CN218526142U - 一种集中器远程通信模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集中器远程通信模组，包括集中器、MCU微处理器、电源、远程通信模块以及插拔模拟电路；其中，STM32F405型MCU处理器的输入端与所述远程通信模块电连接，所述STM32F405型MCU处理器的输出端与所述插拔模拟电路电连接；所述插拔模拟电路的输出端与所述集中器的输入端连接，所述集中器用于基于预设的规范所定义的管脚状态识别方式对所述插拔模拟电路的状态进行识别，并在状态异常时控制所述电源重启。本实用新型设置了相应的插拔模拟电路来本地模拟人工插拔，并通过集中器来对插拔模拟电路进行识别，以获得远程通信模块的插拔状态，并在状态异常时控制电源重启以恢复通信，降低了人工成本。
Description
技术领域
本实用新型属于集中器技术领域，具体涉及一种集中器远程通信模组。
背景技术
通信技术作为智能电网的基石，其无线通信技术以其特有的优势在用电信息采集系统中发挥着越来越重要的作用。集中器采集终端作为用电信息采集系统中的重要组成部分，通过内部设置的远程通信模块实现对远程设备的管理和控制。
现有技术中，当集中器发现远程通信异常时，会通过重启远程通信模块的电源来重新设备，然而这种方式只能部分远程通信的异常情况，当集中器未获取上报心跳，所有通信依靠主站实现，当远程通信模块和主站通信链路异常时，集中器不清楚远程通信模块的工作情况，且主站无法下发命令到集中器，进而导致集中器无限期等待，此时只能安排电力工人去到现场重新插拔远程通信模块，以恢复通信，导致人工成本较大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种集中器远程通信模组，用以解决现有技术中只能安排电力工人去到现场重新插拔远程通信模块，以恢复通信，导致人工成本较大的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一方面提供一种集中器远程通信模组，包括集中器、MCU微处理器、电源、远程通信模块以及插拔模拟电路；其中，所述MCU采用STM32F405型MCU微处理器，所述STM32F405型MCU处理器的输入端与所述远程通信模块电连接，用于作为所述远程通信模块的状态检测中心，所述STM32F405型MCU处理器的输出端与所述插拔模拟电路电连接，用于作为所述远程通信模块的控制中心；所述插拔模拟电路的输出端与所述集中器的输入端连接，所述集中器用于基于预设的规范所定义的管脚状态识别方式对所述插拔模拟电路的状态进行识别，并在状态异常时控制所述电源重启。
在一种可能的设计中，还包括状态指示电路，所述状态指示电路的输入端与所述STM32F405型MCU处理器的输出端电连接。
在一种可能的设计中，所述电源采用4V电源。
在一种可能的设计中，预设的规范采用QGDW_1375.2-2013_电力用户用电信息采集系统型式规范。
在一种可能的设计中，所述远程通信模块采用4G_SIM7600CE型无线通信模块，且所述4G_SIM7600CE型无线通信模块连接有型号为TXB0102DCUR的2位双向电平转换器。
在一种可能的设计中，所述插拔模拟电路包括三极管T1、第一电阻R1和第二电阻R2；所述三极管T1的集电极分别与所述集中器和第二电阻的2端连接，所述三极管T1的基极与所述STM32F405型MCU处理器的输出端和所述第一电阻R1的2端连接，所述第一电阻R1的1端和所述第二电阻R2的1端分别接3.3V电源；所述三极管T1的发射极接地。
在一种可能的设计中，所述集中器设有型号为PIN2X15_2.54MM的连接器，所述连接器的16引脚与所述三极管T1的集电极和所述第二电阻的2端连接。
在一种可能的设计中，还包括ADM2587E_SO20WB型RS-R85收发器，所述ADM2587E_SO20WB型RS-R85收发器与所述STM32F405型MCU处理器连接。
在一种可能的设计中，还包括74_74HCL4_SOIC14型高速CMOS器件，所述74_74HCL4_SOIC14型高速CMOS器件与所述STM32F405型MCU处理器连接。
在一种可能的设计中，所述STM32F405型MCU处理器还分别连接有多个外围电路，外围电路包括SPI-FLASH接口、FLASH存储器、JTAG接口、WATCHDOG看门狗和RS485II通信电缆。
本实用新型相较于现有技术的有益效果为：
本实用新型在现有的集中器规范所定义的异常状态识别方法，设置了相应的插拔模拟电路来本地模拟人工插拔，并通过集中器来对插拔模拟电路进行识别，以获得远程通信模块的插拔状态，并在状态异常时控制电源重启以恢复通信，从而避免了传统的需要电力工人去到现场重新插拔远程通信模块的问题，降低了人工成本。
附图说明
图1为本申请实施例中集中器远程通信模组的电路结构图；
图2为本申请实施例中的STM32F405型MCU处理器的电路图；
图3为本申请实施例中的插拔模拟电路的电路图；
图4为本申请实施例中的PIN2X15_2.54MM型连接器的电路图；
图5为本申请实施例中的SPI-FLASH接口的电路图；
图6为本申请实施例中的FLASH存储器的电路图；
图7为本申请实施例中的JTAG接口的电路图；
图8为本申请实施例中的WATCHDOG看门狗的电路图；
图9为本申请实施例中的RS485II通信电缆的电路图；
图10(A)为本申请实施例中的4G_SIM7600CE型无线通信模块的一部分电路图；
图10(B)为本申请实施例中的4G_SIM7600CE型无线通信模块的另一部分电路图
图11为本申请实施例中的状态指示电路的电路图；
图12为本申请实施例中的ADM2587E_SO20WB型RS-R85收发器的电路图；
图13为本申请实施例中的74_74HCL4_SOIC14型高速CMOS器件的电路图。
具体实施方式
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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。
实施例
为了解决现有技术中存在的只能安排电力工人去到现场重新插拔远程通信模块，以恢复通信，导致人工成本较大的技术问题。本申请实施例提供了一种集中器远程通信模组，通过在现有的集中器规范所定义的异常状态识别方法，设置了相应的插拔模拟电路来本地模拟人工插拔，并通过集中器来对插拔模拟电路进行识别，以获得远程通信模块的插拔状态，并在状态异常时控制电源重启以恢复通信，从而避免了传统的需要电力工人去到现场重新插拔远程通信模块的问题，降低了人工成本。
如图1-图13所示，本实施例提供了一方面提供一种集中器远程通信模组，包括集中器、MCU微处理器、电源、远程通信模块以及插拔模拟电路；其中，所述MCU采用STM32F405型MCU微处理器，所述STM32F405型MCU处理器的输入端与所述远程通信模块电连接，用于作为所述远程通信模块的状态检测中心，所述STM32F405型MCU处理器的输出端与所述插拔模拟电路电连接，用于作为所述远程通信模块的控制中心；所述插拔模拟电路的输出端与所述集中器的输入端连接，所述集中器用于基于预设的规范所定义的管脚状态识别方式对所述插拔模拟电路的状态进行识别，并在状态异常时控制所述电源重启。
具体的，本申请实施例中的集中器远程通信模组应用时，通过所述STM32F405型MCU微处理器通过向远程通信模块发送查询指令，并接收远程通信模块返回的参数，根据参数判断远程通信模块是否存在通信异常，若是，则控制所述插拔模拟电路进行状态切换，以模拟一次人工插拔过程，当与插拔模拟电路连接的集中器通过预设的规范识别到插拔模拟电路的状态时，可在状态异常时控制所述电源重启，从而避免了传统的需要电力工人去到现场重新插拔远程通信模块的问题，降低了人工成本。
在一种具体的实施方式中，优选的，本申请实施例中预设的规范采用QGDW_1375.2-2013_电力用户用电信息采集系统型式规范。具体的，在QGDW_1375.2-2013_电力用户用电信息采集系统型式规范中对集中器和远程通信模块之间的管脚状态所对应的含义进行了定义，具体如表1所示：
表1状态识别管脚分层定义
其中，表1中的STATE0-STATE4为远程通信模块管脚的信号类别中的状态识别，信号方向均为输出，对应含义是指当模块未插入时，其管脚不可悬空，在终端侧对状态识别管脚做弱上拉处理，模块侧的状态识别管脚为0时做强下拉处理或者直接接地。基于上述含义，定义了远程通信模块各管脚状态的结合所对应的含义，例如，当STATE0-STATE4的管脚均为1时，则远程通信模块未插入。
如图3所示，基于上述规范中所定义的规则，本申请实施例提出了所述插拔模拟电路的一种的优选电路设置，包括三极管T1、第一电阻R1和第二电阻R2；所述三极管T1的集电极分别与所述集中器和第二电阻的2端连接，所述三极管T1的基极与所述STM32F405型MCU处理器的输出端和所述第一电阻R1的2端连接，所述第一电阻R1的1端和所述第二电阻R2的1端分别接3.3V电源；所述三极管T1的发射极接地。
如图4所示，在一种具体的实施方式中，所述集中器设有型号为PIN2X15_2.54MM的连接器，所述连接器的16引脚与所述三极管T1的集电极和所述第二电阻的2端连接。
如此，当所述STM32F405型MCU微处理器检测到远程通信模块的参数正常，即远程通信模块正常运行时，优选将所述三极管T1设置为NPN三极管，其中，三极管T1的第三脚集电极直接接电源3.3V，三极管T1的基极通过上拉第一电阻R1也为高电平，从而导致三极管T1的发射极导通到底，此时集中器的对应引脚(具体是连接器的第16引脚)为低电平和接地，根据预设的状态识别定义，可以判定远程通信模块为插入状态，进而集中器判断此时有模块；同理，当所述STM32F405型MCU微处理器检测到远程通信模块的参数异常，即远程通信模块异常运行时，所述STM32F405型MCU微处理器能够判断得到远程通信模块是否为掉线状态，若判定为掉线状态，则所述STM32F405型MCU微处理器通过控制三极管T1的基极拉低使得三极管T1截止，此时集中器的对应引脚(具体是连接器的第16引脚)通过第二电阻R2上拉到3.3V电源，根据预设的状态识别定义，可以判定远程通信模块为未插入状态，进而集中器判断此时无模块，则集中器进一步控制电源重启，设备重启进行远程物理层重新连接，从而解决故障。优选的，本申请实施例的电源采用4V电源。
如图5-图9所示，在一种具体的实施方式中，所述STM32F405型MCU处理器还分别连接有多个外围电路，外围电路包括SPI-FLASH接口、FLASH存储器、JTAG接口、WATCHDOG看门狗和RS485II通信电缆。其中，所述SPI-FLASH接口用于实现STM32F405型MCU处理器与FLASH存储器的连接；FLASH存储器优选采用IC_FLASH_W25Q256FV型存储器，用于实现数据存储；JTAC接口(Joint Test Action Group，联合测试工作组)用于芯片内部测试；WATCHDOG用于定期的查看芯片内部的情况，一旦发生错误就向芯片发出重启信号。
如图10(A)和图10(B)所示，在一种具体的实施方式中，所述远程通信模块采用4G_SIM7600CE型无线通信模块，且所述4G_SIM7600CE型无线通信模块连接有型号为TXB0102DCUR的2位双向电平转换器。应用时，所述4G_SIM7600CE型无线通信模块用于实现集中器与远程设备之间的通信；TXB0102DCUR的2位双向电平转换器用于对无线通信模块进行电平转换，以保证无线通信模块的正常运行。
如图11所示，在一种具体的实施方式中，还包括状态指示电路，所述状态指示电路的输入端与所述STM32F405型MCU处理器的输出端电连接。优选的，所述状态指示电路采用LED指示电路，用于对电源状态、无线通信模块等模块的运行状态进行指示，以便监管人员快速识别模块的运行状态，必要时采取相关措施。
如图12所示，在一种具体的实施方式中，还包括ADM2587E_SO20WB型RS-R85收发器，所述ADM2587E_SO20WB型RS-R85收发器与所述STM32F405型MCU处理器连接。具体的，所述ADM2587E_SO20WB型RS-R85收发器用于进行串口测试，以保证串口的正常运行。
如图13所示，在一种具体的实施方式中，还包括74_74HCL4_SOIC14型高速CMOS器件，所述74_74HCL4_SOIC14型高速CMOS器件与所述STM32F405型MCU处理器连接。具体的，所述74_74HCL4_SOIC14型高速CMOS器件用于光纤调试，以保证电路运行正常。
基于上述公开的内容，本申请实施例在现有的集中器规范所定义的异常状态识别方法，设置了相应的插拔模拟电路来本地模拟人工插拔，并通过集中器来对插拔模拟电路进行识别，以获得远程通信模块的插拔状态，并在状态异常时控制电源重启以恢复通信。即通过本申请实施例的解决异常方案，可以本地自动排出故障，恢复通信，避免了需要电力工人到现场进行恢复作业，大大减低了电力工人的工作，节约交通和人工成本，同时加快了故障恢复时间，保证了电力的稳定运行。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集中器远程通信模组，其特征在于，包括集中器、MCU微处理器、电源、远程通信模块以及插拔模拟电路；其中，所述MCU采用STM32F405型MCU微处理器，所述STM32F405型MCU处理器的输入端与所述远程通信模块电连接，用于作为所述远程通信模块的状态检测中心，所述STM32F405型MCU处理器的输出端与所述插拔模拟电路电连接，用于作为所述远程通信模块的控制中心；所述插拔模拟电路的输出端与所述集中器的输入端连接，所述集中器用于基于预设的规范所定义的管脚状态识别方式对所述插拔模拟电路的状态进行识别，并在状态异常时控制所述电源重启。
2.根据权利要求1所述的集中器远程通信模组，其特征在于，还包括状态指示电路，所述状态指示电路的输入端与所述STM32F405型MCU处理器的输出端电连接。
3.根据权利要求1所述的集中器远程通信模组，其特征在于，所述电源采用4V电源。
4.根据权利要求1所述的集中器远程通信模组，其特征在于，预设的规范采用QGDW_1375.2-2013_电力用户用电信息采集系统型式规范。
5.根据权利要求1所述的集中器远程通信模组，其特征在于，所述远程通信模块采用4G_SIM7600CE型无线通信模块，且所述4G_SIM7600CE型无线通信模块连接有型号为TXB0102DCUR的2位双向电平转换器。
6.根据权利要求1所述的集中器远程通信模组，其特征在于，所述插拔模拟电路包括三极管T1、第一电阻R1和第二电阻R2；所述三极管T1的集电极分别与所述集中器和第二电阻的2端连接，所述三极管T1的基极与所述STM32F405型MCU处理器的输出端和所述第一电阻R1的2端连接，所述第一电阻R1的1端和所述第二电阻R2的1端分别接3.3V电源；所述三极管T1的发射极接地。
7.根据权利要求6所述的集中器远程通信模组，其特征在于，所述集中器设有型号为PIN2X15_2.54MM的连接器，所述连接器的16引脚与所述三极管T1的集电极和所述第二电阻的2端连接。
8.根据权利要求1所述的集中器远程通信模组，其特征在于，还包括ADM2587E_SO20WB型RS-R85收发器，所述ADM2587E_SO20WB型RS-R85收发器与所述STM32F405型MCU处理器连接。
9.根据权利要求1所述的集中器远程通信模组，其特征在于，还包括74_74HCL4_SOIC14型高速CMOS器件，所述74_74HCL4_SOIC14型高速CMOS器件与所述STM32F405型MCU处理器连接。
10.根据权利要求1所述的集中器远程通信模组，其特征在于，所述STM32F405型MCU处理器还分别连接有多个外围电路，外围电路包括SPI-FLASH接口、FLASH存储器、JTAG接口、WATCHDOG看门狗和RS485II通信电缆。
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| CN218526142U true CN218526142U (zh) | 2023-02-24 |
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ID=85251237
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| CN202222945958.0U Active CN218526142U (zh) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 一种集中器远程通信模组 |
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2022
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