CN206133916U - 一种用电信息采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用电信息采集器，包括上行通讯模块和微处理控制模块，所述上行通讯模块包括上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块；所述上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块分别与所述微处理控制模块连接。通过将上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块进行多模块的一体化融合，将多种通讯模块融合在一起，结合微处理器控制模块，使用电信息采集器具有多种通讯协议和多种硬件物理通道，能够兼容多种规约电表，能够对国家不同时期标准下的电表的数据进行采集，且能够实现即插即用，提高了用电信息采集器的实用性和兼容性。

Description

一种用电信息采集器

技术领域

本实用新型涉及用电信息采集装置技术领域，尤其涉及一种用电信息采集器。

背景技术

目前在用户的用电信息采集系统中，用于集中器和电表之间管理的设备有国网规约采集器和南网规约采集器，两者的共同点是把安装在一起的电表一起接到采集设备下的通讯接口，采集器通过通讯接口进行用户的用电信息采集和用户的用电信息处理，并采集和处理后的用电信息上传给集中器，同时接收集中器下发的控制信息命令，通过识别和有效的判断直接控制电能表，并将控制执行的结果返回给集中器。

上述技术中现有的各个厂家的采集器不管是国网规约的还是南网规约的都存在一定的局限性，主要体现为：首先，采集终端针对DL/T645-1997的电表只能采用1200bit/s的速率进行通讯，DL/T645-2007的电表只能采用2400bit/s的速率进行通讯，而其它速率的电表并不适应或者需要通过厂家另作特定的修改才能实现；其次，现有的用电信息采集器只有部分规约的电表才能使用，也就是说无法同时与不同规约的电表进行通信，尤其在很多旧小区，也就是比较早安装集中抄表系统的小区，这些小区里存在早期的非标准通信规约的电表，利用现有的用电信息采集器无法实现用电信息的数据采集；此外，各个厂家的设备之间不能相互兼容，如果系统使用的是某个厂家的设备,那么后续的维护也只能采用这个厂家的设备，使得在设备的使用上存在相当大的局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种用电信息采集器，能够将多种通讯模块融合在一起，结合微处理器控制模块，使用电信息采集器具有多种通讯协议和多种硬件物理通道，能够兼容多种规约电表，能够对国家不同时期标准下的电表的数据进行采集，且能够实现即插即用，提高了用电信息采集器的实用性和兼容性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提出了一种用电信息采集器，包括：

上行通讯模块和微处理控制模块，所述上行通讯模块包括上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块；所述上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块分别与所述微处理控制模块连接。

其中，本实用新型的提出的用电信息采集器还包括下行通讯模块，所述下行通讯模块包括下行RS485通讯模块和音频脉冲信号通讯模块；所述下行RS485通讯模块和音频脉冲信号通讯模块分别与所述微处理控制模块连接。

其中，本实用新型的提出的用电信息采集器还包括存储模块，所述存储模块与所述微处理控制模块连接。

其中，本实用新型的提出的用电信息采集器还包括定时器，所述定时器与所述微处理控制模块连接。

其中，本实用新型的提出的用电信息采集器还包括电源供电模块，所述电源供电模块分别与所述上行RS485通讯模块、所述电力线载波通讯模块、所述无线通讯模块、所述下行RS485通讯模块、所述音频脉冲信号通讯模块、所述存储模块、所述定时器和所述微处理控制模块连接。

其中，所述上行RS485通讯模块和所述下行RS485通讯模块的A线和B线都分别连接热敏电阻。

其中，所述上行RS485通讯模块和所述下行RS485通讯模块的A线和B线之间都接入800V防雷管。

其中，所述无线通讯模块为直连无线通讯模块。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果：

本实用新型提出的用电信息采集器包括上行通讯模块和微处理控制模块，所述上行通讯模块包括上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块；所述上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块分别与所述微处理控制模块连接。通过将上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块进行多模块的一体化融合，将多种通讯模块融合在一起，结合微处理器控制模块，使用电信息采集器具有多种通讯协议和多种硬件物理通道，能够兼容多种规约电表，能够对国家不同时期标准下的电表的数据进行采集，且能够实现即插即用，提高了用电信息采集器的实用性和兼容性；此外，能够自动适应各种不同波特率电表的数据采集，适用于用户的用电信息的数据采集系统的所有需求，并针对音频脉冲信号的电力信息采集的旧系统区域和已安装采集系统维护设备有更好的兼容性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提出的用电信息采集器的结构示意图。

附图标记：1-上行通讯模块，103-无线通讯模块，2-微处理控制模块，3-下行通讯模块，4-存储模块，5-定时器，6-电源供电模块，101-上行RS485通讯模块，102-电力线载波通讯模块，301-下行RS485通讯模块，302-音频脉冲信号通讯模块。

具体实施方式

参见图1并结合具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实施例提出的用电信息采集器，包括上行通讯模块1和微处理控制模块2，所述上行通讯模块1包括上行RS485通讯模块101、电力线载波通讯模块102和无线通讯模块103；所述上行RS485通讯模块101、电力线载波通讯模块102和无线通讯模块103分别与所述微处理控制模块2连接。

可选的，所述上行RS485通讯模块101的A线和B线分别连接热敏电阻。

可选的，所述上行RS485通讯模块101的A线和B线之间接入800V防雷管。

可选的，本实施例中上行RS485通讯模块101采用自适应RS485通讯模块，能够利用自动测量通讯速率的手段自动侦测所需要接收数据的通讯速率，达到自动适应的效果，同时该上行RS485通讯模块101的差分信号通讯控制芯片采用高性能的HD588芯片，具有256节点的驱动能力，18KV静电耐受能力等；该上行RS485通讯模块101的A端和B端之间的最大共模输入电压为-9V～13V，差模输入电压为-12V～12V；同时，该上行RS485通讯模块101选用3颗保护电压为DC 8.2V的无极性瞬态电压抑制二极管，能够起到防静电的作用，同时能够避免共模和差模的干扰；该上行RS485通讯模块101的A线和B线分别增加连接了热敏电阻，除了可防止A线和B线接入火线和零线时烧坏外，还可以避免只有单一热敏的情况下与下行RS485通讯模块301混接入交流电压烧坏的情况；同时在该上行RS485通讯模块101的A线和B线之间接入800V防雷管，起防雷击的作用。

可选的，本实施例中电力线载波通讯模块102集合了目前主流载波厂家的通讯规约，采用自适应的方式自动匹配载波通讯模块，支持热拔插的防护功能，同时在电力线载波通讯模块102的电源设计上采用的宽电压开关电源，具有10W的带载能力，留有至少8W的余量，这样在载波数据发送的时候12V电压不会产生波动，确保了发送成功率，使得模块具有最佳的通讯效果，该电力线载波通讯模块102由微处理控制模块2进行统一的控制，由电力线载波通讯模块102利用电力线进行有效的数据通讯。

可选的，本实施例中无线通讯模块103为直连无线通讯模块；无线通讯模块103采用高效前向纠错编码技术和扩频调制技术，具有强抗干扰能力和极低误码率，工作频段为420M～450M，免生产频段，7级可调，接收灵敏度高达-148dBm，无线通讯模块103直接与微控制处理器相连接，实现远程无线的参数设置，调试和数据抄收使用。

本实用新型提出的用电信息采集器通过无线通讯模块103能够在500米有效的范围内进行调试，使得在台区调试的调试工作更加方便，比以往过去针对每个用电信息采集器的调试都需要直接到安装采集器的位置进行调试和分析的方式效率更高。

可选的，本实施例中微处理控制模块2采用ARM Codex-M3工业级微控制处理器，该处理器的芯片主频率达到120MHz，程序在FLASH中运行可实现相当于零等待周期的执行能力，具有1M的FLASH程序空间和4K的SRAM，内部自带时钟，复位控制和电源管理功能，能够保证系统的稳定运行，具有4个独立的UART通讯接口，可以直接转换成RS485通讯接口、载波通讯接口和无线通讯接口的电路使用，另I/O具有自中断功能，极大的方面了音频脉冲信号的通讯方式的数据发送和接收的控制，该处理器的工作能耗也较低，大大降低了采集器的工作能耗。

可选的，本实用新型提出的用电信息采集器还包括下行通讯模块3，所述下行通讯模块3包括下行RS485通讯模块301和音频脉冲信号通讯模块302；所述下行RS485通讯模块301和音频脉冲信号通讯模块302分别与所述微处理控制模块2连接。

可选的，本实施例中下行RS485通讯模块301与上行RS485通讯模块101相同，此处不再赘述。

可选的，本实施例中音频脉冲信号通讯模块302由发送放大电路和接收运算比较器组成，另外还包括滤波电路、隔离耦合变压器和放电保护电路，发送数据的时候调制的信号通过三极管放大后再通过耦合变压器发送出去；接收数据的时候通过耦合变压器耦合到信号，再通过滤波选频，送到运放器LM358进行放大后送入微处理控制模块2的芯片；音频脉冲信号通讯模块302的融入使得用电信息采集器能够对音频脉冲信号通讯方式的电表(DDSI2.C表)的用电信息进行数据采集。

可选的，本实用新型提出的用电信息采集器还包括存储模块4，所述存储模块4与所述微处理控制模块2连接。

可选的，本实施例中存储模块4采用爱特梅尔公司的存储芯片，工作电压为3.3V，保证了存储模块4与微处理控制模块2之间的正常通讯；存储模块4用于记录电表的类型和电量数据，自动记录电表的档案和运行状态，能够在自动维护档案的基础上有效的保存好所有的档案信息，保证了电信息采集器再次启动的时候档案信息不会丢失。

本实用新型提出的用电信息采集器中对存储模块4的扩充，使该用电信息采集器能够对下行通讯模块3所连接的各个端口的电表档案进行自动维护和记录，包括电表的属性、通讯速率和规约类型等；在接收到上行通讯模块1要求操作的电表的地址进行唯一的匹配后迅速的获取相应的资料，成功的抄收和控制该电表，这样使得该用电信息采集器能对1200bit/s到9600bit/s之间不同速率的不同通讯规约的电表进行通讯，实现多种速率自动适应的目的。

可选的，本实用新型提出的用电信息采集器还包括定时器5，所述定时器5与所述微处理控制模块2连接。

可选的，本实施例中定时器5为外部硬件专用看门狗，定时器5采用专用的看门狗并集合电压检测的功能芯片来共同完成工作任务，能够在微处理控制模块2的程序在异常的情况下唤回程序正常运行，以及在电压波动影响到用电信息采集器正常工作的情况下通过硬复位保证系统的正常运行。

本实用新型提出的用电信息采集器在硬件上通过将接收数据与数据接收I/O相连接的同时连接到微处理控制模块2的中断引脚上，同时通过定时器5的捕捉功能来获取通讯起始的时间，一旦存在数据通讯，通过中断迅速的启动定时器进行捕捉，通过定时器的捕捉功能获取起始的时间，通过该起始的时间计算出通讯速率，实现上行通讯速率自动测量技术。

可选的，本实用新型提出的用电信息采集器还包括电源供电模块6，所述电源供电模块6分别与所述上行RS485通讯模块101、所述电力线载波通讯模块102、所述无线通讯模块103、所述下行RS485通讯模块301、所述音频脉冲信号通讯模块302、所述存储模块4、所述定时器5和所述微处理控制模块2连接。

可选的，本实施例中电源供电模块6为宽电源供电模块；电源供电模块6采用开关电源设计模式，用于将220V交流电转换成各个工作模块工作所需要的直流电压，电源供电模块6直接输出电压为12V和5V的两路工作电压，该两部分电源的输出之间的隔离电压达到4500V；其中，电压为12V的工作电压直接输出给电力线载波通讯模块102使用；其中，电压为5V的工作电压直接输出给上行RS485通讯模块101和下行RS485通讯模块301使用；其它工作模块的工作电源由电压为12V的工作电压转换出来，包括微处理控制模块2所需要的3.3V工作电压，无线通讯模块103所需要的5V工作电压，存储模块4、定时器5以及音频脉冲信号通讯模块各自所需要的5V工作电压；220V交流电源的输入范围为80～350V，在此范围内电源供电模块6均能稳定的输出各个工作模块所需的工作电压，保证本实用新型提出的用电信息采集器在各种环境下均能正常工作。

本实用新型提出的用电信息采集器的工作原理为将采集器通过接收上行通讯模块1包括上行RS485通讯模块101、电力线载波通讯模块102和无线通讯模块103的命令，通过分析和判断命令的内容发送到下行通讯模块3，处理采集不同类型的电表的数据和控制电表，处理完成后，将执行的结果按照接收命令的上行通讯模块1返回上行连接的工作模块。

本实用新型提出的用电信息采集器能够同时适应于南方电网用电信息数据采集系统和国家电网用电信息数据采集系统的功能要求，自动的兼容DLMS表、DDSI2.C音频脉冲调制信号通讯表、97规约国网表、07规约国网表和广电各种规约表等多种类型电表；具备有多种电表通讯的物理通道，在上行通讯模块1中采用了通讯多模块一体化融合技术，实现了各种通讯方案的集抄台区的建设。

多种硬件模块能够即装即用，实现多端口同时转发数据，极其有效的节省了建设过程中的由于参数配置等而产生的调试工作，节省了技术人员进行调试的人力成本；同时档案的自动维护和多端口的同时转发也减少了由于资料配置的问题而产生的故障；使得系统的运行更加的稳定。

本实用新型提出的用电信息采集器通过将上行RS485通讯模块、电力线载波通讯模块和无线通讯模块进行多模块的一体化融合，将多种通讯模块融合在一起，结合微处理器控制模块，使用电信息采集器具有多种通讯协议和多种硬件物理通道，能够兼容多种规约电表，能够对国家不同时期标准下的电表的数据进行采集，且能够实现即插即用，提高了用电信息采集器的实用性和兼容性；此外，能够自动适应各种不同波特率电表的数据采集，适用于用户的用电信息的数据采集系统的所有需求，并针对音频脉冲信号的电力信息采集的旧系统区域和已安装采集系统维护设备有更好的兼容性。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用电信息采集器，其特征在于，包括上行通讯模块(1)和微处理控制模块(2)，所述上行通讯模块(1)包括上行RS485通讯模块(101)、电力线载波通讯模块(102)和无线通讯模块(103)；所述上行RS485通讯模块(101)、电力线载波通讯模块(102)和无线通讯模块(103)分别与所述微处理控制模块(2)连接。

2.根据权利要求1所述的用电信息采集器，其特征在于，还包括下行通讯模块(3)，所述下行通讯模块(3)包括下行RS485通讯模块(301)和音频脉冲信号通讯模块(302)；所述下行RS485通讯模块(301)和音频脉冲信号通讯模块(302)分别与所述微处理控制模块(2)连接。

3.根据权利要求2所述的用电信息采集器，其特征在于，还包括存储模块(4)，所述存储模块(4)与所述微处理控制模块(2)连接。

4.根据权利要求3所述的用电信息采集器，其特征在于，还包括定时器(5)，所述定时器(5)与所述微处理控制模块(2)连接。

5.根据权利要求4任意一项所述的用电信息采集器，其特征在于，还包括电源供电模块(6)，所述电源供电模块(6)分别与所述上行RS485通讯模块(101)、所述电力线载波通讯模块(102)、所述无线通讯模块(103)、所述下行RS485通讯模块(301)、所述音频脉冲信号通讯模块(302)、所述存储模块(4)、所述定时器(5)和所述微处理控制模块(2)连接。

6.根据权利要求2所述的用电信息采集器，其特征在于，所述上行RS485通讯模块(101)和所述下行RS485通讯模块(301)的A线和B线都分别连接热敏电阻。

7.根据权利要求2所述的用电信息采集器，其特征在于，所述上行RS485通讯模块(101)和所述下行RS485通讯模块(301)的A线和B线之间都接入800V防雷管。

8.根据权利要求1所述的用电信息采集器，其特征在于，所述无线通讯模块(103)为直连无线通讯模块。