CN201788232U - 一种低压电力用户电能量采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压电力用户电能量采集终端，满足电能量采集系统中采用载波通讯方式采集485接口电子表电能量数据；它公开了包括电源模块(1)，载波模块(2)，中央处理器模块(3)，(RS485)接口模块(4)等几个部分。本实用新型可以将集中器经过载波通道传输的抄收指令转换后，经RS485接口下发给RS485接口电能表，并将电能表返回数据转发给集中器。该设备可以有效的降低集中抄表系统投入，并提高通讯可靠性、稳定性。

Description

一种低压电力用户电能量采集终端

技术领域

本发明低压电力用户电能量采集终端，是一种基于载波通讯、RS485通讯的控制设备。

背景技术

近年来，随着国家电网公司针对城网、农网的逐步改造，由于老式的脉冲电表存在电表脉冲计数不准、责任划分不清楚、自动化集中抄收不方便等原因，用户端得电表逐渐的由脉冲表向RS485接口电表、载波电表转换，低压电力用户电能量采集系统也逐步的有脉冲采集方式向RS485、载波采集方式转换；由于RS485总线方式的集抄系统进行工程实施时需要预先铺设通讯管道，旧城区改造就要开挖、铺设通讯管道，这样不仅会增加资金投入、破坏小区环境，并且会拉长了项目周期；由于载波通讯可以直接经由电压交流电线进行传输，不需要铺设专门的通讯线，可以有效降低资金投入，缩短项目周期，保护环境；本设备采用了载波通讯-RS485通讯转换的方式，在用户端可以更好的采用目前已经成熟的RS485接口电能表，同时上行通讯又可以采用载波通讯方式，可以有效的提高整个集抄系统的可靠性、稳定性，同时又可以降低系统成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压电力用户电能量采集终端，它既能支持现有成熟的RS485接口电能表的数据抄收，同时又能采用载波通讯方式进行上行数据传输，有效的降低项目实施难度、周期，提高系统的稳定性，保证通讯的可靠性。

 本发明的技术解决方案是：一种低压电力用户电能量采集终端。它主要由电源模块1、载波处理模块2、中央处理模块3、RS485通讯模块4 5等几个部分组成；其中电源模块负责将外部接入的单相220V交流电，经过电源整形芯片DB104进行整形、然后经7805进行电压转换后，给设备其他模块提供电源；载波处理模块2采用了北京福星晓程电子科技股份有限公司的载波通讯芯片PLM3105，将由主处理器经由串行口传输过来的数字信号进行扩频调制，由耦合变压器进行耦合后，经由交流回路向外传输； 中央处理模块3主要采用了TI公司的RISC结构的中央处理器MSP430F1491，负责数据的转换及格式转换，同时在I2C总线上挂接ATMEL公司的EEPROM芯片AT24C256，用来存储设备参数及抄收数据、电表地址等；RS485通讯模块采用了TI公司的RS485接口转换芯片65LBC184，将TTL电平转换为RS485电平信号，另外在RS485接口部分采用了TED485A、P6KE6.8CA、热敏电阻、压敏电阻、IN4148等进行防静电、防雷击保护。本设备首先接收载波通道上集中器下发的通讯命令，经由载波模块解调后，将接收到得数据传输给中央处理器模块；经通讯数据格式转换后，经RS485模块下发给RS485接口电能表，然后将返回的数据重新经中央处理器模块转换后，经由载波模块调制后，发送到载波通道上。

 本发明的优点是它能在不改变现有终端设备、环境的情况下完成用户用电数据的抄收；同时在用户输电线路长距离、老化等情况下，也可以保证数据的稳定、可靠传输。

附图说明

 图1是本实用新型的系统结构原理示意图。

 图2是载波模块线路示意图。

 图3是RS485模块线路示意图。

 图4是通讯接口保护回路示意图。

 图5是本实用新型的工作原理图。

具体实施方式

 如图1所示，整个低压集中抄表系统由低压集抄主站、集中器、采集终端、智能电表、载波传输通道、GPRS传输通道、RS485传输通道等几个部分组成；针对本发明来说，内部的通讯信号传输流程有两条：                                                下行数据通路和

上行数据通路。

 

下行通讯通路主要完成了载波信号到RS485信号的转换及处理；载波信号经交流传输线传输到设备，经在薄板耦合变压器T1耦合后，经电阻R3、电容C10组成的RC振荡滤波回路，以及电容C11、电感L4组成的LC振荡滤波回路滤波，经二极管D3、D4组成的限幅回路后，滤波后信号经集成电路A2-PL3105的45脚输入芯片内部，在载波处理芯片PL3105内程序分析接收到得数据，将接收到得数据重新组帧后，经PL3105的第35脚TXD发送给主处理器模块；发送来的信号经三极管Q3、Q4限幅后，传输到采集终端主MCU-MSP430F1491的第33脚，P3.5；MSP430收到载波芯片上传的信号后，同样需要经过信号预处理，重新按照DL/T645-1997通讯规约的格式进行组帧，然后经MSP430的第34脚，P3.6下发给RS485接口模块；该信号经光电隔离器件U10-NBC2501进行光电隔离后，输入到RS485接口转换芯片65LBC184的第4脚输入，转换后经6、7脚输出给智能电表；该部分采取了压敏电阻、热敏电阻、防雷击二极管等保护措施。

上行回路主要完成了RS485信号到载波信号的转换及处理。智能电表返回的RS485信号经485转换接口芯片D7-65LBC184转换后，转换为TTL电平，经65LBC1841脚输出，该信号经光电隔离芯片NBC2501后，输入主处理器模块中，主MCU-MSP430的第35脚，P3.7；MSP430接收到信号后进行预处理，将其转换为MSP430与载波芯片之间的内部通讯协议，直接传输到载波通讯模块中PL3105的第34脚，P31；载波信号对通讯数据进行预处理后，在其内部利用载波调制单元，将其转换为PSK信号，经PL3105的第14脚-PSKOUT输出；该信号经去Q1、Q2、Q3、Q4组成的振荡放大回路放大后，经耦合变压器耦合到交流线路上进行传输。

Claims (1)

1.一种低压电力用户电能量采集终端，其特征在于它包括了电源模块（1）、载波处理模块（2）、中央处理模块（3）、（RS485）通讯模块（4）（5）；其中电源模块负责将外部接入的单相220V交流电，经过电源整形芯片（DB104）进行整形、然后经（7805）进行电压转换后，给设备其他模块提供电源；载波处理模块（2）采用了载波通讯芯片（PLM3105），将由主处理器经由串行口传输过来的数字信号进行扩频调制，由耦合变压器进行耦合后，经由交流回路向外传输； 中央处理模块（3）主要采用了RISC结构的中央处理器（MSP430F1491），负责数据的转换及格式转换，同时在（I2C）总线上挂接EEPROM芯片（AT24C256），用来存储设备参数及抄收数据、电表地址等；（RS485）通讯模块采用了RS485接口转换芯片（65LBC184），将TTL电平转换为（RS485）电平信号，另外在（RS485）接口部分采用了（TED485A）、（P6KE6.8CA）、热敏电阻、压敏电阻、（IN4148）等进行防静电、防雷击保护。本设备首先接收载波通道上集中器下发的通讯命令，经由载波模块解调后，将接收到得数据传输给中央处理器模块；经通讯数据格式转换后，经（RS485）模块下发给(RS485)接口电能表，然后将返回的数据重新经中央处理器模块转换后，经由载波模块调制后，发送到载波通道上。

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