CN203086247U - 多路集中监控仪 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种多路集中监控仪，包括电源单元、GPRS监控单元、RS485监控单元、ESAM监控单元和载波监控单元。本实用新型采用多路采集单元电路集中设计，统一输入输出接口，实现电网系统中集中器、表计的TTL信号、RS232信号、RS485信号等信号的转换及协调，实现不同信号的传送。本实用新型芯片采用市面通用芯片，外壳采用公模，成本低；集中度高，便于用户布线和安装；各接口采用隔离处理，有效的保护了被测设备，使用安全；系统稳定，功能强大，适应性范围广。本实用新型有效解决了不同信号需配备不同监控、线路繁杂、安全隐患多等问题，为实现“全采集、全覆盖、全费控”的智能电网用电信息采集系统奠定了重要坚实的基础。

Description

多路集中监控仪
技术领域
本实用新型涉及一种智能电网设备，特别涉及一种多路集中监控仪。
背景技术
目前，现有方案中采用分立式采集方式，通过相互独立的硬件，利用RS485转RS232转接头实现对智能电表485数据通信监控；利用GPRS模块实现对集中器主站数据通信监控；由于ESAM模块的特殊性（加密数据量大、采集电路需隔离），市面没有能实现ESAM模块采集的设备，导致无法实现对ESAN模块的集中监控。现在利用集中监控软件把各部分分立设备采集的数据进行整体管理、分析、达到集中监控的目的。但现有方案由于采用分立式设备，导致布线复杂，成本高，故障点多，不易管理和维护。   
发明内容
本实用新型的目的是提供一种功能齐全且操作方便的多路集中监控仪。
本实用新型提供的这种多路集中监控仪，包括电源单元、GPRS监控单元、RS485监控单元、ESAM监控单元和载波监控单元，GPRS监控单元通过信号输入接口与采集终端的GPRS接口相连，用于截取采集GPRS通信数据，同时还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将GPRS通信监测数据传送至监控主站；RS485监控单元通过信号输入接口与待监测电能表的RS485接口相连，用于截取采集电能表RS485通信数据，同时该单元还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将RS485通信监测数据传送至监控主站；ESAM监控单元通过信号输出接口与电能表的ESAM模块接口相连，用于对电能表进行远程身份认证、数据加密和数据解密操作，同时该单元还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将远程身份认证结果以及数据加密和解密的结果信息传送至监控主站；载波监控单元通过信号输入接口与载波电能表的电力载波模块接口相连，用于截取采集载波电能表的载波通信数据，同时还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将电力线载波监测数据传送至监控主站；电源单元将单相交流电转换成直流电，为所述GPRS监控单元、RS485监控单元、ESAM监控单元和载波监控单元供电。
所述GPRS监控单元包括串口芯片IC1，串口芯片IC1的2脚通过电容C13与其4脚相连，其5脚通过电容C14与其6脚相连，其9脚通过电阻R18与发送端TXD相连，用于输出串口通信数据，该管脚还通过电阻R20与电源VCC相连，其11脚通过电阻R21与电源VCC相连，其11脚通过电阻R19与接收端RXD相连，用于接收串口通信数据，该管脚通过电阻R19后还分别与二极管D1、二极管D2的阳极相连；二极管D1的阴极与信号输入接口J1的1脚相连，用于接收GPRS发线的数据TXD1，二极管D2的阴极与信号输入接口J1的2脚相连，用于接收GPRS收线的数据RXD1；串口芯片IC1的3脚通过电容C15后接地，其7脚通过电容C16后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C17后接地，其8脚通过电阻R22串联瞬态放电管DZ4后接地，同时该管脚通过电阻R22与信号输出接口J2的6脚相连，用于输出GPRS通信监测信号GPRS3，其13脚通过电阻R23串联瞬态放电管DZ5后接地，同时该管脚通过电阻R23与信号输出接口J2的1脚相连，用于输出GPRS通信监测信号GPRS2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C17接地，其1脚、12脚和14脚均接地。
所述RS485监控单元包括收发器IC6、光耦IC9、光耦IC10和串口芯片IC3，
收发器IC6的6脚通过电阻R35与信号输入接口J1的7脚相连，用于传递信号RS485A，该管脚还通过电阻R35串联双向稳压二极管DZ9再串联电阻R36与该收发器的7脚相连，同时该管脚还通过瞬态放电管DZ6后接地，并通过电阻R25与其8脚相连，其8脚与电源VCC相连，该管脚还通过电容C18接地，其7脚通过电阻R36与信号输入接口J1的8脚相连，用于传递信号RS485B，同时该管脚还通过瞬态放电管DZ10后接地，并通过电阻R37与该收发器的5脚相连，其4脚和5脚接地，其1脚与光耦IC9的2脚相连，其2脚和3脚相连后与光耦IC10的3脚相连；
光耦IC9的1脚通过电阻R38与电源VCC相连，其3脚接地，同时该管脚通过电容C27串联电阻R26与电源VCC相连，其4脚通过电阻R42与串口芯片IC3的11脚相连；
光耦IC10的3脚通过电阻R39接地，同时通过电容C26接地，其4脚接电源VCC，其1脚通过电阻R40与电源VCC相连，其2脚通过电阻R41与串口芯片IC3的9脚相连；
串口芯片IC3的1脚接地，其2脚通过电容C19与其4脚相连，其5脚通过电容C28与其6脚相连，其9脚通过电阻R28与电源VCC相连，其11脚通过电阻R43与电源VCC相连，其3脚通过电容C29接地，其7脚通过电容C30接地，其15脚通过电容C24接地，同时该管脚与电源VCC相连，串口芯片IC3的12脚和其14脚均接地，其8脚通过电阻R45串联瞬态放电管DZ11后接地，同时该管脚通过电阻R45与信号输出接口J2的8脚相连，用于传递信号485-3，其13脚通过电阻R46串联瞬态放电管DZ12后接地，同时该管脚通过电阻R46与信号输出接口J2的3脚相连，用于传递信号485-2，其16脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C24接地。
所述ESAM监控单元包括MCU、光耦IC11、光耦IC12和串口芯片IC4；
MCU的1脚与光耦IC12的4脚相连，用于传递ESAM的IO信号ESAM-IO1，其2脚通过电阻R8与其1脚相连，其5脚接电源VCC，同时通过电容C100接地，其6脚通过电阻R9与电源VCC相连，同时通过电阻R9串联电容C100接地，该管脚还与接插件JP1的2脚相连，用于传递模式信号MODE，其9脚通过电阻R10与电源VCC相连，同时通过电阻R10串联电容C100接地，该管脚还与接插件JP1的3脚相连，用于传递复位信号PRST，其10脚传递输出信号XOUT，同时该管脚通过电容C1接地，其12脚传递输入信号XIN，同时该管脚通过电容C2接地，晶振Y1和电阻R1并联后接于该MCU的10脚和12脚之间，该MCU的13脚与电源VCC相连，同时通过电容C3接地，其14脚与光耦IC11的4脚相连，用于传递ESAM时钟信号ESAM-CLK1，其44脚通过电阻R12与串口芯片IC4的9脚相连，其45脚通过电阻R13与该串口芯片的11脚相连，其4脚、11脚接地；
光耦IC11的1脚通过电阻R103与电源VCC1相连，其2脚与信号输入接口J1的5脚相连，用于传递ESAM时钟信号ESAM-CLK，其3脚接地，同时通过电容C101串联电阻R105与电源VCC相连；
光耦IC12的1脚通过电阻R104与电源VCC1相连，其2脚与信号输入接口J1的4脚相连，用于传递ESAM的IO信号ESAM-IO，其3脚接地，同时通过电容C102串联电阻R106与电源VCC相连；
串口芯片IC4的2脚通过电容C8与其4脚相连，其5脚通过电容C9与其6脚相连，其9脚通过电阻R14与电源VCC相连，其11脚通过电阻R24与电源VCC相连，其3脚通过电容C10后接地，其7脚通过电容C11后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C12接地，其8脚通过电阻R15串联瞬态放电管DZ2后接地，同时该管脚通过电阻R15与信号输出接口J2的9脚相连，用于输出ESAM监测信号ESAM3，其13脚通过电阻R16串联瞬态放电管DZ3后接地，同时该管脚通过电阻R16与信号输出接口J2的4脚相连，用于输出ESAM监测信号ESAM2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C12接地，其1脚、12脚和14脚均接地。
所述载波监控单元包括串口芯片IC2、接线端子XS6、接线端子XS5和接线端子JP2；
串口芯片IC2的2脚通过电容C20与其4脚相连，其5脚通过电容C21与其6脚相连，其9脚通过电阻R31与电源VCC相连，其11脚通过电阻R32与电源VCC相连，该管脚还通过电阻R29与接线端子XS6的5脚相连，其11脚通过电阻R30与接线端子XS6的6脚相连，其3脚通过电容C22后接地，其7脚通过电容C23后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C25接地，其8脚通过电阻R33串联瞬态放电管DZ7后接地，同时该管脚通过电阻R33与信号输出接口J2的7脚相连，用于输出载波通信监测信号ZB3，其13脚通过电阻R34串联瞬态放电管DZ8后接地，同时该管脚通过电阻R34与信号输出接口J2的2脚相连，用于输出载波通信监测信号ZB2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C25接地，其1脚、12脚和14脚均接地；
接线端子XS6的1脚、2脚、21脚和22脚均接地，其3脚和4脚分别与电源单元的电源V15P0相连，其7脚与电源VCC相连，其13脚通过电感L3与电源单元的电源V3.3相连；
接线端子XS5的1脚和2脚与A相端相连，其7脚和8脚与B相端相连，其13脚和14脚与C相端相连，其19脚和20脚与N相端相连。该接线端子一侧的A相端、B相端、C相端、N相端与电力载波模块相接，另一侧的A相端、B相端、C相端、N相端与电源单元的电路相连；
接线端子JP2的3脚和4脚接地，其5脚与电源VCC相连。
本实用新型采用多路采集单元电路集中设计，统一输入输出接口，实现电网系统中集中器、表计的TTL信号、RS232信号、RS485信号等信号的转换及协调，实现不同信号的传送。各接口采用隔离处理，有效的保护了被测设备。本实用新型芯片采用市面通用芯片，外壳采用公模，成本低；集中度高，便于用户布线和安装；接口具有隔离功能，使用安全；系统稳定，功能强大，适应性范围广。本实用新型有效解决了不同信号需配备不同监控、线路繁杂、安全隐患多等问题，为实现“全采集、全覆盖、全费控”的智能电网用电信息采集系统奠定了重要坚实的基础。
附图说明
图1是本实用新型GPRS监控单元的电路图。
图2是本实用新型RS485监控单元的电路图。
图3是本实用新型ESAM监控单元的电路图。
图4是本实用新型载波监控单元的电路图。
图5是本实用新型接口单元的电路图。
图6是本实用新型电源单元的电路图。
图7是本实用新型的一种具体实施方式图。
具体实施方式
本实用新型包括电源单元、GPRS监控单元、RS485监控单元、ESAM监控单元和载波监控单元。GPRS监控单元通过信号输入接口与电能表采集终端的GPRS接口相连，用于截取采集GPRS通信数据，同时还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将GPRS通信监测数据传送至监控主站；RS485监控单元通过信号输入接口与待监测电能表的RS485接口相连，用于截取采集电能表RS485通信的数据，同时该单元还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将RS485通信监测数据传送至监控主站；ESAM监控单元通过信号输出接口与电能表的ESAM模块接口相连，用于对电能表进行远程身份认证、数据加密和数据解密操作，同时该单元还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将远程身份认证结果以及数据加密和解密的结果信息传送至监控主站；载波监控单元通过信号输入接口与载波电能表的电力载波模块接口相连，用于截取采集载波电能表的载波通信数据，同时还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将电力线载波监测数据传送至监控主站；电源单元将单相交流电转换成直流电，为所述GPRS监控单元、RS485监控单元、ESAM监控单元和载波监控单元供电。
本实用新型采用单元形式，集合多路不同信号转换电路。ESAM监控单元采用单片机接收处理大量数据；收发电路采用隔离处理。RS485监控单元也采用隔离处理，安全性能好。接口单元均采用通用接口。
如图1所示，GPRS监控单元用于实现对集中器主站数据采集，其包括串口芯片IC1。
串口芯片IC1的2脚通过电容C13与其4脚相连，其5脚通过电容C14与其6脚相连，其9脚通过电阻R18与发送端TXD相连，用于输出串口通信数据，该管脚还通过电阻R20与电源VCC相连，其11脚通过电阻R21与电源VCC相连，其11脚通过电阻R19与接收端RXD相连，用于接收串口通信数据，该管脚通过电阻R19后还分别与二极管D1、二极管D2的阳极相连；二极管D1的阴极与信号输入接口J1的1脚相连，用于接收GPRS发线的数据TXD1，二极管D2的阴极与信号输入接口J1的2脚相连，用于接收GPRS收线的数据RXD1；串口芯片IC1的3脚通过电容C15后接地，其7脚通过电容C16后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C17后接地，其8脚通过电阻R22串联瞬态放电管DZ4后接地，同时该管脚通过电阻R22与信号输出接口J2的6脚相连，用于输出GPRS通信监测信号GPRS3，其13脚通过电阻R23串联瞬态放电管DZ5后接地，同时该管脚通过电阻R23与信号输出接口J2的1脚相连，用于输出GPRS通信监测信号GPRS2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C17接地，其1脚、12脚和14脚均接地。
电源VCC通过电阻R17串联发光二极管LED3再串联电阻R19与串口芯片IC1的11脚相连，用于GPRS通信监控指示。该指示灯闪烁，表示正在进行GPRS通信监控；该指示灯灭，表示未进行GPRS通信监控。
芯片IC1采用TI公司的信号转换芯片，其型号为SN65C3221EDBR，实现TTL电平信号转换成RS232信号。该芯片还可采用MAX232芯片代替。
如图2所示，RS485监控单元包括收发器IC6、光耦IC9、光耦IC10和串口芯片IC3。本单元利用RS485转RS232转接头实现对智能电表485数据采集。
收发器IC6的6脚通过电阻R35与信号输入接口J1的7脚相连，用于传递信号RS485A，该管脚还通过电阻R35串联双向稳压二极管DZ9再串联电阻R36与该收发器的7脚相连，同时该管脚还通过瞬态放电管DZ6后接地，并通过电阻R25与其8脚相连，其8脚与电源VCC相连，该管脚还通过电容C18接地，其7脚通过电阻R36与信号输入接口J1的8脚相连，用于传递信号RS485B，同时该管脚还通过瞬态放电管DZ10后接地，并通过电阻R37与该收发器的5脚相连，其4脚和5脚接地，其1脚与光耦IC9的2脚相连，其2脚和3脚相连后与光耦IC10的3脚相连。
光耦IC9的1脚通过电阻R38与电源VCC相连，其3脚接地，同时该管脚通过电容C27串联电阻R26与电源VCC相连，其4脚通过电阻R42与串口芯片IC3的11脚相连。
光耦IC10的3脚通过电阻R39接地，同时通过电容C26接地，其4脚接电源VCC，其1脚通过电阻R40与电源VCC相连，其2脚通过电阻R41与串口芯片IC3的9脚相连。
串口芯片IC3的1脚接地，其2脚通过电容C19与其4脚相连，其5脚通过电容C28与其6脚相连，其9脚通过电阻R28与电源VCC相连，其11脚通过电阻R43与电源VCC相连，其3脚通过电容C29接地，其7脚通过电容C30接地，其15脚通过电容C24接地，同时该管脚与电源VCC相连，串口芯片IC3的12脚和其14脚均接地，其8脚通过电阻R45串联瞬态放电管DZ11后接地，同时该管脚通过电阻R45与信号输出接口J2的8脚相连，用于传递信号485-3，其13脚通过电阻R46串联瞬态放电管DZ12后接地，同时该管脚通过电阻R46与信号输出接口J2的3脚相连，用于传递信号485-2，其16脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C24接地。
电源VCC串联发光二极管LED4，该发光二极管LED4包括两路发光二极管电路，一路发光二极管通过电阻R27串联电阻R42，再串联串口芯片IC3的11脚相连，用于RS485通信监控指示。该路指示灯闪烁，表示正在进行RS485通信接收数据监控；该路指示灯灭，表示未进行RS485通信接收数据监控。另一路发光二极管通过电阻R101串联电阻R41，与串口芯片IC3的9脚相连，用于RS485通信监控指示。该路指示灯闪烁，表示正在进行RS485通信发送数据监控；该路指示灯灭，表示未进行RS485通信发送数据监控。
串口芯片IC3采用TI公司的转换芯片，其型号为SN65C3221EDBR；收发器IC6采用MAXIM公司的MAX13085EESA，实现智能电表的RS485信号到RS232信号的转换。电路采用光耦隔离，安全性能好。该485数据采集采用市面可购买的485转接头。
如图3所示，ESAM监控单元包括MCU、串口芯片IC4、光耦IC11和光耦IC12。
MCU的1脚与光耦IC12的4脚相连，用于传递ESAM的IO信号ESAM-IO1，其2脚通过电阻R8与其1脚相连，其5脚接电源VCC，同时通过电容C100接地，其6脚通过电阻R9与电源VCC相连，同时通过电阻R9串联电容C100接地，该管脚还与接插件JP1的2脚相连，用于传递模式信号MODE，其9脚通过电阻R10与电源VCC相连，同时通过电阻R10串联电容C100接地，该管脚还与接插件JP1的3脚相连，用于传递复位信号PRST，其10脚传递输出信号XOUT，同时该管脚通过电容C1接地，其12脚传递输入信号XIN，同时该管脚通过电容C2接地，晶振Y1和电阻R1并联后接于该MCU的10脚和12脚之间，该MCU的13脚与电源VCC相连，同时通过电容C3接地，其14脚与光耦IC11的4脚相连，用于传递ESAM时钟信号ESAM-CLK1，其44脚通过电阻R12与串口芯片IC4的9脚相连，其45脚通过电阻R13与该串口芯片的11脚相连，其4脚、11脚接地。
光耦IC11的1脚通过电阻R103与电源VCC1相连，其2脚与信号输入接口J1的5脚相连，用于传递ESAM时钟信号ESAM-CLK，其3脚接地，同时通过电容C101串联电阻R105与电源VCC相连。
光耦IC12的1脚通过电阻R104与电源VCC1相连，其2脚与信号输入接口J1的4脚相连，用于传递ESAM的IO信号ESAM-IO，其3脚接地，同时通过电容C102串联电阻R106与电源VCC相连。
串口芯片IC4的2脚通过电容C8与其4脚相连，其5脚通过电容C9与其6脚相连，其9脚通过电阻R14与电源VCC相连，其11脚通过电阻R24与电源VCC相连，其3脚通过电容C10后接地，其7脚通过电容C11后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C12接地，其8脚通过电阻R15串联瞬态放电管DZ2后接地，同时该管脚通过电阻R15与信号输出接口J2的9脚相连，用于输出ESAM监测信号ESAM3，其13脚通过电阻R16串联瞬态放电管DZ3后接地，同时该管脚通过电阻R16与信号输出接口J2的4脚相连，用于输出ESAM监测信号ESAM2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C12接地，其1脚、12脚和14脚均接地。
电源VCC串联发光二极管LED2，该发光二极管LED2包括两路发光二极管电路，一路发光二极管通过电阻R5与MCU的44脚相连，用于MCU数据通信指示。该路指示灯闪烁，表示MCU接收数据通信正常；该路指示灯灭，表示MCU接收数据通信异常。另一路发光二极管通过电阻R102与MCU的45脚相连，用于MCU数据通信指示。该路指示灯闪烁，表示MCU发送数据通信正常；该路指示灯灭，表示MCU发送数据通信异常。
MCU可采用目前广泛使用的低功耗单片机瑞萨的R8C/L38B。MCU的I/O脚通过光耦隔离连接ESAM模块的数据输入输出脚，在MCU内部设计数据采用程序，将I/O脚上的串行数据转化为并行数据，通过MCU的串口发送给计算机。
串口芯片IC4采用TI公司的转换芯片，其型号为SN65C3221EDBR；用于将TTL信号转换成RS232信号。电路采用光耦隔离，能很好的保护ESAM模块不被损坏。采用单片机方案能解决ESAM模块采集数据大的问题。
如图4所示，载波监控单元包括串口芯片IC2、接线端子XS6、接线端子XS5和接线端子JP2。
串口芯片IC2的2脚通过电容C20与其4脚相连，其5脚通过电容C21与其6脚相连，其9脚通过电阻R31与电源VCC相连，其11脚通过电阻R32与电源VCC相连，该管脚还通过电阻R29与接线端子XS6的5脚相连，其11脚通过电阻R30与接线端子XS6的6脚相连，其3脚通过电容C22后接地，其7脚通过电容C23后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C25接地，其8脚通过电阻R33串联瞬态放电管DZ7后接地，同时该管脚通过电阻R33与信号输出接口J2的7脚相连，用于输出载波通信监测信号ZB3，其13脚通过电阻R34串联瞬态放电管DZ8后接地，同时该管脚通过电阻R34与信号输出接口J2的2脚相连，用于输出载波通信监测信号ZB2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C25接地，其1脚、12脚和14脚均接地。
接线端子XS6的1脚、2脚、21脚和22脚均接地，其3脚和4脚分别与电源单元的电源V15P0相连，其7脚与电源VCC相连，其13脚通过电感L3与电源单元的电源V3.3相连。
接线端子XS5的1脚和2脚与A相端相连，其7脚和8脚与B相端相连，其13脚和14脚与C相端相连，其19脚和20脚与N相端相连。该接线端子一侧的A相端、B相端、C相端、N相端与电力载波模块相接，另一侧的A相端、B相端、C相端、N相端与电源单元的电路相连。
接线端子JP2的3脚和4脚接地，其5脚与电源VCC相连。
接线端子XS6、接线端子XS5和接线端子JP2是一个整体，它是与电力载波模块连接的接口。本实用新型可针对国网标准接口的各类单相载波模块和三相载波模块，实施载波监控。这些电力载波模块包括东软、鼎信、晓程、瑞斯康、中慧等电力载波模块。
如图5所示，接口单元包括电源输入端P1、信号输入接口J1和信号输出接口J2。电源输入端P1与三相交流电源相接；信号输入接口J1用于将GPRS通信数据、RS485通信数据、ESAM通信数据等采集进入设备；信号输出接口J2用于将GPRS通信监测结果、RS485通信监测结果、ESAM通信监测结果以及载波通信监测结果输出至监控主站。
如图6所示，电源单元包括变压器T1、整流模块B1、稳压芯片IC7和稳压芯片IC8。电源输入端P1的2脚通过压敏电阻RT1与变压器T1的1脚相连，其1脚与该变压器的3脚相连；可变电容器C7与可调电阻RV1并联后接于电源输入端P1的2脚与1脚之间。变压器T1的5脚与整流模块B1的AC1脚相连、其4脚与整流模块B1的AC2脚相连，瞬态放电管DZ1接于整流模块B1的AC1脚和AC2脚之间。整流模块B1的正极端与稳压芯片IC7的I脚相连，其负极端与稳压芯片IC7的G脚相连。电容C6、极性电容E4、极性电容E5、极性电容E6、极性电容E7、极性电容E8、极性电容E9、极性电容E10和极性电容E11并联后接于整流模块B1的正极端与负极端之间。稳压芯片IC7的O脚通过电感L2与电源VCC相连。电容C4与极性电容E2并联后接于电源VCC与稳压芯片IC7的G脚之间。
稳压芯片IC8的1脚接电源VCC，其2脚接地，其3脚与电源V3.3相连，极性电容E3与电容C5并联后接于该稳压芯片的3脚和2脚之间。极性电容E1的正极端与该稳压芯片IC8的1脚相连，其负极端与该稳压芯片IC8的2脚之间，同时该极性电容的正极端还与电源VCC相连，其负极端接地。
电源VCC通过电阻R6串联发光二极管LED5接地，用于电源指示，灯亮表示接通电源；灯灭表示，设备断电。
如图7所示，在使用时，在主站和采集终端之间设立监控点1，在采集终端和电能表之间设立监控点2，在本实用新型与电能表ESAM之间设立监控点3，在本实用新型与载波电能表之间设立监控点4，然后实施各种通信数据的监控。监控点1：GPRS监控单元实现监控；监控点2： RS485监控单元实现监控；监控点3：ESAM监控单元实现监控；监控点4：载波监控单元实现监控。
本实用新型的PCB采用一端为电源输入端口，一端为信号输入接口和信号输出接口。电源端子采用5.08间距的可拔插端子，信号输入和输出端口采用通用DB9针端子，便于设备的布线和安装。
本实用新型的外壳选用WFDT-810GC电力线载波通用抄控器的外壳，塑胶模具，外形尺寸：160mm×100mm×50mm。外壳为公用模具，价格便宜，外壳体积小，便于安装，更换模块也方便。

Claims (5)

1.一种多路集中监控仪，包括电源单元，其特征在于，还包括GPRS监控单元、RS485监控单元、ESAM监控单元和载波监控单元，GPRS监控单元通过信号输入接口与采集终端的GPRS接口相连，用于截取采集GPRS通信数据，同时还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将GPRS通信监测数据传送至监控主站；RS485监控单元通过信号输入接口与待监测电能表的RS485接口相连，用于截取采集电能表RS485通信数据，同时该单元还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将RS485通信监测数据传送至监控主站；ESAM监控单元通过信号输出接口与电能表的ESAM模块接口相连，用于对电能表进行远程身份认证、数据加密和数据解密操作，同时该单元还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将远程身份认证结果以及数据加密和解密的结果信息传送至监控主站；载波监控单元通过信号输入接口与载波电能表的电力载波模块接口相连，用于截取采集载波电能表的载波通信数据，同时还通过信号输出接口与监控主站的通信接口相连，用于将电力线载波监测数据传送至监控主站；电源单元将单相交流电转换成直流电，为所述GPRS监控单元、RS485监控单元、ESAM监控单元和载波监控单元供电。
2.根据权利要求1所述的多路集中监控仪，其特征在于，所述GPRS监控单元包括串口芯片IC1；
串口芯片IC1的2脚通过电容C13与其4脚相连，其5脚通过电容C14与其6脚相连，其9脚通过电阻R18与发送端TXD相连，用于输出串口通信数据，该管脚还通过电阻R20与电源VCC相连，其11脚通过电阻R21与电源VCC相连，其11脚通过电阻R19与接收端RXD相连，用于接收串口通信数据，该管脚通过电阻R19后还分别与二极管D1、二极管D2的阳极相连；二极管D1的阴极与信号输入接口J1的1脚相连，用于接收GPRS发线的数据TXD1，二极管D2的阴极与信号输入接口J1的2脚相连，用于接收GPRS收线的数据RXD1；串口芯片IC1的3脚通过电容C15后接地，其7脚通过电容C16后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C17后接地，其8脚通过电阻R22串联瞬态放电管DZ4后接地，同时该管脚通过电阻R22与信号输出接口J2的6脚相连，用于输出GPRS通信监测信号GPRS3，其13脚通过电阻R23串联瞬态放电管DZ5后接地，同时该管脚通过电阻R23与信号输出接口J2的1脚相连，用于输出GPRS通信监测信号GPRS2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C17接地，其1脚、12脚和14脚均接地。
3.根据权利要求1所述的多路集中监控仪，其特征在于，所述RS485监控单元包括收发器IC6、光耦IC9、光耦IC10和串口芯片IC3；
收发器IC6的6脚通过电阻R35与信号输入接口J1的7脚相连，用于传递信号RS485A，该管脚还通过电阻R35串联双向稳压二极管DZ9再串联电阻R36与该收发器的7脚相连，同时该管脚还通过瞬态放电管DZ6后接地，并通过电阻R25与其8脚相连，其8脚与电源VCC相连，该管脚还通过电容C18接地，其7脚通过电阻R36与信号输入接口J1的8脚相连，用于传递信号RS485B，同时该管脚还通过瞬态放电管DZ10后接地，并通过电阻R37与该收发器的5脚相连，其4脚和5脚接地，其1脚与光耦IC9的2脚相连，其2脚和3脚相连后与光耦IC10的3脚相连；
光耦IC9的1脚通过电阻R38与电源VCC相连，其3脚接地，同时该管脚通过电容C27串联电阻R26与电源VCC相连，其4脚通过电阻R42与串口芯片IC3的11脚相连；
光耦IC10的3脚通过电阻R39接地，同时通过电容C26接地，其4脚接电源VCC，其1脚通过电阻R40与电源VCC相连，其2脚通过电阻R41与串口芯片IC3的9脚相连；
串口芯片IC3的1脚接地，其2脚通过电容C19与其4脚相连，其5脚通过电容C28与其6脚相连，其9脚通过电阻R28与电源VCC相连，其11脚通过电阻R43与电源VCC相连，其3脚通过电容C29接地，其7脚通过电容C30接地，其15脚通过电容C24接地，同时该管脚与电源VCC相连，串口芯片IC3的12脚和其14脚均接地，其8脚通过电阻R45串联瞬态放电管DZ11后接地，同时该管脚通过电阻R45与信号输出接口J2的8脚相连，用于传递信号485-3，其13脚通过电阻R46串联瞬态放电管DZ12后接地，同时该管脚通过电阻R46与信号输出接口J2的3脚相连，用于传递信号485-2，其16脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C24接地。
4.根据权利要求1所述的多路集中监控仪，其特征在于，所述ESAM监控单元包括MCU、光耦IC11、光耦IC12和串口芯片IC4；
MCU的1脚与光耦IC12的4脚相连，用于传递ESAM的IO信号ESAM-IO1，其2脚通过电阻R8与其1脚相连，其5脚接电源VCC，同时通过电容C100接地，其6脚通过电阻R9与电源VCC相连，同时通过电阻R9串联电容C100接地，该管脚还与接插件JP1的2脚相连，用于传递模式信号MODE，其9脚通过电阻R10与电源VCC相连，同时通过电阻R10串联电容C100接地，该管脚还与接插件JP1的3脚相连，用于传递复位信号PRST，其10脚传递输出信号XOUT，同时该管脚通过电容C1接地，其12脚传递输入信号XIN，同时该管脚通过电容C2接地，晶振Y1和电阻R1并联后接于该MCU的10脚和12脚之间，该MCU的13脚与电源VCC相连，同时通过电容C3接地，其14脚与光耦IC11的4脚相连，用于传递ESAM时钟信号ESAM-CLK1，其44脚通过电阻R12与串口芯片IC4的9脚相连，其45脚通过电阻R13与该串口芯片的11脚相连，其4脚、11脚接地；
光耦IC11的1脚通过电阻R103与电源VCC1相连，其2脚与信号输入接口J1的5脚相连，用于传递ESAM时钟信号ESAM-CLK，其3脚接地，同时通过电容C101串联电阻R105与电源VCC相连；
光耦IC12的1脚通过电阻R104与电源VCC1相连，其2脚与信号输入接口J1的4脚相连，用于传递ESAM的IO信号ESAM-IO，其3脚接地，同时通过电容C102串联电阻R106与电源VCC相连；
串口芯片IC4的2脚通过电容C8与其4脚相连，其5脚通过电容C9与其6脚相连，其9脚通过电阻R14与电源VCC相连，其11脚通过电阻R24与电源VCC相连，其3脚通过电容C10后接地，其7脚通过电容C11后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C12接地，其8脚通过电阻R15串联瞬态放电管DZ2后接地，同时该管脚通过电阻R15与信号输出接口J2的9脚相连，用于输出ESAM监测信号ESAM3，其13脚通过电阻R16串联瞬态放电管DZ3后接地，同时该管脚通过电阻R16与信号输出接口J2的4脚相连，用于输出ESAM监测信号ESAM2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C12接地，其1脚、12脚和14脚均接地。
5.根据权利要求1所述的多路集中监控仪，其特征在于，所述载波监控单元包括串口芯片IC2、接线端子XS6、接线端子XS5和接线端子JP2；
串口芯片IC2的2脚通过电容C20与其4脚相连，其5脚通过电容C21与其6脚相连，其9脚通过电阻R31与电源VCC相连，其11脚通过电阻R32与电源VCC相连，该管脚还通过电阻R29与接线端子XS6的5脚相连，其11脚通过电阻R30与接线端子XS6的6脚相连，其3脚通过电容C22后接地，其7脚通过电容C23后接地，其15脚与电源VCC相连，同时该管脚通过电容C25接地，其8脚通过电阻R33串联瞬态放电管DZ7后接地，同时该管脚通过电阻R33与信号输出接口J2的7脚相连，用于输出载波通信监测信号ZB3，其13脚通过电阻R34串联瞬态放电管DZ8后接地，同时该管脚通过电阻R34与信号输出接口J2的2脚相连，用于输出载波通信监测信号ZB2，其16脚接电源VCC，同时该管脚通过电容C25接地，其1脚、12脚和14脚均接地；
接线端子XS6的1脚、2脚、21脚和22脚均接地，其3脚和4脚分别与电源单元的电源V15P0相连，其7脚与电源VCC相连，其13脚通过电感L3与电源单元的电源V3.3相连；
接线端子XS5的1脚和2脚与A相端相连，其7脚和8脚与B相端相连，其13脚和14脚与C相端相连，其19脚和20脚与N相端相连，该接线端子一侧的A相端、B相端、C相端、N相端与电力载波模块相接，另一侧的A相端、B相端、C相端、N相端与电源单元的电路相连；
接线端子JP2的3脚和4脚接地，其5脚与电源VCC相连。
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CN103441901A (zh) * 2013-08-29 2013-12-11 中国农业银行股份有限公司 一种监控器及服务器监控方法
CN107679001A (zh) * 2017-11-27 2018-02-09 中山路得斯空调有限公司 一种数据缓存式通讯装置的主控电路

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