信单元采用了扩频和QPSK(四相相移键控)调制方式，并首次在集抄系统中应用了可变伪随机码速率(带宽)的CDMA(码分多址)通信技术。伪随机码速率可达到15K和30K，由于采用QPSK调制技术，在带宽不变的情况下，数据速率是传统BPSK(二进制相移键控)调制方式的一倍，根据伪随机码的速率不同数据速率可达1Kbps和500bps。同时采用了63位Gold/Kasami序列，从而实现码分多址，将台区之间的干扰减小到最小。

然而，现有的采集终端内部不具有远程更新模块，这样，不能通过远程控制来实现采集终端内主控程序的更新，每次更新时，必须要将需要更新的采集终端取下，然后进行更新，更新后再放到原处，因此，系统升级比较麻烦，浪费人力资源，维护工作量大。为了解决上述问题，本发明人设计出本实用新型。

[实用新型内容]

本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种可以在主站上操作实现远程系统更新的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端。

为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其包括有：

主控制器，其内部设置有载波通信模块；

存储模块，与主控制器双向连接；

远程更新模块，与主控制器双向连接；

载波调制模块，与主控制器内的载波通信模块双向连接，并与电力线连接；

RS485接口模块，与主控制器双向连接；

电源模块，与电力线连接，并为主控制器、RS485接口模块供电。

所述主控制器包括有一主控芯片，所述载波通信模块集成在该主控芯片内，该载波通信模块采用四相相移键控调制方式，载波中心频率为120kHz。

所述远程更新模块包括有一型号为FM78P156的远程控制芯片和两片型号为AT25F1024的FLASH存储器，远程控制芯片与主控芯片连接。

所述载波调制模块包括有载波发送电路和载波接收电路，载波发送电路包括有功率放大电路和整流滤波电路，所述功率放大电路与主控芯片连接，该功率放大电路包括有四个三极管Q3、Q4、Q5、Q6；所述整流滤波电路与功率放大电路输出端连接，整流滤波电路由串联在一起的电容C32、电感L6组成；所述电感L6通过耦合线圈耦合到电力线L、N上；载波接收电路主要是由电感L1和电容C9、C10组成并联谐振回路。

所述RS485接口模块包括有型号为65LBC184的RS485接口芯片，在与该RS485接口芯片连接的两根485通信线上分别串接有热敏电阻RT1、RT2，在两根485通信线上之间接有压敏电阻RV2。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采集终端的主控程序可以通过远程更新，大大提高整个系统中的实用性、效率性，使系统的升级变得简单和便捷，节约人力资源和维护工作量；

2、采集终端的远程控制和远程设置提高到一个新的台阶，采集终端的绝大多数功能都可以通过主站服务器远程控制；

3、采集终端会自动整点抄表并将24点读数冻结在采集终端内部的数据存储器中，并根据设置决定定时上行全部24点冻结数或零点冻结数。弥补了某此恶劣电网环境下载波通信实时性差的特点。

4、采集终端都可设置多级中继表，使得我们的系统已经不再受电力线载波通信距离的制约。

[附图说明]

图1是本实用新型的方框图；

图2是本实用新型的载波调制模块、RS485接口模块、电源模块的电路原理图；

图3是本实用新型的主控制器的电路原理图；

图4是本实用新型的存储模块、远程更新模块的电路原理图。

[具体实施方式]

下面结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述：

参见图1，本实用新型为用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其包括有主控制器1，存储模块2、远程更新模块3、载波调制模块4、RS485接口模块5、电源模块6。主控制器1内部设置有载波通信模块；

参见图3，所述主控制器1包括有一主控芯片U1，所述载波通信模块集成在该主控芯片U1内，该载波通信模块采用四相相移键控调制方式，载波中心频率为120kHz内部设置有载波通信模块；主控芯片主要参数如下：

(1)芯片内集成的载波通信单元采用QPSK(四相相移键控)调制方式，可变伪随机码速率(带宽)的多地址通信技术。其载波中心频率为120kHz，伪随机码速率可达到15K和30K，同时采用了63位Gold/Kasami序列，从而实现了码分多址，台区之间的干扰减小到最小；

(2)内嵌增强型8051兼容微处理器；

(3)内置三个8/16位定时/计数器，一个看门狗定时器以及三个外部中断源；

(4)内置双通道ISO7816接口电路，完全符合国标GB/T 16649；

(5)内置可编程频率发生器电路；

(6)内置可数字频率校正的实时钟，并具有秒脉冲输出；

(7)内置完善的电源电压监测电路；

参见图4，所述存储模块2与主控芯片U1双向连接。存储模块2包括一个型号为M24C64的EEPROM存储器U5。

所述远程更新模块3与主控芯片U1双向连接；远程更新模块3包括有一型号为FM78P156的远程控制芯片U2和两片型号为AT25F1024的FLASH存储器U3、U4，远程控制芯片U2与主控芯片U1连接。本实用新型加入远程更新模块3，是产品的核心技术，实现用远程来升级设备的主控软件，使得系统的升级变得简单和便捷，大大节省人力资源。

参见图2，所述载波调制模块4与主控芯片U1内的载波通信模块双向连接，并与电力线L、N连接；所述载波调制模块4通过电力线与集中器连接，由于远程更新模块3的存在，需要更新采集终端的主控程序时，在主站上将新的程序顺次通过集中器、载波调制模块4、主控芯片U1传给远程更新模块，就可以方便的实现系统的更新。

所述载波调制模块4包括有载波发送电路和载波接收电路，载波发送电路包括有功率放大电路和整流滤波电路，所述功率放大电路与主控芯片连接，该功率放大电路包括有四个三极管Q3、Q4、Q5、Q6；所述整流滤波电路与功率放大电路输出端连接，整流滤波电路由串联在一起的电容C32、电感L6组成；所述电感L6通过耦合线圈耦合到低压电力线L、N上；载波接收电路主要是由电感L1和电容C9、C10组成并联谐振回路，谐振以中心频率为120KHz，完成对有效信号的并联谐振回路。

载波通信信号从主控芯片U1内部的载波通信模块发出后，从PSK-OUT进入功率放大电路，经过四个三极管Q3、Q4、Q5、Q6放大以及电容C32、电感L6的整形滤波后，再通过耦合线圈耦合到低压电力线L、N上，完成载波发送。双向二极管D7起到保护作用。载波通信信号也可以从低压电力线L、N耦合下来，经过电感L1和电容C9、C10带通滤波，然后从SIGNI-C进入主控芯片U1内部的载波通信模块，再由主控芯片U1进行数据分析处理。

电源模块6，与电力线L、N连接，并为主控制器1、RS485接口模块5供电。

所述RS485接口模块5包括有型号为65LBC184的RS485接口芯片U6，在与该RS485接口芯片U6连接的两根485通信线上分别串接有热敏电阻RT1、RT2，在两根485通信线上之间接有压敏电阻RV2。本电路模块由于增设了热敏电阻和压敏电阻作为保护装置，防止大电压和大电流对设备的损害，用以解决RS-485通信电路上的RS-485接口的损坏、雷击等问题。在芯片65LBC184和主控芯片U1之间用光耦进行光电隔离，防止信号对主控芯片U1的干扰。

Claims (5)

1.用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于包括有：

主控制器(1)，其内部设置有载波通信模块；

存储模块(2)，与主控制器(1)双向连接；

远程更新模块(3)，与主控制器(1)双向连接；

载波调制模块(4)，与主控制器(1)内的载波通信模块双向连接，并与电力线(L、N)连接；

RS485接口模块(5)，与主控制器(1)双向连接；

电源模块(6)，与电力线(L、N)连接，并为主控制器(1)、RS485接口模块(5)供电。

2.根据权利要求1所述的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于所述主控制器(1)包括有一主控芯片(U1)，所述载波通信模块集成在该主控芯片(U1)内，该载波通信模块采用四相相移键控调制方式，载波中心频率为120kHz。

3.根据权利要求1或2所述的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于所述远程更新模块(3)包括有一型号为FM78P156的远程控制芯片(U2)和两片型号为AT25F1024的FLASH存储器(U3、U4)，远程控制芯片(U2)与主控芯片(U1)连接。

4.根据权利要求3所述的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于所述载波调制模块(4)包括有载波发送电路和载波接收电路，载波发送电路包括有功率放大电路和整流滤波电路，所述功率放大电路与主控芯片连接，该功率放大电路包括有四个三极管(Q3、Q4、Q5、Q6)；所述整流滤波电路与功率放大电路输出端连接，整流滤波电路由串联在一起的电容(C32)、电感(L6)组成；所述电感(L6)通过耦合线圈耦合到电力线(L、N)上；载波接收电路主要是由电感(L1)和电容(C9、C10)组成并联谐振回路。

5.根据权利要求4所述的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于所述RS485接口模块(5)包括有型号为65LBC184的RS485接口芯片(U6)，在与该RS485接口芯片(U6)连接的两根485通信线上分别串接有热敏电阻(RT1、RT2)，在两根485通信线上之间接有压敏电阻(RV2)。

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