CN219394865U - 基于wifi通道的智能网关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关，属于电力通信技术领域。包括WIFI通讯通道、RS485通信通道，MCU数据处理电路，所述MCU数据处理电路分别和WIFI通讯通道、RS485通信通道连接。本实用新型，具备智能搜表、档案管理、数据采集、数据透传、实时上报、事件记录、历史冻结等功能；带载能力强，结构小巧，可靠性高，安装方便。

Description

基于WIFI通道的智能网关

技术领域

本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关，属于电力通信技术领域。

背景技术

本实用新型背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着智能电网的发展，智能断路器的应用需求也越来越大，这样同时需求匹配网关。

本申请的智能网关是一款具备边缘计算能力的智能采集器，与智能开关设备(如断路器、量测开关、漏电重合闸等系列产品)配套使用；上行通信使用WIFI方式与云服务器进行交互，下行通信使用RS485方式与开关子设备进行交互，具备智能搜表、档案管理、数据采集、数据透传、实时上报、事件记录、历史冻结等功能；带载能力强(可接入多达128台开关子设备)，结构小巧，可靠性高，安装方便。

实用新型内容

本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关，具备智能搜表、档案管理、数据采集、数据透传、实时上报、事件记录、历史冻结等功能；带载能力强，结构小巧，可靠性高，安装方便。

本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关，包括WIFI通讯通道、RS485通信通道，MCU数据处理电路，所述MCU数据处理电路分别和WIFI通讯通道、RS485通信通道连接。

进一步的，还包括电源模块，通过电源模块将220V外部电源转为双路12V和5V供电。

进一步的，所述MCU数据处理电路通过下行RS485通道，采集智能断路器的地址信息，并依据采集地址判断出下行设备地址号。

进一步的，所述RS485通道与MCU之间UART通讯通过隔离芯片U8隔离起来，能将信号电气隔离。

进一步的，所述WIFI通讯是基于联盛德W600芯片的一款贴片式模组，内置IPEX接口，外接天线。

进一步的，所述WIFI通讯与MCU数据处理电路之间通讯共3个接口，包括UART的TXD和RXD，对模块复位操作的RST接口。

本实用新型的有益效果：

本实用新型是一款具备边缘计算能力的智能采集器，与智能开关设备(如断路器、量测开关、漏电重合闸等系列产品)配套使用；上行通信使用WIFI方式与云服务器进行交互，下行通信使用RS485方式与开关子设备进行交互，具备智能搜表、档案管理、数据采集、数据透传、实时上报、事件记录、历史冻结等功能；带载能力强(可接入多达128台开关子设备)，结构小巧，可靠性高，安装方便。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关的硬件连接结构示意图。

图2为本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关的MCU电路的电路结构示意图。

图3为本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关的RS485电路的电路结构示意图。

图4为本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关的RS485隔离电路图的电路结构示意图。

图5为本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关的WIFI通讯通道电路的电路结构示意图。

图6为本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关的WIFI通讯通道供电滤波电路的电路结构示意图。

图7为本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关的WIFI通讯通道接口电路的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明

根据图1-7所示，本实用新型提供的基于WIFI通道的智能网关，包括WIFI通讯通道、RS485通信通道，MCU数据处理电路，所述MCU数据处理电路分别和WIFI通讯通道、RS485通信通道连接。

具体的，还包括电源模块，通过电源模块将220V外部电源转为双路12V和5V供电。

进一步具体说明：12V供电给MCU、FLASH、WIFI模块供电；5V电源给RS485芯片供电。两路弱电电源、220V强电之间都进行电气隔离处理，输入与双输出之间2500VAC隔离；双输出12V和5V之间2000VAC隔离。

具体的，所述MCU数据处理电路通过下行RS485通道，采集智能断路器的地址信息，并依据采集地址判断出下行设备地址号。

进一步具体说明：依据智能搜表，对挂载档案进行管理，管理新增设备的档案添加，无效设备的档案剔除，不同设备间的数据差异性查询等操作。对档案存储在FLASH内。MCU内置时钟芯片，通过外部低速振荡器(32.768kHz晶振)，作为RTC的计数时钟，并在上电后主要从主站获取时钟校时，保持RTC上电正常运行。同时档案管理确认后，网关实时精准采集智能开关设备的电压、电流、有功功率、线路温度、漏电电流、电能量等用电数据，等待查询或主动上报数据，有助于电量统计、电网质量分析、用电安全等。并且网关能够在不同通信协议、数据格式的远程规约与本地规约进行数据交换，以达到网络互联、数据查询、参数设置、指令控制等操作。

具体的，所述RS485通道与MCU之间UART通讯通过隔离芯片U8隔离起来，能将信号电气隔离。

进一步具体说明：这样避免性能干扰。隔离芯片为3通道数字隔离芯片，耐压达到5000VRMS。芯片提供两个前向隔离通道和一个反向隔离通道。前向隔离通道由MCU发送UART_TX信号给RS485芯片，同时另一路为RS485的RD信号。反向隔离通道由RS485芯片发送UART_RX信号给MCU。芯片内置上拉功能，两侧信号端都无需外部上拉电阻。EN1和EN2管脚分别使能输出管脚，因无需MCU控制，直接连接两侧对应电源端即可。RS485芯片采用5V电源驱动。芯片内置失效保护功能(Fail-Safe)，保证接收器输入端在开路或短路时，接收器的输出端处于逻辑高电平状态。芯片使用限摆率驱动器，能显著减少EMI和由于不恰当的终端匹配电缆所引起的反射，并实现高达500kbps的无差错数据传输。收发器输入阻抗为1/8单位负载，最大可挂256个收发器接在总线上，实现半双工通信。I/O口引脚具有±15kV IEC61000-4-2接触放电保护功能。485芯片的A/B接口同时外挂双向TVS保护器件TVS1，通过A/B接口端对DGND连接集成三端口D1的双向TVS，A/B接口输出端串联PPTC电阻F1、F2。

具体的，所述WIFI通讯是基于联盛德W600芯片的一款贴片式模组，内置IPEX接口，外接天线。

进一步具体说明：射频信号工作在2.4～2.486GHz频段，功耗低，数据传输快，模块可使用串口进行数据收发以及AT指令相关参数设置。WIFI通讯供电电源为3.0V～3.6V，默认3.3V电源。电源的发射电流需求0.23A以上。与MCU共用LDO输出的电源能满足要求。同时考虑在瞬间电流过大影响电源抖动，增加两个大容量钽电容C1、C2，保证在瞬时大电流供电情况下，钽电容分担部分供电能力。同时为保证WIFI模块的工作电源低干扰信号，在电源端增加两个滤波电容C3、C4。模块数字信号电平与模块电平一致，与MCU通讯时不需要进行电平转换。

具体的，所述WIFI通讯与MCU数据处理电路之间通讯共3个接口，包括UART的TXD和RXD，对模块复位操作的RST接口。

进一步具体说明：3个接口分别通过电阻R2/R3/R4串联起来，避免模块与MCU之间有电压差时分压作用，同时避免静电干扰对MCU的影响。RST、RXD、TXD接口外置上拉电阻，对MCU和模块进行上拉驱动，避免模块和MCU的上拉驱动能力不够。WIFI模块通过SMA转IPEX转接线连接到外壳上，同时外接SMA的弯头棒状增强射频信号。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，其中部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.基于WIFI通道的智能网关，其特征在于：包括WIFI通讯通道、RS485通信通道，MCU数据处理电路，所述MCU数据处理电路分别和WIFI通讯通道、RS485通信通道连接。

2.根据权利要求1所述的基于WIFI通道的智能网关，其特征在于：还包括电源模块，通过电源模块将220V外部电源转为双路12V和5V供电。

3.根据权利要求1所述的基于WIFI通道的智能网关，其特征在于：所述MCU数据处理电路通过下行RS485通道，采集智能断路器的地址信息，并依据采集地址判断出下行设备地址号。

4.根据权利要求1所述的基于WIFI通道的智能网关，其特征在于：所述RS485通道与MCU之间UART通讯通过隔离芯片U8隔离起来，能将信号电气隔离。

5.根据权利要求1所述的基于WIFI通道的智能网关，其特征在于：所述WIFI通讯是基于联盛德W600芯片的一款贴片式模组，内置IPEX接口，外接天线。

6.根据权利要求1所述的基于WIFI通道的智能网关，其特征在于：所述WIFI通讯与MCU数据处理电路之间通讯共3个接口，包括UART的TXD和RXD，对模块复位操作的RST接口。