CN201845049U - 总线载波智能电表 - Google Patents

Abstract

一种采用LonWorks现场总线技术，支持电力总线载波方式进行数据传输的总线载波智能电表，其特征在于：该总线载波智能电表由中央处理器，LonWorks总线载波通迅电路，接口电路，耦合电路，计量电路，采样支路，控制电路，时钟支路，存储支路，显示支路，电源支路组成电路，并组装在一个绝缘壳体内组成；所述总线载波智能电表由电源支路给其他各电路或支路提供工作电压；所述总线载波智能电表的计量电路，采样支路，控制电路，时钟支路，存储支路，显示支路，以及LonWorks总线载波通迅电路均与中央处理器连接；所述LonWorks总线载波通迅电路通过接口电路和耦合电路后可以连接到电力线，所述总线载波智能电表通过电力线与数据集中器进行数据连接，总线载波智能电表的上传信息经LonWorks总线载波通迅电路进行调制后传输到电力线，从电力线检测到的电力LonWorks总线载波信息也经LonWorks总线载波通迅电路进行解调，再由中央处理器对信息进行识别和处理。

Description

总线载波智能电表 

所属技术领域

本实用新型是涉及一种远程抄表和监控的电表模块，属远程抄表和控制领域。尤其是采用LonWorks总线技术进行电力总线载波通迅的智能电表。 

背景技术

目前，电表抄表的控制已逐步实现远程管理，能实现远程抄表和控制的电表已经很普遍，在常用电表之中，普遍采用RS485通迅方式，要另外辅设双绞线或网络线，电表才能与数据集中器进行数据传输，而对于已经安装使用的未实现远程抄表监控的电网，改造成联网控制时要增加辅设双绞线，会造成相当大的工程时间浪费和工程材料浪费，此外还有工程施工困难及影响用户正常用电等不良因素，加增加了使用后的维护量和维护难度，因此使相当部分管理方望而却步，进而影响引进更先进，更节能的管理方式。 

发明内容

本实用新型提供一种使用LonWorks现场总线技术的电表，该种电表采用LonWorks现场总线技术，支持电力总线载波的方式进行通迅和数据传输，电表与数据集中器之间无需另外辅设通迅用的双绞线，配合LonWorks现场总线信息采集管理系统，可以实现远程自动抄表，远程控制等管理方面的应用。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：所述总线载波智能电表由中央处理器，LonWorks总线载波通迅电路，接口电路，耦合电路，计量电路，采样支路，控制电路，时钟支路，存储支路，显示支路，电源支路组成电路，并组装在一个绝缘壳体内组成；所述总线载波智能电表由电源支路给其他各电路或支路提供工作电压；所述总线载波智能电表的计量电路，采样支路，控制电路，时钟支路，存储支路，显示支路，以及LonWorks总线载波通迅电路均与中央处理器连接；所述LonWorks总线载波通迅电路通过接口电路和耦合电路后可以连接到电力线。所述总线载波智能电表的电路设置一中央处理器，负责对各支路的数据进行对比、计算、识别和指令的接收，并根据事先的设置情况发出相应的指令。电路设置一个存储支路，负责对数据进行存储。电路设置一LonWorks总线载波通迅电路，包含总线载波调制部分、总线载波解调部分、输出信号功率放大部分、输入信号预放大部分、LonWorks协议处理器，LonWorks总线载波通迅电路负责将电力线中的LonWorks总线载波数据进行解调和将中央处理器需上传的数据进行LonWorks总线载波调制。电路 设置一个接口电路，负责对输入和输出的总线载波信号进行滤波，分别叫输入信号带通滤波电路和输出信号带通滤波电路，滤除干扰信号。电路设置一个耦合电路，是电力LonWorks总线载波信号的输入和输出端口，并带有保护电路的功能，避免内部电路因过压或过流而造成损坏。电路设置一计量电路，负责对用户电力线的电力流量进行计算和转换成数字信息，将信息传送给中央处理器。电路设置一采样支路，负责对用户电力使用情况进行采集和监控，并将采集的信息传送到计量电路或中央处理器进一步处理。电路设置一继电器控制电路，中央处理器的开关指令传到继电器控制电路，由继电器去执行开关用户电路。电路设置一显示支路，将中央处理器的各种计算结果或识别的信息按需要显示出来。电路设置一时钟支路，时钟支路给中央处理器提供内部的日期和时间作为参考。电路设置一电源支路，负责将接入的电源进行降压，整流，稳压和滤波，提供到各个用电支路。以上各部分支路组装成总线载波智能电表，与电力线连接，可以采用电力LonWorks总线载波通迅方式，通过电力线与数据集中器或上位机进行数据连接，进而在远程监测端可以通过数据信中器查询用户端的开关情况、用电量、通迅情况和连接线通断情况，从而达到智能远程抄表和远程监控的目的。 

本实用新型的有益效果是：总线载波智能电表与数据集中器之间的通迅方式采用电力LonWorks总线载波通迅技术，各分节点的总线载波智能电表与数据集中器之间的数据连接能通过电力线实现，无须另外布设通迅线，使总线载波智能电表和数据集中器能就近、就地接入电力线，节约了材料成本，而在旧网改造时，无须重新布线破坏建筑结构及装潢，更加方便地进行原有线路的改造和安装，系统施工成本低廉。由于不用另外使用通迅线，安装使用后的维护更加简单，不仅现在能实现节能效果，也为今后进一步的系统升级打下基础。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明 

图1是总线载波智能电表的电路连接原理框图。 

图2是总线载波智能电表的系统连接原理图。其中A代表数据集中器，B代表用户B上所接的总线载波智能电表，C代表用户C上所接的总线载波智能电表。 

图3是总线载波智能电表中的总线载波通迅部分的电路连接示意图。其中G代表LonWorks总线载波通迅电路。 

具体实施方式

所述总线载波智能电表的内部信息流程是：在总线载波智能电表中设置一个采用LonWorks技术的LonWorks总线载波通迅电路，总线载波通迅电路内包含总线载波调制部分D/A、总线载波解调部分A/D、输出信号功率放大部分Tx Amp、输入信号预放大部分Rx Front End、LonWorks协议处理器DSP等；LonWorks总线载波通迅电路通过串行接口与中央处理器连接，总线载波智能电表的外部连接端口在电力线上接入信息后，信号经过耦合变压器T1耦合到接口电路中的带通滤波器A1滤除杂波和干扰，通过预放大电路RxFront End放大后，信号被送到总线载波解调电路A/D进行总线载波信号解调，解调后的信息通过LonWorks协议处理器DSP，从串行接口传到中央处理器进行识别和处理。而当中央处理器有信息要上传给数据集中器时，信息从串行接口转入LonWorks协议处理器LonWorks DSP，再传到总线载波调制电路D/A调制成LonWorks总线载波信号，调制后的LonWorks总线载波信号经输出信号功率放大器Tx Amp放大，放大后的调制信号在接口电路的带通滤波器A3滤除谐波，经耦合变压器T1耦合到滤波电路A2进一步滤波，最后从连接端口传入电力网，这样LonWorks总线载波信号就可以通过电力网上传到数据集中器。数据集中器通过相类似的处理方式进行信息的发出与接收，从而实现通过电力线传输信息的功能。 

接口电路包含A1、A2、A3三个滤波电路，接口电路之后连接耦合电路B1、RT、T1部分，耦合电路部分含保险管F1、压敏电阻RT、保护电路B1、和耦合变压器T1，其中保险管主要起电流保护作用，当电路出现故障而导致电流过大时，保险丝会溶断进行保护；当电力网出现超过压敏电阻RT额定值的差模尖峰信号或脉冲时，压敏电阻RT自动释放掉超高的信号或脉冲会，保护电路不会受到意外高压而损坏；电路中的B1部分是将电路中的差模尖峰信号和共模尖峰信号短接到地线，进一步保护了电路不受意外的损坏；耦合电路部分的T1是一个耦合变压器，除了将载波信号从电力线上传入通迅电路外，还起到隔离的作用，将电力网络线与电表的内部电路隔离开，保证线路的正常工作。耦合电路要连接到总线载波智能电表的火线输入连接端口和零线连接端口。 

在系统安装连接总线载波智能电表和数据集中器时，其零线连接端口连接电网的零线，火线输入连接端口连接公共电网的火线，火线输出接口连接受控用户端的火线，而数据集中器A也采用电力LonWorks总线技术的载波通迅原理与总线载波智能电表通迅，每个数据集中器A的下层用相同的方式最多可连接管理254个用户用电端，如图2中列举的用户B用户端和用户C用户端，数据集中器通过RS485、因特网等通迅方式与远端的管理 系统终端连接，从而实现远程监控和抄表等管理应用功能。 

本实用新型的LonWorks总线载波系统通迅过程是这样的：总线载波智能电表和集中器或上位机与电力线连接后通电，中央处理器内的程序自动完成初始化，实时检测自身的通迅状态和受控用户使用的信号，然后进入电力线接收数据的状态，数据集中器如果有预设的指令要完成，则中央处理器将控制或查询的指令信息经串行接口送到该集中器内的LonWorks总线载波通迅电路，LonWorks总线载波通迅电路对指令信息进行电力LonWorks总线载波调制和放大，调制处理后的信息经接口电路通过电力线接口上传到电力线中，所述总线载波智能电表的LonWorks总线载波通迅电路经过接口电路实时检测电力线中的电力载波信息，并对信息进行解调，解调后的信息再经串行接口转送到内部的中央处理器，中央处理器根据信息的内容以及预先的设置进行识别，如果检测到载波信号正确有用，则中央处理器中断检测并开始接收数据信息，再根据预先设置的情况对信息做出相应的回应和控制动作，如果信息需要回传集中器，则中央处理器会将信息传到LonWorks总线载波通迅电路，LonWorks总线载波通迅电路对接收到的信息进行电力LonWorks总线载波调制，调制后的信息通过接口电路上传到电力线，由数据集中器在电力线中捕捉所述的电力LonWorks总线载波信息并进行解调、识别和处理。如果电力线无数据传送发生，则系统重新进入检测状态，重新开始检测电力线，进入新一轮循环。 

Claims (6)

1.一种总线载波智能电表，其特征在于：该总线载波智能电表由中央处理器，LonWorks总线载波通迅电路，接口电路，耦合电路，计量电路，采样支路，控制电路，时钟支路，存储支路，显示支路，电源支路组成电路，并组装在一个绝缘壳体内组成；所述总线载波智能电表由电源支路给其他各电路或支路提供工作电压；所述总线载波智能电表的计量电路，采样支路，控制电路，时钟支路，存储支路，显示支路，以及LonWorks总线载波通迅电路均与中央处理器连接；所述LonWorks总线载波通迅电路通过接口电路和耦合电路后可以连接到电力线。

2.如权利要求1所述的一种总线载波智能电表，其特征在于：LonWorks总线载波通迅电路内包含总线载波调制部分D/A、总线载波解调部分A/D、输出信号功率放大部分TxAmp、输入信号预放大部分Rx Front End、LonWorks协议处理器DSP。

3.如权利要求1所述的一种总线载波智能电表，其特征在于：LonWorks总线载波通迅电路通过串行接口与中央处理器连接。

4.如权利要求1所述的一种总线载波智能电表，其特征在于：耦合电路部分含保险管、压敏电阻、保护电路、和耦合变压器。

5.如权利要求1所述的一种总线载波智能电表，其特征在于：耦合电路连接到总线载波智能电表的火线输入连接端口和零线连接端口。

6.如权利要求1所述的一种总线载波智能电表，其特征在于：接口电路包含输入信号带通滤波电路和输出信号带通滤波电路。 

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