CN211148742U - 一种数据传输装置、电能采集装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据传输装置，应用于电能采集装置中，包括：向外无线通信的433M通信电路；与电能终端连接的RS485通信电路；存储电能终端的信息的存储模块；与433M通信电路、RS485通信电路、存储模块均相连的控制模块。与电能终端连接的RS485通信电路，通过控制模块，将其接收到的电能信息发送到433M通信电路，433M通信电路再进行向外的无线通信传输，由于电能终端的向外通信为无线传输，电能终端之间通信无需挖沟布线，不需在变电站电缆井中放置任何传输线路，从而及时完整采集数据，同时提高了运维人员下行采集故障排查及消缺，提高工作效率。本申请还相应了具有相同有益效果的一种电能采集装置及系统。

Description

一种数据传输装置、电能采集装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电力通信领域，特别涉及一种数据传输装置、电能采集装置及系统。

背景技术

目前，变电站电能量采集装置大多是通过RS485实现表计与终端通信，是一种有线形式的数据传输。在实际变电站计量运维工作中，这种下行通信方式为现场电表布线、故障排查、数据采集都带来一定困扰，例如：

给变电站新增电表的装设布线带来不便，RS485线路敷设只能在电表装设完成之后进行适应调整，若RS485线路距离过长会影响通信口两端压降，并最终影响电表与终端之间的稳定通信；

老旧变电站厂站电能量采集器下行通道发生断股，一是RS485线长期放置在电缆井中因受潮导致外部绝缘层与屏蔽层老化后发生断股，二是变电站的电缆井中进入了小动物对电缆井中的RS485线进行了破坏，导致RS485线直接断股，最终导致厂站电能量采集器与电能表之间的下行通道通讯中断，无法采集电能量数据；

目前这种有线通信方式下不利于RS485断线故障的排查与消缺，特别是在电表屏柜处于高压室而厂站终端采集屏柜主控室RS485线断股应用场景，很难排查RS485的接线故障。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种数据传输装置、电能采集装置及系统。其具体方案如下：

一种数据传输装置，应用于电能采集装置中，包括：

向外无线通信的433M通信电路；

与电能终端连接的RS485通信电路；

存储所述电能终端的信息的存储模块；

与所述433M通信电路、所述RS485通信电路、所述存储模块均相连的控制模块。

优选的，所述RS485通信电路包括：

通信芯片；

与所述通信芯片的引脚连接的的光电耦合器和/或热敏电阻和/或二极管。

优选的，所述数据传输装置还包括：

与所述控制模块连接、用于调整所述433通信电路的波特率的通信调节模块。

优选的，所述通信调节模块具体为：

用于调整所述433通信电路的波特率为1200bps、2400bps或9600bps的通信调节模块。

优选的，所述数据传输装置还包括：

与所述控制模块、所述存储模块、所述433M通信电路和/或所述RS485通信电路均连接的供电模块。

优选的，所述数据传输装置还包括：

电源指示灯和/或通信状态指示灯。

优选的，所述控制模块具体为CPU、CPLD或FPGA。

优选的，所述存储模块具体为E2PROM。

相应的，本实用新型还公开了一种电能采集装置，包括如上文任一项所述数据传输装置。

相应的，本实用新型还公开了一种电能采集系统，包括多个如上文所述电能采集装置，每个所述电能采集装置通过其内部的433M通信电路与其他所述电能采集装置通信。

本实用新型公开了一种数据传输装置，应用于电能采集装置中，包括：向外无线通信的433M通信电路；与电能终端连接的RS485通信电路；存储所述电能终端的信息的存储模块；与所述433M通信电路、所述RS485通信电路、所述存储模块均相连的控制模块。与电能终端连接的RS485通信电路，通过控制模块，将其接收到的电能信息发送到433M通信电路，433M通信电路再进行向外的无线通信传输，由于电能终端的向外通信为无线传输，电能终端之间通信无需挖沟布线，不需在变电站电缆井中放置任何传输线路，从而及时完整采集数据，同时提高了运维人员下行采集故障排查及消缺，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中一种数据传输装置的结构拓扑图；

图2为本实用新型实施例中一种433M通信电路的电路拓扑图；

图3为本实用新型实施例中一种RS485通信电路的电路拓扑图；

图4为本实用新型实施例中一种具体的数据装束装置的结构拓扑图；

图5a为本实用新型实施例中一种通信调节模块05的硬件示意图；

图5b为本实用新型实施例中一种通信调节模块05的硬件示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种数据传输装置，应用于电能采集装置中，参见图1所示，包括：

向外无线通信的433M通信电路01；

与电能终端连接的RS485通信电路02；

存储所述电能终端的信息的存储模块03；

与所述433M通信电路01、所述RS485通信电路02、所述存储模块03均相连的控制模块04。

具体的，在应用本实施例的数据传输装置时，发送方的电能终端的电能信息通过RS485通信电路02、控制模块04发送到433M通信电路01，433通信电路01具有无线通信收发信息的能力，因此能够向外发送电能信息，具体的发送对象根据存储模块03内部的信息以及控制模块04需求决定。相应的，接收方通过自身的433M通信电路01接收无线发送的电能信息，再通过控制模块04和RS485通信电路02将电能信息发送到接收方的电能终端，一般为厂站电能量采集终端。

可见，本实施例中的数据传输装置收发一体，半双工，能够自动完成数据收发转换，将原现有的RS485接口信号转换为双向无线传输，无需更改原有通信协议。

具体的，本实施例中的数据传输装置，可以直接代替有线的RS485，实现无线的RS485传输，能够快速安装布置、快速修复由于数据传输装置导致通讯中断的问题，极大方便了现场多功能电能表和厂站电能量采集终端的部署、安装和调试，彻底解决了有线方案施工繁琐、设备后期维护成本高的问题；

其无线传输距离通常可以达到2km，具有超强穿透能力，可以穿透多堵墙面，能够满足变电站高压室设备在全密闭空间内运行时的信号强度要求；根据数据传输装置中电路参数的设定，该数据传输装置一般具有4路数字量输入、4路数字量输出、2路模拟量输入，支持modbus读写和I/O桥接；由于国际通信联盟无线电通信局ISM开放频段433MHz，因此本实施例无需申请新的频点；本实施例支持多种协议的智能转换协议，从而解决了多功能电表规约通讯以及厂站电能量采集器通讯规约转换的问题；

进一步的，对本实施例中的数据传输装置采用工业级器件、添加软硬件防护措施、建立智能监测机制，可确保无线模块在各种恶劣环境的工业场合长期运行。

本实用新型公开了一种数据传输装置，应用于电能采集装置中，包括：向外无线通信的433M通信电路；与电能终端连接的RS485通信电路；存储所述电能终端的信息的存储模块；与所述433M通信电路、所述RS485通信电路、所述存储模块均相连的控制模块。与电能终端连接的RS485通信电路，通过控制模块，将其接收到的电能信息发送到433M通信电路，433M通信电路再进行向外的无线通信传输，由于电能终端的向外通信为无线传输，电能终端之间通信无需挖沟布线，不需在变电站电缆井中放置任何传输线路，从而及时完整采集数据，同时提高了运维人员下行采集故障排查及消缺，提高工作效率。

本实用新型实施例公开了一种具体的数据传输装置，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

参见图2所示，本实施例中433M通信电路01的型号可以选择上海桑锐电子SRWF-1021-50无线模块。本实施例不限制433M通信电路01的型号，也可以选择其他厂家品牌的无线通信模块。

本实施例中所述RS485通信电路02包括：

通信芯片；

与所述通信芯片的引脚连接的的光电耦合器和/或热敏电阻和/或二极管。

参见图3所示的电路拓扑图，这里的通信芯片选择THVD1500DR，能够稳定传输1200bps、2400bps、9600bps的串行数据；本实施例选择三个EL816光电耦合器进行电源隔离，防止雷电、静电、杂波通过通信芯片对其他元器件产生损害；类似的，AB通信线选择两个SMBJ6.0CA TCS二极管对通信向路上的雷电静电等进行高电压保护，采用两个MZ21-10BD阻值30Ω～60Ω的热敏电阻来防止高电压对系统的损害。

可以理解的是，除了图3中各元件确定的型号外，本实施例还可以选择其他型号的元件来实现RS485通信电路02，具体型号不受限制。

进一步的，本实施例中控制模块04具体可以为CPU、CPLD或FPGA，其具体类型不受限制；

相应的，存储模块03中存储电能终端的信息，例如电表地址、码率信息、电能信息等，以便在无线传输过程中确定接收方、发送方各自的地址信息，避免传输对象错误，具体的类型需要与控制模块04适配，一般可选择E2PROM来实现。

本实用新型实施例公开了一种具体的数据传输装置，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的，参见图4所示，所述数据传输装置还包括：

与所述控制模块04连接、用于调整所述433通信电路的波特率的通信调节模块05。

具体的，所述通信调节模块05为：用于调整所述433通信电路的波特率为1200bps、2400bps或9600bps的通信调节模块。

具体的，通信调节模块05可以拨片、按钮、旋钮的外设形式实现，或选择图5a或图5b所示的硬件，其中图5a为凤凰端子4P直针不带螺丝，图5b为凤凰端子5P直针带螺丝。

具体使用通信调节模块05调节波特率的过程如下：

初始化使用说明：

配置波特率模式：将KEY4拉低进入配置模式，配置模式下不接受收发的数据信息。

正常现象：红灯频闪，每个0.3s闪一下；点对点配置模块的波特率，最大可以配置12块电表的数据，红灯变为慢闪后说明配置完成。在保持key4拉低的情况下，可以进行下一块电表的点对点的配置。

异常现象：如果在配置过程中出现了数据无返回的情况，默认配置为97的电表，记录的地址为：88 88 88 88 88 88。波特率默认为1200bps。

正常模式：

使用方法：将key4空置，断点重启后，红灯进入慢闪2s闪一下，数据传输装置可以正常运行。

异常现象：如果红灯常亮说明系统无保存电表地址数据，使用1200波特率进行请求一次。无数据返回后再使用2400波特率发送一次。

外部端子拉低模式包括：

拉低KEY1设置波特率为1200bps；

拉低KEY2设置波特率为2400bps；

拉低KEY3设置波特率为9600bps；

上电后拉低所有的端子超过一分钟会清除存留的电表的信息。

进一步的，所述数据传输装置还可以包括：

与所述控制模块04、所述存储模块03、所述433M通信电路01和/或所述RS485通信电路02均连接的供电模块06。

进一步的，所述数据传输装置还包括：

电源指示灯07和/或通信状态指示灯08。

通常，电源指示灯07一般与供电模块06连接，显示供电模块06的工作状态，如果正常则亮灯，如果未供电则灭灯，如果供电异常，例如供电模块06异常时电源指示灯07闪烁；通信状态指示灯08一般与控制模块04或433M通信模块连接，以显示数据传输装置对外通讯状态是否正常，上文中通信调节模块05的配置过程中提到的红灯指的就是通信状态指示灯08。

相应的，本实用新型实施例还公开了一种电能采集装置，包括如上文任一项所述数据传输装置。

具体的，本实施例中有关数据传输装置的细节内容，可以参见上文中有关数据传输装置的相应描述，此处不再赘述。

可以理解的是，本实施例具有与数据传输装置相同的有益效果，此处不再赘述。

相应的，本实用新型实施例还公开了一种电能采集系统，包括多个如上文所述电能采集装置，每个所述电能采集装置通过其内部的433M通信电路与其他所述电能采集装置通信。

其中，有关电能采集装置的具体内容可以参照上文实施例中的相关描述，此处不再赘述。

其中，本实施例中电能采集系统具有与上文电能采集装置相同的有益效果，此处不再赘述。

具体的，电能采集系统内部多个电能采集装置之间的通信根据其电能终端的地址确定，多个电能采集装置间的通信模式至少包括点对点传输模式、中继传输模式和点对多点传输模式三种，其中：

点对点传输模式是最常用的一种模式，通过两个数据传输装置实现无线串口(RS485)的应用，可以实现相距2KM范围内的两个电能终端：一台厂站电能量采集器和一只多功能电能表之间的数据传输和采集。

中继传输模式主要是用一台或者多台的数据传输装置作为中继，扩展无线传输的距离，从而实现距离2KM以上的无线数据传输。

点对多点传输模式也是一种变电站(厂站)采集的常用应用模式，当需要将现场的多个采集点(多只多功能电能表)的电能量数据汇总到一台或者两台电能量采集器上，作为总电能终端的电能量采集器可通过轮询的方式来获取各个多功能电能表测量点的数据，或者各个采集点主动将采集到的数据汇报到主节点上进行处理、存储和发送。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种数据传输装置，其特征在于，应用于电能采集装置中，包括：

向外无线通信的433M通信电路；

与电能终端连接的RS485通信电路；

存储所述电能终端的信息的存储模块；

与所述433M通信电路、所述RS485通信电路、所述存储模块均相连的控制模块；

与所述控制模块连接、用于调整所述433M通信电路的波特率的通信调节模块；

所述RS485通信电路包括：

通信芯片；

与所述通信芯片的引脚连接的光电耦合器和/或热敏电阻和/或二极管。

2.根据权利要求1所述数据传输装置，其特征在于，所述通信调节模块具体为：

用于调整所述433M通信电路的波特率为1200bps、2400bps或9600bps的通信调节模块。

3.根据权利要求1至2任一项所述数据传输装置，其特征在于，还包括：

与所述控制模块、所述存储模块、所述433M通信电路和/或所述RS485通信电路均连接的供电模块。

4.根据权利要求3所述数据传输装置，其特征在于，还包括：

电源指示灯和/或通信状态指示灯。

5.根据权利要求4所述数据传输装置，其特征在于，所述控制模块具体为CPU、CPLD或FPGA。

6.根据权利要求5所述数据传输装置，其特征在于，所述存储模块具体为E2PROM。

7.一种电能采集装置，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述数据传输装置。

8.一种电能采集系统，其特征在于，包括多个如权利要求7所述电能采集装置，每个所述电能采集装置通过其内部的433M通信电路与其他所述电能采集装置通信。

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