CN208421066U - 一种多芯智能电能表的模块化架构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电能表技术领域，其公开了一种多芯智能电能表的模块化架构，包括计量模块、管理模块、显示模块，通讯模块，电源模块，所述电源模块为背板模式的电源模块且其至少带有四个插槽，所述计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块分别插接于所述四个插槽中，且在所述的计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块、电源模块中各模块之间通过CAN总线实现通讯连接。本实用新型采用即插即用的模块化设计，可维护性好，且能实现电力的自动监测和故障的在线诊断；同时，通过接受主站的升级指令，可以进行相关模块的程序升级。
Description
技术领域
本实用新型涉及电能表技术领域，具体涉及一种多芯智能电能表的模块化架构。
背景技术
目前，我国电能表为一体式设计，最多简单的把载波通信模块独立出来。这种电能表一旦出现故障，只能更换整表，以保障电力计量工作的顺利进行。而且随着用户体验观念的逐步渗透，对电能表的功能需求也越来越多，由于法制计量部分的非独立，目前若想扩展升级功能，如电价方案的更改、液晶显示的更改、通信方式的更改等只能采取安装新表的方式来实现。
所以急需一种智能电能表，其内部架构按照功能模块区分硬件设计，具备模块化设计，这样子不仅在实际运行过程中根据故障点更换故障模块，极大的降低维护成本，也可以对非计量部分的模块在线升级，满足不断变化的用户功能需求。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种多芯智能电能表的模块化架构，旨在实现电能表的模块化设计，除法制计量部分外，对其他所有模块都可以进行软件升级、替换、组合，可以实现即插即用。具体的技术方案如下：
一种多芯智能电能表的模块化架构，包括用于对电力参数进行检测的计量模块、用于对计量模块的检测数据进行处理的管理模块、用于将所述计量模块的检测数据和管理模块的处理信息进行显示的显示模块，以及用于从所述计量模块、管理模块、显示模块获取信息并与主站进行信息通讯的通讯模块，以及用于为所述计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块提供工作电源的电源模块，所述电源模块为背板模式的电源模块且其至少带有四个插槽，所述计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块分别插接于所述四个插槽中，且在所述的计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块、电源模块中各模块之间通过CAN(控制器局域网络)总线实现通讯连接。
其中，在所述的计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块、电源模块中，每个模块都包括一个MCU(微控制单元或单片机)。
上述技术方案中，将智能电能表设计成计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块、电源模块的组合，其中的电源模块为背板模式的电源模块，上面至少带有四个插槽，其余四个模块为插接式模块，这样计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块可以较为方便地插接到四个插槽中，实现即插即用。另外，每个模块都包括一个MCU，可以实现各个模块的数据或信息的自动处理。
本实用新型的一种多芯智能电能表的模块化架构还包括用于将计量模块的检测数据、管理模块的处理信息、通讯模块的通讯信息进行存储的本地存储器。
本实用新型中，所述通讯模块通过DL/T 645、DL/T 698、IEC60256三种通讯协议中的一种通讯协议与主站实现通讯连接。
为了实现功能的扩展，所述电源模块上还设有一个用于功能扩展的备用插槽。
上述技术方案中的各模块的作用如下：
电源模块采用背板模式，至少设置四个插槽，负责提供各个模块的电源，并且能根据插板中的模块自动分配给各个插槽的所需的功率。其余模块都是插板方式的，可以插入到电源模块中，各模块之间的通讯总线使用CAN总线通信。
计量模块负责采集计量相关数据，包括电能、电压、电流、功率、功率因数等，并按照时间顺序存储到本地存储器中。
管理模块负责处理费率、阶梯电价、拉合闸、事件判断等功能，同时把数据存储到本地存储器中，其中和计量相关的数据通过总线从计量模块获取。本实用新型的管理模块包括一个单片机(MCU)，其通过CAN总线获取计量模块的检测信息，并进行信息处理，并将处理信息存储到本地存储器中。
显示模块负责把各类信息显示出来，包括计量相关数据、费率电价相关数据、事件相关数据等，分别通过总线从计量模块和管理模块获取。
其中通信模块负责和外部(主站)进行通信，并同时获取各个模块的故障信息，事件上报信息等，存储到本地存储器中，当和主站通信空闲时，主动上报到主站。通信模块的协议可以任意指定，DL/T 645,DL/T 698，IEC60256都可以。
本实用新型的一种多芯智能电能表的模块化架构的工作流程如下：
运行流程：
上电后，电源模块搜索各插板是否存在插入的模块，根据搜索到的信息进行功率分配，各模块处于启动状态，计量模块进行数据的采集和存储，管理模块实时监控计量模块存储的数据和时钟同步，处理费率等事件。当计量模块数据发生变化时通知显示模块进行显示数据的更新，此时通信模块收集各个模块运行的状态并做记录，如果处于通信状态时，从各个模块中获取数据再发送。
程序升级流程：当通信模块接收到升级指令后，判断升级的是哪个模块，如果是计量模块直接报错，如果是其他模块，把升级程序接收到本地存储器中，当升级程序接收完成后，判断接收的程序大小是否和对应的模块MCU程序空间大小匹配，匹配就进行升级操作。升级完成后重新启动系统。
本实用新型的有益效果是：
第一，本实用新型的一种多芯智能电能表的模块化架构，将智能电能表设计成计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块、电源模块的组合，其中的电源模块为背板模式的电源模块，上面至少带有四个插槽，其余四个模块为插接式模块，这样计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块可以较为方便地插接到四个插槽中，实现即插即用。另外，每个模块都包括一个MCU，可以实现各个模块的数据或信息的自动处理。
第二，本实用新型的一种多芯智能电能表的模块化架构，通过通讯模块可以将检测到的电力信息、电能表各模块的故障信息传送到主站，实现电力的自动监测和故障的在线诊断；同时，通过接受主站的升级指令，可以进行相关模块的程序升级。
第三，本实用新型的一种多芯智能电能表的模块化架构，采用即插即用的模块化设计，有利于降低电能表的维护成本。
第四，本实用新型的一种多芯智能电能表的模块化架构，背板模式的电源模块上设置有备用插槽，方便了智能电能表的功能扩展。
附图说明
图1是本实用新型的一种多芯智能电能表的模块化架构的结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示为本实用新型的一种多芯智能电能表的模块化架构的实施例，其提供一种电能表模块化设计，每个模块都有一个MCU，除法制计量部分，其他所有模块都可以软件升级、替换、组合，可以即插即用，自动识别。
本实施例采用的技术手段是：通过智能电能表的特点和功能，可以区分为电源模块、计量模块、管理模块、显示模块、通信模块。
本实施中，电源模块采用背板模式，共有5个插槽(其中一个预留作为备用)，电源模块负责提供各个模块的电源，并且能根据插板中的模块自动分配给各个插槽的所需的功率。其余模块都是插板方式的，可以插入到电源模块中，各模块之间的通讯总线使用CAN总线通信。
本实施中，计量模块负责采集计量相关数据，包括电能、电压、电流、功率、功率因数等，并按照时间顺序存储到本地存储器中。
本实施中，管理模块负责处理费率、阶梯电价、拉合闸、事件判断等功能，同时把数据存储到本地存储器中，其中和计量相关的数据通过总线从计量模块获取。
本实施中，显示模块负责把各类信息显示出来，包括计量相关数据、费率电价相关数据、事件相关数据等，分别通过总线从计量模块和管理模块获取。
本实施中，通信模块负责和外部通信，并同时获取各个模块的故障信息，事件上报信息等，存储到本地存储器中，当和主站通信空闲时，主动上报到主站。通信模块的协议可以任意指定，DL/T 645,DL/T698，IEC60256都可以。
本实施例的一种多芯智能电能表的模块化架构其运行流程如下：
上电后，电源模块搜索各插板是否存在插入的模块，根据搜索到的信息进行功率分配，各模块处于启动状态，计量模块进行数据的采集和存储，管理模块实时监控计量模块存储的数据和时钟同步，处理费率等事件。当计量模块数据发生变化时通知显示模块进行显示数据的更新，此时通信模块收集各个模块运行的状态并做记录，如果处于通信状态时，从各个模块中获取数据再发送。
本实施例的一种多芯智能电能表的模块化架构其程序升级流程如下：
当通信模块接收到升级指令后，判断升级的是哪个模块，如果是计量模块直接报错，如果是其他模块，把升级程序接收到本地存储器中，当升级程序接收完成后，判断接收的程序大小是否和对应的模块MCU程序空间大小匹配，匹配就进行升级操作。升级完成后重新启动系统。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种多芯智能电能表的模块化架构，其特征在于，包括用于对电力参数进行检测的计量模块、用于对计量模块的检测数据进行处理的管理模块、用于将所述计量模块的检测数据和管理模块的处理信息进行显示的显示模块，以及用于从所述计量模块、管理模块、显示模块获取信息并与主站进行信息通讯的通讯模块，以及用于为所述计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块提供工作电源的电源模块，所述电源模块为背板模式的电源模块且其至少带有四个插槽，所述计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块分别插接于所述四个插槽中，且在所述的计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块、电源模块中各模块之间通过CAN总线实现通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种多芯智能电能表的模块化架构，其特征在于，在所述的计量模块、管理模块、显示模块、通讯模块、电源模块中，每个模块都包括一个MCU。
3.根据权利要求2所述的一种多芯智能电能表的模块化架构，其特征在于，还包括用于将计量模块的检测数据、管理模块的处理信息、通讯模块的通讯信息进行存储的本地存储器。
4.根据权利要求3所述的一种多芯智能电能表的模块化架构，其特征在于，所述通讯模块通过DL/T 645、DL/T 698、IEC60256三种通讯协议中的一种通讯协议与主站实现通讯连接。
5.根据权利要求1所述的一种多芯智能电能表的模块化架构，其特征在于，所述电源模块上还设有一个用于功能扩展的备用插槽。
Priority Applications (1)
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| CN201821164660.3U CN208421066U (zh) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | 一种多芯智能电能表的模块化架构 |
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ID=65123063
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| CN201821164660.3U Active CN208421066U (zh) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | 一种多芯智能电能表的模块化架构 |
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| CN (1) | CN208421066U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110907699A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-24 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种多芯模组化新型智能电表 |
| CN112557714A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-26 | 宁波迦南智能电气股份有限公司 | 一种多芯模组化智能电能表 |
| CN113791272A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-12-14 | 江阴长仪集团有限公司 | 一种模组可升级的智能电能表及模组升级方法 |
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2018
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| CN113791272B (zh) * | 2021-07-23 | 2024-02-09 | 江阴长仪集团有限公司 | 一种模组可升级的智能电能表及模组升级方法 |
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