CN2793730Y - 居民电表集抄装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型讨论的是一种居民电表集抄装置。它主要由单片机、上下行接口电路构成。下行接口电路是RS－232/485，它与居民电表相接，完成对居民电表电量的数据采集工作，同时还根据程序的要求向单片机输送有关数据，接收单片机定时循环采集或冻结电量的命令，单片机上行接口是USB输出，网络或GPRS输出与主站通信。本实用新型居民电表集抄装置结构紧凑，体积小，具有成本低，功能多，抗干扰能力强，可靠性好的优点，还与上行接口界面友好。

Description

居民电表集抄装置

技术领域

本实用新型讨论的是电力系统中对各个居民楼电表的物理量的测量及监控的装置，具体说是一种居民电表集抄装置，属于电力工业自动化控制类。

背景技术

目前，传统的三表(水、电、煤气)的数据，需要抄表人员定期到居民楼中挨家挨户抄取，结算出费用后，再到各家索取，这样难免会有一些误差、而且统计工作量大，人为的错误给物业管理和用户带来极大不便。现在有部分地区已改为插卡式买电装置，它虽然减少了人为误差，但是买电时要到银行，费时费力。还有一些地区采用低压电力线载波形式集中抄表，这种方式的不足之处是信号很容易受到干扰，误差率较高，传输速率较低，同时由于输电线路对载波信号有较大的衰减，而输电线路又会有许多分叉，因此为保证采用载波通信方式的数据精度性还需找出信号衰减点，并相应配置中继器，以保证整个系统的通信畅通，这无疑又增加了系统成本。随着科技的发展，国家建设部小康型住宅小区的规划中，要求小区新建和旧房改造工程逐步实现水、电、气等耗能数据计算机统一管理，这样可以改变传统的居民住宅水、电、煤气、暖气等生活耗能逐月入户验表收费方式，解决城市住宅耗能管理的离散性和耗能数据人工处理的烦琐。

随着网络技术的发展及对电力需求的日益增加，供电品质的提高及以电力线为传输载体，全互通网络的应用架构成为今天的发展方向。远程自动抄收电表，进行能源管理已成为国内新建社区的基本要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有用低压电力线载波形式集中抄表装置的信号容易受干扰，误码率较高，传输速率较低且费用昂贵的问题，提供一种采用互联网或无线GPRS通信介质为上行通道，RS-232/485总线为下行通道，由单片机对居民电表进行集中监测、抄取，现场状况实时得到监控及数据得到保存的居民电表集抄装置。

本实用新型采用如下技术方案来完成上述任务：居民集抄装置主要由单片机、上下行接口电路构成，下行接口电路是RS-232/485，它与居民电表相接，完成对居民电表电量的数据采集工作，同时还根据程序的要求向单片机输送有关数据，接收单片机定时循环采集或冻结电量的命令，单片机上行接口是USB输出、网络或GPRS输出与主站通信。一个操作按钮、LED显示屏构成的人机对话单元，给单片机命令，和单片机互换信息。单片机包括CPU、随机存储器、锁存器、选择开关、实时时钟，CPU为基于ARM9内嵌技术的精简指令系统处理器，所有采集到的数据在处理器中进行运算和累加然后传送至随机存储器中，存储器、锁存器、选择开关通过地址总线和控制总线与单片机连接。

本实用新型居民电表集抄装置结构紧凑，体积小，具有成本低，功能多，抗干扰能力强，可靠性好的优点，还与上行接口界面友好。

附图说明

图1是实用新型居民集抄装置的系统连接图。

图2本实用新型居民集抄装置的原理方框图。

图3是本实用新型居民集抄装置的单片机结构示意图。

图4是本实用新型居民集抄装置的原理线路图。

1、人机对话单元；2、RS-232/485接口；3、单片机；4、USB接口；5、GPRS接口；6、网络接口。

具体实施方式

结合图1-4进一步介绍本实用新型居民集抄装置的具体实施方式。如图1、图2，本装置可以放于居民楼道或者悬挂于墙面，电源部分与标准220V电源连接，装置面板下端有8个RS485接口，每个接口可以并联连接32个居民电表，装置面板下端还有网络线、无线GRPS接口，装置面板为一个128*64像素的显示屏，通过此屏可观察电表的各种实时参数。居民电表数据通过上述方式中的任一种传送到主站管理系统，并通过主站管理系统来监测和控制电表。

图3表示单片机的构成示意：单片机包括CPU、随机存储器、锁存器、选择开关，实时时钟，CPU为基于ARM9内嵌技术的32位精简指令系统处理器，其主率为266MHZ，所有采集的数据在处理器中进行运算和累加然后传送至随机存储器中，存储器、锁存器、选择开关通过地址总线和控制总线与CPU连接。MOXA UART ASIC采集芯片将采集到的电表数据转换后送至单片机中PCI总线，PCI总线的数据由USB控制器、可扩展模块以及CPU共享，传送到CPU中的数据则通过端口物理层(PHY)芯片后转换到以太网，供宽带接口使用，同时CPU中的数据传递到LCM显示的人机接口上，通过LCM屏可观察实时数据。MOXA UART ASIC系列单片机将电表数据通过RS232线采集后，其应答电路接收采集到的数据信号后通过切换电路送至CPU进行计算，CPU一方面实时计算和累加计算结果，并通过时钟电路来保持数据的同步性和协调性，以保证计算结果的精确性，计算的结果保存至存储器中，以备用户通过装置的操作界面来查询，同时CPU将数据信号传至调制解调器，调制解调器将数据进行格式转换后送到外设接口，通过与外设接口的连接，操作人员就可以通过以太网观察居民电表实时数据。单片机中的存储器分为动态随机存储器(DRAM)和闪存两部分，其中动态随机存储器(DRAM)为16MB，其中可编程空间约为12MB，闪存(FLASHROM)容量为8MB，一部分用于存储嵌入式操作系统，另外提供给用户的可编程空间约为4MB，用户所有修改了的操作和参数设置保存于此，以太网配置为双10/100Mbps自适应网络，串行接口为8个软件可控的RS-232/485串口，数据间通信方式可以是RS-232/485/FDDI/ADSL/GPRS，每个串口可以接32个并联电表线，过压保护方面采取内建1.5KV电磁隔离方式，RS-232/485自带ADDC(自动数据流量控制)功能，装置内建实时时钟，蜂鸣器，发生故障或事故时能以声音形式来报警。本装置闪存含内嵌式ucLinux操作系统，所有采集到的实时数据均可以在装置的LEC液晶面板上显示与控制，也可通过装置上的网络端口进行互联网访问与监测。

图4是本实用新型居民电表集抄装置的具体电路连接：D1是CPU芯片，型号为XscaleClXP-422，JP芯片为USB芯片，型号为USBN9603，主要用来与外界USB接口相连，D2，D3芯片为控制台芯片，型号为UL2003，主要用来控制RS232/485接口收发信号并与CPU芯片相连。D4芯片为RAM/FLASH芯片，即闪存存储器，型号为AT29C040A，它与CPU部分连接用于存储和处理数据。D5芯片为MOXA UART ASIC芯片中的控制芯片部分，用来控制与各个RS-232/485连接的芯片，而D6、D8为MOXA202，D7、D9为SN65LBC184分别作为RS-232、RS-484的转换接口，DC1芯片是宽带接口，CON2、CON5是GPRS的接口。D1的78-71脚接JP的11、13、15、17、19、21、23、25脚；35、36、37、38脚接4、16、18、20脚。D1的1-13脚接D4的4、25、23、26、27、5、6、7、8、9、10、11、12脚；23-30脚接28、29、3、2、30、1脚；42、43、44脚接22、24、31脚。XscaleClXP-422的15、16、17、18、19、20脚接D2的1、2、3、4、5脚；15、16脚还接D9的4、1脚；17、18脚还接D5的3、13脚；19、20脚还接D7的4、1脚；29、30脚接D3的1、2脚。XscaleClXP-422的45-52脚接CON2的27、14、13、21、8、7、28脚，其中48-52脚还接RP4的4-9脚。CON2的3、4、5、6、24脚接CON5的6、4、5、3脚，CON2的25、26脚接D5的1、12脚。DC1的3、4脚接D6的7、8脚；7、8脚通过R2、R5接D7的6、7脚；11、12脚接R9的6、7脚。D8的7、8脚接RS232/485的插口。D2的确16、15、14、13、12、11脚接发光二极管LED1-6的(-)，LED1、3、5的(+)接排阻RP3的2、3、4脚，LED2、4、6的(+)接排阻RP2的2、3、4脚，D3的确良6、15、14、13脚接LED7-10的(-)，LED7、9、10的(+)接RP3的5、6、7脚，LED8(+)接RP2的5脚。

Claims (1)

1、一种居民电表集抄装置，主要由单片机、上下行接口电路构成，其特征是：下行接口电路是RS-232/485，它与居民电表相接，根据程序的要求完成对居民电表电量的数据采集工作，同时还向单片机输送有关数据，单片机上行接口是USB输出、网络或GPRS输出与主站通信；一个由操作按钮、LED显示屏构成的人机对话单元，给单片机命令，和单片机互换信息；单片机包括CPU、随机存储器、锁存器、选择开关、实时时钟，CPU为基于ARM9内嵌技术的精简指令系统处理器，所有采集到的数据在处理器中进行运算和累加然后传送至随机存储器中，存储器、锁存器、选择开关通过地址总线和控制总线与CPU连接。

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