CN221650459U - 一种用于智能电表的外置rs485模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于智能电表技术领域，涉及一种用于智能电表的外置RS485模块，包括：壳体；壳体内设有控制电路板，控制电路板上设有管理单元、通讯单元和通讯接口，管理单元与通讯单元电性连接，通讯单元通过通讯接口与外界电能表连接，以实现RS485模块的热插拔。本实用新型结构简单、更换便捷，在RS485模块的壳体上设置通讯接口，RS485模块通过通讯接口将壳体内部的控制电路板上的通讯单元和外界电能表连接，从而实现RS485模块的热插拔，提高维护电能表的便捷程度及灵活度，无需再通过断电更换整只电能表，降低后期的维护成本，提高客户的用电体验。

Description

一种用于智能电表的外置RS485模块

技术领域

本实用新型属于智能电表技术领域，尤其涉及一种用于智能电表的外置RS485模块。

背景技术

传统的电能表通常是将用于通信功能的通讯模块设置在电能表内的电路板上，然而如此设置后期对电能表进行维护或者通讯模块发生故障时，需要将电能表拆下或者直接更换整只电能表，拆装过程繁琐，更换效率低下，同时还会导致用户无法正常用电，直接影响客户的用电体验。

公开号为CN209014628U的专利申请提供了一种通讯模块带互检功能的智能直流多功能电能表，电能表外壳体、主数据处理器和通信模块，其特征在于：所述电能表外壳体为绝缘塑料壳体，且所述电能表外壳体的内部设有容腔，所述电能表外壳体的前表面顶端设有LED显示屏，所述LED显示屏与所述电能表外壳体固定连接，所述LED显示屏的下方设有运行提示灯，所述运行提示灯与所述电能表外壳体固定连接，所述电能表外壳体的前表面靠近所述LED显示屏的下方设有IC卡模块，所述IC卡模块与所述电能表外壳体固定连接，所述IC卡模块上安装有按钮，所述按钮与所述电能表外壳体固定连接，所述电能表外壳体的前表面底端设有接线排，所述接线排与所述电能表外壳体固定连接，所述电能表外壳体的四角固定连接有壳体安装座，所述LED显示屏和所述IC卡模块均与所述主数据处理器电性连接，所述按钮与所述通信模块电性连接。此专利的通信模块与现有技术相同，也是安装在PCB板上，同样存在拆卸不方便导致更换效率低下的问题。

因此，如何使电能表的通讯模块拆装更便捷，以提高更换效率，是本技术领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于智能电表的外置RS485模块，以解决现有技术中电能表的通讯模块拆装不方便、更换效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

本实用新型提供了一种用于智能电表的外置RS485模块，包括：壳体；

所述壳体内设有控制电路板，所述控制电路板上设有管理单元、通讯单元和通讯接口，所述管理单元与所述通讯单元电性连接，所述通讯单元通过所述通讯接口与外界电能表连接，以实现所述RS485模块的热插拔。

进一步的，还包括电源，所述通讯接口包括电源插孔，所述电源与所述电源插孔电性连接。

进一步的，所述RS485模块上还设有提示灯，所述提示灯与所述管理单元电性连接。

进一步的，所述RS485模块上还设有通信隔离芯片，所述通信隔离芯片与所述管理单元、通信单元依次电性连接。

进一步的，还包括存储器，所述存储器与所述管理单元电性连接。

本实用新型提供的用于智能电表的外置RS485模块与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

传统的电能表通常是将用于通信功能的通讯模块设置在电能表内的电路板上，拆装过程繁琐，更换效率低下。本实用新型结构简单、更换便捷，在RS485模块的壳体上设置通讯接口，RS485模块通过通讯接口将壳体内部的控制电路板上的通讯单元和外界电能表连接，从而实现RS485模块的热插拔，提高维护电能表的便捷程度及灵活度，无需再通过断电更换整只电能表，降低后期的维护成本，提高客户的用电体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作一个简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

图1为本实用新型提供的一种用于智能电表的外置RS485模块与外界电能表的连接示意图；

图2为本实用新型提供的一种用于智能电表的外置RS485模块的通讯单元的电路图；

附图标记：101-壳体；102-通讯接口；20-外界电能表。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型提供了一种用于智能电表的外置RS485模块，应用于与智能电表的通信过程中，用于智能电表的外置RS485模块包括：

壳体；壳体内设有控制电路板，控制电路板上设有管理单元、通讯单元和通讯接口，管理单元与通讯单元电性连接，通讯单元通过通讯接口与外界电能表连接，以实现RS485模块的热插拔。

本实用新型结构简单、更换便捷，在RS485模块的壳体上设置通讯接口，RS485模块通过通讯接口将壳体内部的控制电路板上的通讯单元和外界电能表连接，从而实现RS485模块的热插拔，提高维护电能表的便捷程度及灵活度，无需再通过断电更换整只电能表，降低后期的维护成本，提高客户的用电体验。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供了一种用于智能电表的外置RS485模块，应用于与智能电表的通信过程中，结合图1与图2，所述用于智能电表的外置RS485模块包括：

壳体101；壳体101内设有控制电路板，控制电路板上设有管理单元、通讯单元和通讯接口102，通讯接口102包括信号插孔，管理单元与通讯单元通过信号插孔电性连接，通讯单元通过通讯接口102与外界电能表20可拆卸连接，以实现RS485模块的热插拔；还包括电源，通讯接口包括电源插孔，电源与电源插孔电性连接；RS485模块上还设有提示灯，提示灯与管理单元电性连接；RS485模块上还设有通信隔离芯片，通信隔离芯片与管理单元、通信单元依次电性连接；还包括存储器，存储器与管理单元电性连接。

在实际运用中，电能表通常采用RS485芯片进行通讯，RS485模块以RS485芯片及外围电路设计为例，结合图1与图2，其中U1为RS485芯片，RS485芯片的RE低电平有效，接收使能，DE高电平有效，发送使能，当需要发送数据时，控制电路板将RS485芯片DE/RE信号置高，也即高电平，在485模块中，控制电路板通过通信隔离芯片的A通道隔离之后，将DE上拉到VFF高电平，高电平触发RS485芯片的发送使能端，RS485模块上控制电路板发送的数据将通过通信隔离芯片B通道隔离并向后面连接的RS485芯片发送数据；当电能表要发送数据0时，通信隔离芯片B通道将管理单元的低电平传输到RS485芯片的D引脚，RS485芯片则发送低电平；当电能表需0要发送数据1时，通信隔离芯片B通道将管理单元的高电平传输到RS485芯片的D引脚，RS485芯片则发送高电平数据1；当RS485芯片需要接收数据时，控制电路板控制RS485芯片DE/RE信号置低，也即低电平，控制电路板上的管理单元发送低电平数据0，通过通信隔离芯片的A通道隔离之后，RE通过电阻下拉到地端，低电平触发RS485芯片的接收使能端，此时RS485芯片就可以接收数据并通过通信隔离芯片D通道隔离传递给RS485模块的控制电路板上；当接收数据1时，RS485芯片的，R引脚信号上拉到电源+5V，通过通信隔离芯片D通道隔离传输后，控制电路板则接收到高电平；当接收数据0时，RS485芯片的R引脚信号为低电平，通过通信隔离芯片D通道隔离传输后，控制电路板接收到低电平。当芯片不发送数据，由总线的上下拉偏置将总线置为高电平1，通过这种方式能实现RS485芯片通信功能。

进一步的，本实施例中，RS485模块的控制电路板上可设置MCU芯片实现与RS485芯片的数据互通，再由MCU通过通讯接口102与外界的电能表进行数据传输。

进一步的，在本实施例中，RS485模块采用标准对外通信接口，标准对外通信接口通过RS485模块的RS485芯片与控制电路板电连接，从而通过标准对外通信接口与外界上位机实现通信，RS485模块通过通讯接口102与RS485模块控制电路板之间电连接，RS485模块通过通讯接口102与外界电能表进行通信，从而实现RS485模块的外置。

在其他一些实施例中，RS485模块可通过磁吸件例如磁铁等固定在电能表的外壳上，或者卡扣结构、螺钉等方式固定在电能表的外壳上，从而提高RS485模块的拆装灵活度，实现RS485模块的热插拔。

进一步的，本实施例中，通讯单元主要采用RS485芯片实现信号的收发控制，例如RE接收使能，低电平有效，DE发送使能，高电平有效，管理单元采用MCU芯片，从而实现了外置RS485模块能够支持软件升级、支持故障记录，同时还可以通过管理单元控制RS485模块的运行状态，例如采用MCU芯片瑞萨平台芯片R7F2A2L1AB3CFM，该芯片程序空间为256KBytes，RAM空间为32Kbytes，该芯片采用ARM Cortex-M23处理器内核，最高主频可达48MHz，具备多个时钟源，具有多种低功耗模式等。

进一步的，本实施例中，通讯接口102按照业界通用的标准来定义，采用2*5双排插孔，包括电源插孔以及信号插孔，例如VCC电源插孔、地电源插孔、RXD、TXD、RST信号插孔等，以RS485模块为RS485芯片为例，将电源连接至VCC电源插孔及地电源插孔，为了避免RS485芯片在静电等其它电应力条件下影响到电能表的正常工作，在电源上做了隔离设计，由外界电能表提供，当电能表工作在规定的电压范围内时，输出电压范围则为5V±0.5V；通讯单元连接至RXD及TXD信号插孔实现通信，管理单元连接至RST信号插孔实现复位功能等。

在其他一些实施例中，还可以通过其他通讯芯片进行连接实现通讯，此外为保证插孔之间不会相互影响，相邻两个插孔之间的间距也采用标准2.54mm。

进一步的，本实施例中，RS485模块上设有提示灯，提示灯与管理单元电连接，管理单元用于根据运行状态控制提示灯亮暗，或者通过控制提示灯以不同颜色表示不同的运行状态，例如当提示灯为红色时，则表示485模块异常，当提示灯为绿色时，则表示通讯模块正常运行，从而通过指示灯可以方便快速确定模块的工作运行状态。

进一步的，本实施例中，RS485模块还包括存储器，存储器与管理单元电连接，存储器可用于存储电能表通信参数及运行状态记录等数据，管理单元能够控制对存储器的读写，以实现将数据写入到存储器中，或者从存储器中调用数据等。

上述实施例所述的用于智能电表的外置RS485模块，与现有技术相比，传统的电能表通常是将用于通信功能的通讯模块设置在电能表内的电路板上，拆装过程繁琐，更换效率低下。本实用新型结构简单、更换便捷，在RS485模块的壳体上设置通讯接口，RS485模块通过通讯接口将壳体内部的控制电路板上的通讯单元和外界电能表连接，从而实现RS485模块的热插拔，提高维护电能表的便捷程度及灵活度，无需再通过断电更换整只电能表，降低后期的维护成本，提高客户的用电体验。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型较佳实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于智能电表的外置RS485模块，其特征在于，包括：壳体；

所述壳体内设有控制电路板，所述控制电路板上设有管理单元、通讯单元和通讯接口，所述管理单元与所述通讯单元电性连接，所述通讯单元通过所述通讯接口与外界电能表连接，以实现所述RS485模块的热插拔；

所述RS485模块上还设有通信隔离芯片，所述通信隔离芯片与所述管理单元、通信单元依次电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能电表的外置RS485模块，其特征在于，还包括电源，所述通讯接口包括电源插孔，所述电源与所述电源插孔电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于智能电表的外置RS485模块，其特征在于，所述RS485模块上还设有提示灯，所述提示灯与所述管理单元电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于智能电表的外置RS485模块，其特征在于，还包括存储器，所述存储器与所述管理单元电性连接。