CN219695292U - 一种可热插拔的模组化智能电表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可热插拔的模组化智能电表。其技术方案是：包括计量模组、管理模组和通信模组，且通过硬件接口连接，其中，所述管理模组包括电源电路、MCU、存储电路、显示电路和通信电路，电源电路能够将计量模组提供的5V电压降为3.3V为整个管理模组进行供电；通信电路是管理模组与通信模组连接的接口，管理模组可通过通信电路与不同的通信模块连接；存储电路通过总线与MCU相连，显示电路通过串口通信与MCU相连；所述通信模组的接口电路上连接热插拔电路。有益效果是：本实用新型便于实现热插拔；可以根据泛在电力物联网场景和性能要求；方便针对故障点进行维修或者更换，可以实现不停电检修电表的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能电表，特别涉及一种可热插拔的模组化智能电表。
背景技术
随着电力能源在国家经济发展中的重要性逐年上升，国家提出了建设具有世界领先水平的电力能源互联网的战略目标，其中，泛在电力物联网是该战略目标建设中最为关键的一步，智能电表在泛在电力物联网中充当智能传感器及智能终端的角色，是组成泛在电力物联网的重要环节。
现有的智能电表多为箱体结构，能够实现远程抄表，部分电表箱也可以实现功能的模块化，在更换模组时能够实现热插拔，但两者的优点没有很好地结合，现有的电表仍存在以下问题：（1）现有的智能电表虽然能够远程抄表，但在放置后无法随意移动，如果智能电表的通信模块出现故障，难以针对故障点进行维修或者更换，只能使系统停电后，到达现场对整表进行更换，难以实现不停电检修电表；（2）泛在电力物联网中存在多种不同的通信应用场景，不同场景对电表有不同的性能需求和功能需求，而且电表的使用场景可能随时发生变化，但是目前的智能电表基于成本的考虑，并没有将所有通信场景需要的性能和功能全部集成，因此在发生通信场景切换时，必须更换不同型号的电表，这样会产生较高的工作量和成本。
如中国专利文献公开号为CN217007438U，专利名称为《一种新型模块化电表箱》，和中国专利文献公开号为CN217389010U，专利名称为《智能物联网电表》，上述专利虽能实现电表的模块化，但在使用时仍需定点安装，给电表的检修造成了一定困难，而且电表的使用功能单一，通用性差。再如中国专利文献公开号为CN216622474U，专利名称为《一种基于NB-iot远程通讯的电表》，此专利能够实现远程抄表，但通讯模式单一，无法根据不同的使用场景更换通讯模块。
针对以上问题，本实用新型设计了一款可热插拔的模组化智能电表。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种可热插拔的模组化智能电表，其便于携带，易于更换维修出现故障的通信模块，能够通过更换通讯方式来满足多种不同的通信应用场景，且能够实现热插拔。
本实用新型提到的一种可热插拔的模组化智能电表，其技术方案是：包括计量模组、管理模组和通信模组，且通过硬件接口连接，其中，所述管理模组包括电源电路、MCU、存储电路、显示电路和通信电路，电源电路能够将计量模组提供的5V电压降为3.3V为整个管理模组进行供电；通信电路是管理模组与通信模组连接的接口，管理模组可通过通信电路与不同的通信模块连接；存储电路通过总线与MCU相连，显示电路通过串口通信与MCU相连；所述通信模组的接口电路上连接热插拔电路。
优选的，上述的热插拔电路采用热插拔芯片LM25069，热插拔芯片LM25069的SENSE端通过电阻R1与电压输入端VCC相连，并连接到三极管4406AV89F G的漏极，VIN端直接与电压输入端VCC相连，UVLO端通过电阻R2与电压输入端VCC相连，并通过电阻R3与OVLO端相连，OVLO端通过电阻R6接地，TIMER端通过极性电容C3接地，GATE端与三极管4406AV89F G的栅极相连，用于控制三极管4406AV89F G的导通，OUT端与三极管4406AV89F G的源极相连，并通过电阻R4连接至PGD端，PWR端通过电阻R5接地，GND端直接接地，电压输入端与电压输出端分别通过一个电容C2和一个极性电容C1接地。
优选的，上述的通信模组采用WiFi通信模块、载波通信模块、485通信模块和以太网通信模块中的一种或多种，且各个通信模块上分别连接热插拔电路。
优选的，上述的WiFi通信模块包括WiFi通信电路、稳压电路和热插拔电路，所述热插拔电路的电源输出端连接稳压电路AMS117，所述的WiFi通信电路采用的WiFi模块为ESP01S。
优选的，上述的载波通信模块采用载波模块ES1642-C。
优选的，上述的485通信模块采用芯片型号为SIT3485ESA。
优选的，上述的以太网通信模块采用以太网芯片CH392F。
优选的，上述的管理模组采用的MCU 为单片机N32L436。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的通信电路是管理模组与通信模组连接的接口，管理模组可通过通信电路与不同的通信模块连接，各个通信模组的接口电路上连接热插拔电路，便于实现热插拔；另外，上述通信模组可以采用WiFi通信模块、载波通信模块、485通信模块和以太网通信模块中的一种或多种，可以根据泛在电力物联网场景和性能要求；另外，如果智能电表的通信模块出现故障，方便针对故障点进行维修或者更换，不需要使系统停电后，到达现场对整表进行更换，可以实现不停电检修电表的功能。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是热插拔电路的连接示意图；
图3是WiFi通信模块电路的连接示意图；
图4是载波通信模块的原理图；
图5是485通信模块的原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1，参照图1-图5，本实用新型提到的一种可热插拔的模组化智能电表，包括计量模组、管理模组和通信模组，且通过硬件接口连接，其中，所述管理模组包括电源电路、MCU、存储电路、显示电路和通信电路，电源电路能够将计量模组提供的5V电压降为3.3V为整个管理模组进行供电；通信电路是管理模组与通信模组连接的接口，管理模组可通过通信电路与不同的通信模块连接；存储电路通过总线与MCU相连，LCD显示电路通过串口通信与MCU相连；所述通信模组的接口电路上连接热插拔电路。
参照图2，本实用新型提到的热插拔电路采用热插拔芯片LM25069，热插拔芯片LM25069的SENSE端通过1KΩ电阻R1与电压输入端VCC相连，并连接到三极管4406AV89F G的漏极，VIN端直接与电压输入端VCC相连，UVLO端通过1KΩ电阻R2与电压输入端VCC相连，并通过1KΩ电阻R3与OVLO端相连，OVLO端通过1KΩ电阻R6接地，TIMER端通过100pF的极性电容C3接地，GATE端与三极管4406AV89F G的栅极相连，用于控制三极管4406AV89F G的导通，OUT端与三极管4406AV89F G的源极相连，并通过1KΩ电阻R4连接至PGD端，PWR端通过1KΩ电阻R5接地，GND端直接接地，电压输入端与电压输出端分别通过一个0.01uF的电容C2和一个100pF的极性电容C1接地；
热插拔电路的热插拔芯片LM25069能在插入活背板或其他“热”电源时，控制负载的涌入电流，从而限制背板供电电压的电压骤降，以及施加到负载上的电压，对系统中其他电路的影响被最小化，防止可能的意外复位。
其中，上述的通信模组采用WiFi通信模块、载波通信模块、485通信模块和以太网通信模块中的一种或多种，且各个通信模块上分别连接热插拔电路，可以根据泛在电力物联网场景和性能要求，选择不同的通信模组。
参照图3，本实用新型提到的WiFi通信模块包括WiFi通信电路、稳压电路和热插拔电路，所述热插拔电路的电源输出端连接稳压电路AMS117，所述的WiFi通信电路采用的WiFi模块为ESP01S。
参照图4，上述的载波通信模块采用载波模块ES1642-C，参照图5，上述的485通信模块采用芯片型号为SIT3485ESA，上述的以太网通信模块采用以太网芯片CH392F。
另外，本实用新型提到的管理模组采用的MCU 为单片机N32L436，负责整个电表的数据管理，其外围连接电路为本领域技术人员所熟知的常规技术，不再赘述；另外，管理模组与通信模组通过COM端口相连，管理模组的COM端口将所有通信方式引出，在制作通信模组的各个通信模块时，可根据通信模块不同的通信方式改变通信模块COM端口的线路连接。
另外，上述的各通讯模块内都由通信模块和各自的电源电路组成，COM端口为通信模块提供5V供电电压，各通信模块的电源电路将5V转为通信模块所需要的工作电压，将热插拔电路串联在COM端口与电源电路之间，以此来起到通信模组热插拔的功能。如WiFi通信模块，稳压电路AMS117将5V电压转为3.3V电压，为WiFi模块ESP01S供电，热插拔电路串联在COM端口与稳压电路AMS1117之间，起到使WiFi通信电路可热插拔的作用，其余通信模块同样为此种操作方式。
还有，计量模组负责对相关电参数进行测量，如电压、电流和功率等，现有的相关的电参数计量方法已非常成熟，这里不再做过多赘述，本实用新型的计量模组分为电源电路与计量模块，计量模块采用的是IM3332三相电能计量模块，计量模组通过串口通信与管理模组相连。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同变换，尽属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种可热插拔的模组化智能电表，包括计量模组、管理模组和通信模组，且通过硬件接口连接，其特征是：所述管理模组包括电源电路、MCU、存储电路、显示电路和通信电路，电源电路能够将计量模组提供的5V电压降为3.3V为整个管理模组进行供电；通信电路是管理模组与通信模组连接的接口，管理模组可通过通信电路与不同的通信模块连接；存储电路通过总线与MCU相连，显示电路通过串口通信与MCU相连；所述通信模组的接口电路上连接热插拔电路。
2.根据权利要求1所述的一种可热插拔的模组化智能电表，其特征是：所述的热插拔电路采用热插拔芯片LM25069，热插拔芯片LM25069的SENSE端通过电阻R1与电压输入端VCC相连，并连接到三极管4406AV89F G的漏极，VIN端直接与电压输入端VCC相连，UVLO端通过电阻R2与电压输入端VCC相连，并通过电阻R3与OVLO端相连，OVLO端通过电阻R6接地，TIMER端通过极性电容C3接地，GATE端与三极管4406AV89F G的栅极相连，用于控制三极管4406AV89F G的导通，OUT端与三极管4406AV89F G的源极相连，并通过电阻R4连接至PGD端，PWR端通过电阻R5接地，GND端直接接地，电压输入端与电压输出端分别通过一个电容C2和一个极性电容C1接地。
3.根据权利要求1或2所述的一种可热插拔的模组化智能电表，其特征是：所述的通信模组采用WiFi通信模块、载波通信模块、485通信模块和以太网通信模块中的一种或多种，且各个通信模块上分别连接热插拔电路。
4.根据权利要求3所述的一种可热插拔的模组化智能电表，其特征是：所述的WiFi通信模块包括WiFi通信电路、稳压电路和热插拔电路，所述热插拔电路的电源输出端连接稳压电路AMS117，所述的WiFi通信电路采用的WiFi模块为ESP01S。
5.根据权利要求3所述的一种可热插拔的模组化智能电表，其特征是：所述的载波通信模块采用载波模块ES1642-C。
6.根据权利要求3所述的一种可热插拔的模组化智能电表，其特征是：所述的485通信模块采用芯片型号为SIT3485ESA。
7.根据权利要求3所述的一种可热插拔的模组化智能电表，其特征是：所述的以太网通信模块采用以太网芯片CH392F。
8.根据权利要求1所述的一种可热插拔的模组化智能电表，其特征是：所述的管理模组采用的MCU 为单片机N32L436。
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