一種三相多功能表gprs模塊的帶電插拔裝置制造方法
【專利摘要】一種三相多功能表GPRS模塊的帶電插拔裝置，涉及一種三相多功能表的配套裝置，包括核心控制電路、顯示電路、計量電路、電源電路、插入與否電路及模塊，核心控制電路MCU通過I2C總線連接顯示電路，計量電路與MCU通過SPI總線連接，電源電路為電能表+12V和+5.7V直流電源；存儲電路與MCU的I2C總線連接，按鍵電中與MCU通過IO端口連接，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程抄表連接；模塊為外置可插拔式，模塊與GPRS三相多功能表的連接插針的接地插針加長，模塊插拔由地線先與GPRS三相多功能表相連。該裝置使得GPRS三相多功能表的GPRS模塊支持帶電插拔，解決帶電插拔損壞問題。
【專利說明】一種三相多功能表GPRS模塊的帶電插拔裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種三相多功能表的配套裝置，特別是涉及一種三相多功能表GPRS模塊的帶電插拔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，GPRS三相多功能表在全國范圍內(nèi)已經(jīng)普及，但在實際使用的過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，其中最主要的問題就是當通訊出現(xiàn)問題網(wǎng)絡(luò)掉線，GPRS模塊工作不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)時，維護起來很麻煩，需要取下表或者完全斷電才能操作。國內(nèi)使用的GPRS三相多功能表90%都是采用的插拔的模塊盒安裝GPRS模塊，只有很少的一部分是模塊做到設(shè)備內(nèi)部，不可拆卸。而當GPRS三相多功能表出現(xiàn)通訊故障問題后很多情況下都是由于網(wǎng)絡(luò)信號問題，或者模塊問題而使得通訊故障。為了進行維護解決這個問題就需要對設(shè)備進行斷電才能操作，但是由于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，有很多人在操作時不能進行斷電處理就對模塊進行插拔，從而造成模塊或者GPRS三相多功能表的損壞，造成不必要的損失。國內(nèi)一些GPRS三相多功能表的生產(chǎn)廠家為了解決上述問題，增長模塊接口的接地插針的長度，這樣可以減少帶電插拔模塊而造成GPRS三相多功能表損壞的情況，但是并不能完全解決這一問題，而在實際使用中，過力插拔、排陣沒有對齊的情況出現(xiàn)都會造成GPRS三相多功能表的損壞，因為只要插入模塊就將電壓帶入模塊而反饋給GPRS三相多功能表使得電流沖擊而損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種三相多功能表GPRS模塊的帶電插拔裝置，該裝置使用硬件接口，CMOS開關(guān)電路使得GPRS三相多功能表的GPRS模塊支持帶電插拔，從而判定模塊插拔來對模塊供電，解決帶電插拔損壞問題。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種三相多功能表GPRS模塊的帶電插拔裝置，其特征在于，所述裝置包括核心控制電路、顯示電路、計量電路、電源電路、插入與否電路及GPRS模塊，核心控制電路MCU通過I2C總線連接顯示電路，計量電路與MCU通過SPI總線連接，電源電路為電能表配置+12V和+5.7V直流電源；存儲電路與MCU的I2C總線連接，按鍵電路與MCU通過IO端口連接，對外通訊有3種通訊方式，第一種為485通訊，本GPRS三相多功能表具有兩路485通訊，與集抄設(shè)備進行通訊連接，第二種為紅外通訊，通過紅外掌機與設(shè)備進行紅外連接，第三種為GPRS通訊，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程抄表連接；GPRS模塊為外置可插拔式，GPRS模塊與GPRS三相多功能表的連接插針的接地插針加長，GPRS模塊插拔過程中由地線先與GPRS三相多功能表相連。
[0006]所述的一種三相多功能表GPRS模塊的帶電插拔裝置，其特征在于，所述電源控制電路，GPRS模塊的工作電壓為V4.2A，Q3前面與I個470U的大電容CP2相連，Q3后面與2個470U的大電容CP3、CP4相連。
[0007]本實用新型的優(yōu)點與效果是:[0008]1.本實用新型整體成本沒有增加，卻實現(xiàn)了帶電插拔功能；
[0009]2.本實用新型當GPRS三相多功能表需要現(xiàn)場維護時，不再需要對模塊進行斷電，可以先帶電更換模塊來確定是否是通訊暢通；
[0010]3.本實用新型整體的工作電流沒有增加，抗干擾能力強；
[0011]4.本實用新型GPRS三相多功能表自檢模塊工作不穩(wěn)定后可以通過對模塊進行開關(guān)機操作來恢復(fù)模塊到正常工作狀態(tài)，而不用重啟表計；
[0012]5.本實用新型如果由于電源波動造成SIM卡注冊不正常，可以通過對模塊進行斷電重新上電操作來使得模塊恢復(fù)正常工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2是本實用新型的GPRS模塊接口插針示意圖；
[0015]圖3是本實用新型的GPRS模塊的電源控制電路圖；
[0016]圖4是本實用新型的GPRS模塊的開關(guān)機電路圖；
[0017]圖5是本實用新型的檢測GPRS模塊是否插入電路圖；
[0018]圖6是本實用新型中GPRS模塊插入拔出的檢測程序流程圖；
[0019]圖7是本實用新型中GPRS模塊上電斷電與開關(guān)機程序流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0021]本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖中MCU為本實用新型的核心控制電路，負責GPRS三相多功能表的計算和控制等功能;MCU通過I2C總線控制顯示電路，顯示電路負責顯示電能表的顯示人機交互界面；計量電路與MCU通過SPI總線連接，負責電能計量相關(guān)功能；電源電路為電能表提供+12V和+5.7V直流電源；存儲電路與MCU的I2C總線連接，負責存儲電能表的相關(guān)參數(shù)和運行數(shù)據(jù)；按鍵電路與MCU通過IO端口連接，負責電能表的信息輸入；對外通訊有3種通訊方式，第一種是通過2路485與集抄設(shè)備進行通訊連接，第二種為紅外通訊，可以通過紅外掌機與設(shè)備進行紅外通訊，第三種為GPRS通訊，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程抄表功能。本實用新型使用的外置的可插拔模塊，為了減少靜電沖擊，和干擾造成插拔的過程中GPRS三相多功能表和GPRS模塊的損壞，對模塊與GPRS三相多功能表的連接插針有如下要求，如圖2.接地插針加長，能夠保證模塊插拔的過程中由地線先與GPRS三相多功能表相連，這樣產(chǎn)生的靜電會大幅度衰減，起到保護硬件設(shè)備的作用。如圖3.GPRS模塊查到GPRS三相多功能表的時候，是沒有對GPRS模塊進行供電的，因為模塊的電源是受到圖3電路的控制，V4.2A是為模塊提供的工作電壓，V4.2是GPRS三相多功能表提供的電壓，Q3為FDC602是一個MOS管，通過Q —個三極管對MOS管的G極進行控制，從而實現(xiàn)電源的開關(guān)控制，由于GPRS模塊的峰值電流很大，所以這個MOS管要選擇大電流、低電壓、體積小的芯片。為防止GPRS三相多功能表受到外部干擾而被誤斷電所以Q3前面加了 I個470U的大電容CP2，后面加了 2個470U的大電容CP3、CP4。本實用新型是對模塊的插入和拔出進行及時的檢測到而對電源進行操作和對GPRS模塊進行開關(guān)機操作。圖5為檢測模塊是否插入的電路，由MCU的IO 口 GPRS_10_SEND定時50MS發(fā)送方波，方波頻率為10Hz，再有MCU的IO 口 GPRS_10_REC進行檢測當前狀態(tài)，一個周期是100MS，檢測的點要在30MS時對IO 口進行檢測，這樣能夠可靠檢測到MCU的IO 口 GPRS_10_SEND發(fā)送出來的高電平。如果GPRS模塊沒有插入Rll下拉電阻使得檢測端一直檢測到的是低電平，模塊插入后Jl和J2會連接到一起，那么檢測端檢測到的就是高電平，這樣通過計數(shù)器累加判斷來濾掉雜波，從而確定模塊的插入。當確定模塊插入后，再通過圖3對模塊進行電源上電，再通過圖4對模塊進行開機操作，通過減少模塊的帶電操作過程，來保證每次模塊的插拔操作是安全的，所以起到了對GPRS三相多功能表的保護和對GPRS模塊的保護。
[0022]本實用新型在于防止由于靜電和帶電的情況下對模塊插拔和造成的GPRS三相多功能表的損壞和對GPRS模塊的損壞，是通過硬件保護和軟件處理來實現(xiàn)對模塊的帶電插拔操作。
[0023]本實用新型中GPRS三相多功能表檢測GPRS模塊插入的程序流程如圖6所示，下面附圖解釋GPRS三相多功能表檢測GPRS模塊的程序流程:
[0024]步驟601，MCU控制GPRS_10_SEND輸出高電平。
[0025]步驟602，MCU通過IO端口 GPRS_10_REC檢測電平狀態(tài)，如果是高電平執(zhí)行步驟603，如果為低電平執(zhí)行步驟605。
[0026]步驟603，程序內(nèi)部有一個計數(shù)器，先判斷計數(shù)器是否大于5，如果大于5執(zhí)行步驟604，如果計數(shù)器小于5那么計數(shù)器加一執(zhí)行步驟605。
[0027]步驟604，本步驟確定模塊已經(jīng)插入，對模塊進行上電和開機操作然后AT指令交互是設(shè)備進入通訊狀態(tài)。
[0028]步驟605，計數(shù)器清零并且等待50MS重復(fù)步驟601的操作。
[0029]本實用新型中GPRS三相多功能表的GPRS模塊上電和模塊開機操作的程序流程如圖7所示，下面附圖解釋GPRS三相多功能表的GPRS模塊上電和模塊開機操作的程序流程:
[0030]步驟701，MCU控制GsmPowerCtl為高電平使得GPRS模塊上電，然后對模塊開機。[0031 ] 步驟702，MCU通過UART與GPR S模塊進行AT指令交互，實現(xiàn)GPRS三相多功能表與中心的通訊，如果AT指令交互失敗那么執(zhí)行步驟703。
[0032] 步驟703，MCU控制GsmOffCtl輸出高電平來對模塊關(guān)機，然后MCU控制GsmPowerCtl為低電平對GPRS模塊進行斷電操作，等待IOS重復(fù)步驟701的操作。
【權(quán)利要求】
1.一種三相多功能表GPRS模塊的帶電插拔裝置，其特征在于，所述裝置包括核心控制電路、顯示電路、計量電路、電源電路、插入與否電路及GPRS模塊，核心控制電路MCU通過I2C總線連接顯示電路，計量電路與MCU通過SPI總線連接，電源電路為電能表配置+12V和+5.7V直流電源；存儲電路與MCU的I2C總線連接，按鍵電路與MCU通過IO端口連接，對外通訊有3種通訊方式，第一種為485通訊，本GPRS三相多功能表具有兩路485通訊，與集抄設(shè)備進行通訊連接，第二種為紅外通訊，通過紅外掌機與設(shè)備進行紅外連接，第三種為GPRS通訊，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程抄表連接；GPRS模塊為外置可插拔式，GPRS模塊與GPRS三相多功能表的連接插針的接地插針加長，GPRS模塊插拔過程中由地線先與GPRS三相多功能表相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相多功能表GPRS模塊的帶電插拔裝置，其特征在于，所述電源控制電路，GPRS模塊的工作電壓為V4.2A，Q3前面與I個470U的大電容CP2相連，Q3后面與2個470U的大電容CP3、CP4相連。
【文檔編號】G08C17/02GK203479875SQ201320420238
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】林伯剛, 關(guān)蕊, 周佳偉, 何振華, 陳瀲平, 高新, 袁濱成, 劉嘉, 馮春華 申請人:沈陽時尚實業(yè)有限公司