CN209785246U - 一种电力抄表系统的智能载波抄控器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电力抄表系统的智能载波抄控器，采用SoC集成数据抄控器，所述的SoC集成数据抄控器具有作为电力线载波通信端口的UART1，所述的电力线载波通信端口包括对台区各电能表进行拉闸控制的载波驱动端口和采集台区各电能表数据的载波滤波接收端口；还包括作为与移动终端通信，利用移动终端与后台通信的无线通信端口的UART2。本实用新型中，由于具有通过无线通信端口UART2实现与移动终端通过，利用移动通信终端与后台转换，提高了可靠性。

Description

一种电力抄表系统的智能载波抄控器

技术领域

本实用新型涉及电表抄表系统领域，特别是一种电力抄表系统的智能载波抄控器。

背景技术

随着电网自动化水平的不断提高，电能表从机械表转变为电子式智能电能表，该电子式智能电能表不仅可以作为电费计量器具，而且还具有电网检测、电网事件记录、负荷控制等多种功能。电网的后台系统需要对这些数据进行收集，采用用电信息采集系统。

用电信息采集系统的通信分为远程通信和近程通信，远程通信采用无线公网技术(2G/3G/4G)技术成熟，而近程通信采用电力线载波通信，微功率无线，这两个技术由于受环境的影响比较大，通信的可靠性不强。早期也只是完成电表数据日常的采集，这些实时性要求不高，可以满足用户的要求。

目前，由于各地的电网开始要求售电，拉合闸，这样对近程通信的可靠性要求提高了。现在好的台区进程通信的成功率也就是百分之九十多，每次总有通信失败的用户。由于电力线载波通信，微功率无线的可靠性的制约，供电公司在用户付清电费后不能及时给用合闸送电就很可能被用户投诉。

实用新型内容

本实用新型是针对目前由于用电信息采集的通信采用电力线载波通信，微功率无线等方式，通信的可靠性不能满足电网售电时的实时要求，提供一种电力抄表系统的智能载波抄控器。

本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种电力抄表系统的智能载波抄控器，采用SoC集成数据抄控器，所述的SoC集成数据抄控器具有作为电力线载波通信端口的UART1，所述的电力线载波通信端口包括对台区各电能表进行拉闸控制的载波驱动端口和采集台区各电能表数据的载波滤波接收端口；还包括作为与移动终端通信，利用移动终端与后台通信的无线通信端口的UART2。

本实用新型中，由于具有通过无线通信端口UART2实现与移动终端通过，利用移动通信终端与后台转换，提高了可靠性。

进一步的，上述的电力抄表系统的智能载波抄控器中：所述的无线通信端口为蓝牙无线通信模块，接口的UART，所述的蓝牙无线通信模块的同名信号引脚与UART2相应的引脚相连。

进一步的，上述的电力抄表系统的智能载波抄控器中：所述的载波驱动端口利用型号为GS3016的窄带电力线载波线驱动器通过电力线载波线与对台区各电能表进行拉闸控制，所述的窄带电力线载波线驱动器GS3016的信号输入端与UART1的TXD端相连。

进一步的，上述的电力抄表系统的智能载波抄控器中：所述的载波滤波接收端口利用型号为GS3104的窄带电力线载波通信接收芯片对从电力线载波上收到的信号进行滤波形成收到的台区各电能表数据，型号为GS3104的窄带电力线载波通信接收芯片的解调输出端与UART1的RXD端相连。

进一步的，上述的电力抄表系统的智能载波抄控器中：所述的SoC集成数据抄控器内：内核采用32bit最大工作频率是48MHz的内核；内置存储器包括128KByte FLASH和8Kbyte SRAM；具有内置电源管理POR和低压检测LVD，看门狗WDG；包括1个SPI口，三个异步UART口，5个可编程去定时器PIT；具有两路PWM输出，一个ADC转换器，一个DMA控制器。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的说明。

附图说明

附图1是本实用新型智能载波抄控器使用场景。

附图2是本实用新型智能载波抄控器结构框图。

附图3是本实用新型实施例智能载波抄控器中SoC内部结构框图。

附图4是本实用新型实施例智能载波抄控器中使用的蓝牙驱动模块原理图。

附图5是本实用新型实施例智能载波抄控器中使用的载波通信发送驱动模块原理图。

附图6是本实用新型实施例智能载波抄控器中使用的载波通信接收模块原理图。

具体实施方式

实施例1，本实施例是一种电力抄表系统的智能载波抄控器，在现有的智能抄控器的基础上，提供一种具有蓝牙通信功能的智能载波抄控器，通过蓝牙通信装置与手机进行通信，然后利用手机与后台进行通信，实现后台对台区电力设备有效的控制。使用场景如图1所示，当有用户交费后供电局通过集中器给用户合闸失败，就可以用智能抄控器在现场通过手机给用户恢复用电。

本实施例的电力抄表系统的智能载波抄控器结构如图2所示，MCU采用具有自主知识产权， RISC指令构架，工业级32位的C0内核的处理器，最大运行速度48MHZ，内置独立WDG保证系统稳定可靠的运行。工业级电源管理芯片给系统提供稳定可靠的电源。CLOCK 提供给MCU连续稳定的时钟，保证系统可以连续稳定的运行。蓝牙模块兼容3.0和4.0版本，方便和手机，PAD和PC等设备连接，可以实现和远程主站的连接。本地RS232接口为本地通信提供的接口，方便和PC连接，用于本地调试。

本实施例的电力抄表系统的智能载波抄控器采用SoC方式，如图3所示，是本实施例使用的由芯珑电子提供的优秀SoC芯片，其型号为DM650，本实施例中，SoC集成数据抄控器内：内核采用32bit最大工作频率是48MHz的内核；内置存储器包括128KByte FLASH和8Kbyte SRAM；具有内置电源管理POR和低压检测LVD，看门狗WDG；包括1个SPI口，三个异步UART口，5个可编程去定时器PIT；具有两路PWM输出，一个ADC转换器，一个DMA控制器。

本实施例中，利用SoC集成数据抄控器中的一个UART与蓝牙通信模块相连，实现与手机等具有蓝牙通信模块的智能终端通信，然后，智能终端利用公共通信通道与后台通信如图1所示。本实施例中采用目前比较浒的蓝牙通信芯片，如型号为T7024的蓝牙通信芯片，本领域技术人员可以利用T7024的蓝牙通信芯片及少量的外围电路设计蓝牙通信模块如图4所示，蓝牙通信模块的LNA＿IN和LNA＿OUT等分别与SoC集成数据抄控器中UART的TXD和RXD相连，实现SoC集成数据抄控器与其它智能终端之间的蓝牙无线通信。

本实施例中，载波驱动端口利用芯珑电子的型号为GS3016的窄带电力线载波线驱动器通过电力线载波线与对台区各电能表进行拉闸控制，窄带电力线载波线驱动器GS3016的信号输入端与UART1的TXD端相连。GS3016是一款应用于窄带电力线载波的线驱动器，尤其适合于FSK或者PSK调制方式的电力线载波通信系统应用。GS3016芯片实现了对电力线阻抗变化的自适应，在大范围的输出负载阻抗变化的情况下，都可以具有较高的驱动效率。系统基带的FSK/PSK信号可以直接输入无需要进行滤波。本实施例中SoC集成数据抄控器发出的对台区电力设备有效的控制的数据通过调制以后，进入到窄带电力线载波线驱动器GS3016。本实施中采用FSK调制方式。如图5所示，SoC集成数据抄控器的控制信号经过FSK调制以后形成9K－500KHz的载波信号从带电力线载波线驱动器GS3016的输入端进入，然后从电力线载波线驱动器GS3016的差分输出端输出，经过隔离变压器隔离以后加入到电力线的N相和L相之间。

本实施例中，载波滤波接收端口利用芯珑电子的型号为GS3104的窄带电力线载波通信接收芯片对从电力线载波上收到的信号进行滤波形成收到的台区各电能表数据，型号为GS3104的窄带电力线载波通信接收芯片的解调输出端与UART1的RXD端相连。GS3104是一款窄带电力载波通信的模拟前端接收芯片。典型的使用电路如图6所示。芯片内部集成了自动增益放大电路、滤波电路、混频器、锁相环等高性能模块，并且通过SPI通信接口对内部各模块进行配置。芯片可用于9K－500K频段范围电力载波通信的模拟信号接收。芯片内部集成的自动增益AGC放大电路具有极高的动态范围，同时具有优秀的噪声性能。对PSK信号解调，芯片内部集成了一个下混频器和一个低通滤波器，可以通过外部输入的本振信号，将PSK信号搬移到低频段或者基带解调。而FSK信号则通过内部锁相环进行跟踪解调，直接输入调制信号。如图6所示，电力线L相和N相经过隔离变压器以后进入到窄带电力线载波通信接收芯片GS3014的接收输入的正负端，然后在窄带电力线载波通信接收芯片GS3014内处理，输出基带信号进入到SoC集成数据抄控器中UART的相应端。

利用本实施例的电力抄表系统的智能载波抄控器的工作流程如下：

1：安装智能抄控器后，打开手机的APP，开始连接智能抄控器，连接成功。

2：输入用户账号和密码，APP连接远程主站，连接成功后进行身份认证。

3： 认证成功后，APP开始连接用户的电表，连接成功。

4：办理业务，到这一步用户就可以查询当前用电情况，用电记录，远程缴费等业务。

5：主站也可以对电表进行修改电价，查询电表状态，判断电表是否安全运行。

6：业务办理完成，关闭APP，拆除智能抄控器。

Claims (5)

1.一种电力抄表系统的智能载波抄控器，其特征在于：采用SoC集成数据抄控器，所述的SoC集成数据抄控器具有作为电力线载波通信端口的UART1，所述的电力线载波通信端口包括对台区各电能表进行拉闸控制的载波驱动端口和采集台区各电能表数据的载波滤波接收端口；还包括作为与移动终端通信，利用移动终端与后台通信的无线通信端口的UART2。

2.根据权利要求1所述的电力抄表系统的智能载波抄控器，其特征在于：所述的无线通信端口为蓝牙无线通信模块，接口的UART，所述的蓝牙无线通信模块的同名信号引脚与UART2相应的引脚相连。

3.根据权利要求1所述的电力抄表系统的智能载波抄控器，其特征在于：所述的载波驱动端口利用型号为GS3016的窄带电力线载波线驱动器通过电力线载波线与对台区各电能表进行拉闸控制，所述的窄带电力线载波线驱动器GS3016的信号输入端与UART1的TXD端相连。

4.根据权利要求1所述的电力抄表系统的智能载波抄控器，其特征在于：所述的载波滤波接收端口利用型号为GS3104的窄带电力线载波通信接收芯片对从电力线载波上收到的信号进行滤波形成收到的台区各电能表数据，型号为GS3104的窄带电力线载波通信接收芯片的解调输出端与UART1的RXD端相连。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的电力抄表系统的智能载波抄控器，其特征在于：所述的SoC集成数据抄控器内：内核采用32bit最大工作频率是48MHz的内核；内置存储器包括128KByte FLASH和8Kbyte SRAM；具有内置电源管理POR和低压检测LVD，看门狗WDG；包括1个SPI口，三个异步UART口，5个可编程去定时器PIT；具有两路PWM输出，一个ADC转换器，一个DMA控制器。