具有無線射頻通信的電力抄表集中器的制造方法
【專利摘要】一種具有無線射頻通信的電力抄表集中器，屬于配電自動化領域。本實用新型的目的是集成了當前抄表系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集器和集中器的功能，實現(xiàn)對電能表的計量讀數(shù)，同時可以與主站系統(tǒng)進行通信的具有無線射頻通信的電力抄表集中器。本實用新型是由DSP組成的微處理器單元、存儲器模塊、人機接口模塊、脈沖電能表讀取計量模塊、帶485接口電能表通信計量模塊、433MHz無線通信模塊、GPRS通信模塊組成。本實用新型結構簡單，功能完善，彌補現(xiàn)有遠程集中抄表系統(tǒng)的不足。
【專利說明】具有無線射頻通信的電力抄表集中器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于配電自動化領域。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)人工抄表方式需要挨家挨戶抄取電能表數(shù)據(jù)，存在統(tǒng)計數(shù)據(jù)工作量大，抄錄不準確、操作難以規(guī)范化、數(shù)據(jù)采集不及時、不能對用戶進行有效監(jiān)控，且耗費人工多，成本高，效率低等諸多問題。為了解決人工抄表存在的這些問題，采用遠程集中抄表已經(jīng)成為目前電力行業(yè)抄表的主要手段，也是未來的發(fā)展方向。
[0003]目前，電力遠程集中抄表的主要結構為集中抄表系統(tǒng)由電能表、低壓采集器、低壓集中器和主站系統(tǒng)組成；低壓采集器負責采集并存儲電表數(shù)據(jù)，做到分時段采集和計量電能表數(shù)據(jù)并進行存儲；集中器對多個采集器進行管理并負責主站命令的傳送。其中采集器與集中器之間主要采用總線的方式進行組網(wǎng)，集中器和主站之間主要采用電力載波或GPRS的通信方式進行數(shù)據(jù)傳送。這種結構的集中抄表系統(tǒng)存在以下主要問題:采集器與集中器采用總線的方式進行組網(wǎng)，布線存在一定難度，特別是對于一些舊的住宅區(qū)進行集中抄表改造，重新布線更是十分困難；以GPRS方式作為通信方式是目前集中抄表系統(tǒng)的主流方式，但有些地區(qū)GPRS信號不穩(wěn)定或信號沒有覆蓋到，造成集中抄表失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是集成了當前抄表系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集器和集中器的功能，實現(xiàn)對電能表的計量讀數(shù)，同時可以與主站系統(tǒng)進行通信的具有無線射頻通信的電力抄表集中器。
[0005]本實用新型是由DSP組成的微處理器單元、存儲器模塊、人機接口模塊、脈沖電能表讀取計量模塊、帶485接口電能表通信計量模塊、433MHz無線通信模塊、GPRS通信模塊組成；
[0006]微處理器單元:DSP芯片TMS320F28335的Ul的105腳與晶振模塊U2的3腳相連，DSP芯片TMS320F28335的Ul的9腳與供電模塊U3的17腳相連；
[0007]人機接口模塊U5:人機接口模塊U5的7、8、9、10、11、12、13、14腳分別連接Ul的136、135、134、133、132、131、130、129 腳；
[0008]存儲器模塊U4:存儲器模塊U4的2、3、5、6腳分別接Ul的163、164、75、74腳；
[0009]帶485接口電能表通信計量模塊U6: U6的2、1、3、4腳分別連接Ul的12、141、13、2腳；
[0010]433MHz 無線通信模塊 U7:U7 的 17、16、15、14、13 腳分別連接 Ul 的 16、99、98、96、97腳；
[0011]GPRS通信模塊U8:U8的28、29腳連接Ul的63、62腳，U8的58、57、56、55腳連接U9 的 1、2、6、3 腳；
[0012]脈沖電能表讀取計量模塊UlO:U10的100腳連接Ul的17腳。[0013]本實用新型結構簡單，功能完善，彌補現(xiàn)有遠程集中抄表系統(tǒng)的不足。對目前不同類型的主流電能表進行計量和數(shù)據(jù)讀??；可以通過GPRS方式實現(xiàn)遠程集中抄表功能，也可對于GPRS信號沒有覆蓋到的地區(qū)，通過無線射頻通信接口，實現(xiàn)運行人員到集中器附近同過手持式的抄表器抄錄數(shù)據(jù)。用于解決目前低壓配電網(wǎng)中遠程集中抄表系統(tǒng)存在的一些不足，通過使用本抄表集中器，可以簡化遠程抄表系統(tǒng)的結構和現(xiàn)場實施難度，能夠適應于各種不同類型的電能計量表，能夠解決因GPRS信號不穩(wěn)定或未覆蓋到區(qū)域得遠程集中抄表失敗問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型微處理器電路原理圖；
[0015]圖2是本實用新型晶振和電源電路原理圖；
[0016]圖3是本實用新型人機接口電路原理圖；
[0017]圖4是本實用新型存儲器電路原理圖；
[0018]圖5是本實用新型485接口電能表通信計量模塊電路原理圖；
[0019]圖6是本實用新型433MHz無線通信模塊電路原理圖；
[0020]圖7是本實用新型GPRS通信模塊電路原理圖；
[0021]圖8是本實用新型脈沖電能表讀取計量模塊電路原理圖；
[0022]圖9是本實用新型總體電路原理簡圖。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型是由DSP組成的微處理器單元1、存儲器模塊3、人機接口模塊2、脈沖電能表讀取計量模塊4、帶485接口電能表通信計量模塊5、433MHz無線通信模塊6、GPRS通信模塊7組成；
[0024]微處理器單元:DSP芯片TMS320F28335的Ul的105腳與晶振模塊U2的3腳相連，DSP芯片TMS320F28335的Ul的9腳與供電模塊U3的17腳相連；
[0025]人機接口模塊U5:人機接口模塊U5的7、8、9、10、11、12、13、14腳分別連接Ul的136、135、134、133、132、131、130、129 腳；
[0026]存儲器模塊U4:存儲器模塊U4的2、3、5、6腳分別接Ul的163、164、75、74腳；
[0027]帶485接口電能表通信計量模塊U6: U6的2、1、3、4腳分別連接Ul的12、141、13、2腳；
[0028]433MHz 無線通信模塊 U7:U7 的 17、16、15、14、13 腳分別連接 Ul 的 16、99、98、96、97腳；
[0029]GPRS通信模塊U8:U8的28、29腳連接Ul的63、62腳，U8的58、57、56、55腳連接U9 的 1、2、6、3 腳；
[0030]脈沖電能表讀取計量模塊UlO:U10的100腳連接Ul的17腳。
[0031]以下結合附圖對本實用新型做詳細的描述:(圖9)
[0032]本實用新型的具有無線射頻通信的電力抄表集中器，包括由DSP組成的微處理器單元、存儲器模塊、人機接口模塊、脈沖電能表讀取計量模塊、帶485接口電能表通信計量模塊、433MHz無線通信模塊、GPRS通信模塊。[0033]所述微處理器單元I由DSP芯片TMS320F28335及其外圍電路(晶振和電源)組成。
[0034]所述人機接口模塊2由鍵盤和IXD顯示兩部分組成。IXD顯示模塊的數(shù)據(jù)線Data[7:0]、RST分別與微處理器引腳XD [7:0]、GP100引腳相連，實現(xiàn)對顯示模塊的初始化、復位、顯示方式和顯示內(nèi)容的控制。鍵盤模塊的信號線Key[3:0]分別與微處理器的引腳GP10[4:1]相連，用于讀取鍵盤的狀態(tài)，完成人機接口中輸入信號的獲取，實現(xiàn)對集中器的操作。
[0035]所述存儲器模塊3由EEPROM芯片AT24C1024B及其外圍電路構成，存儲器模塊的引腳Al、A2、SCL、SDA分別與微處理器引腳XA8、XA9、SCLA, SDAA相連；A1、A2用于地址選這，SCL、SDA用于I2C通信，實現(xiàn)對存儲器存儲單元的讀出、寫入、擦除和管理。
[0036]所述脈沖電能表讀取計量模塊4光耦TLP2303及其外圍電路構成，共有48路光耦輸入；光耦的輸出側分別與微處理器的引腳GP10[15:8]、GP10[27:24]、GP10[31:30]、GPIO[71:40]、GPIO[84:81]相連，可實現(xiàn)對48塊脈沖式電能表的電能計量和管理。
[0037]所述帶485接口電能表通信計量模塊5由Max485通信芯片及其外圍電路構成，帶485接口電能表通信計量模塊的引腳PE > R0,DE,DI 分別接微處理器引腳 GP105、SCIRXDA、GP106、SCITXDA ;通過引腳H、DE 控制Max485處于發(fā)送狀態(tài)或處于接收狀態(tài)，微處理器作為RS-485通信的主機，各電能表作為從機，通過主從控制，實現(xiàn)一個集中器對255個電能表的控制。
[0038]所述433MHz無線通信模塊6由SI4432無線射頻通信芯片及其外圍電路構成，433MHz無線通信模塊的引腳SDO、SD1、SCLK, NSEL, NIRQ分別與微處理器引腳SPIS0MIA、SPISIMOA, SPICLKA, SPISTEA, GP107 引腳相連；通過 SDO、SD1、SCLK、NSEL 引腳實現(xiàn) SI4432與微處理器之間的SPI通信，通過NIRQ得到SI4432的中斷信息。通過無線射頻通信模塊，可以完成運行人員到集中器附近，通過無線的方式對所連電表的抄錄工作。
[0039]所述GPRS通信模塊7由華為GPRS通信芯片MG323-B及其外圍電路構成，GPRS通信模塊引腳TXD、RXD分別與微處理器引腳SCIRXDB、SCITXDB相連。GPRS通信模塊接收主站發(fā)送過來的命令；同時，通過微處理器的控制，執(zhí)行主站發(fā)送過來的命令，將電能表數(shù)據(jù)發(fā)送到主站,完成遠程集中抄表數(shù)據(jù)傳送工作。
[0040]參見圖2，電阻Rl引腳I接模擬地GND，電阻Rl引腳2與芯片Ul引腳57相連；電容C1、C2弓丨腳I接模擬地GND，電容Cl弓丨腳2與芯片Ul弓丨腳56相連，電容C2弓丨腳2與芯片Ul引腳55相連；電阻R2引腳I與芯片Ul引腳138相連，電阻R2引腳2與芯片U3引腳3相連；電阻R3引腳I與芯片Ul引腳78相連，電阻R3引腳2接數(shù)字地GND。電感LI引腳I與芯片U2引腳4、1相連，電感LI引腳2與電容C3引腳1、電容C4引腳I相連；電容C3引腳2、電容C4引腳2與芯片U2引腳2相連。電容C5引腳1、電容C6引腳1、電容C7弓丨腳I與芯片U3引腳5、6、11、12相連；電阻R4引腳I與芯片Ul引腳80相連，電阻R4引腳2與芯片U3引腳28相連;電阻R5引腳1、電阻R6引腳I與U3引腳25相連；電阻R5引腳2、電容C8引腳1、電容C9引腳I與芯片U3引腳23、24相連；電阻R6引腳2、電容C8引腳2與電容C9引腳2相連；電阻R7引腳I與芯片U3引腳22相連；電阻R7引腳2與芯片Ul引腳80相連；電容ClO引腳1、電容Cll引腳1、電阻R8引腳I與芯片U3引腳17、18相連；電容ClO引腳2、電容Cll引腳2、按鍵SI引腳2與電容C12引腳2相連；電阻R8引腳1、按鍵SI引腳I與電容C12引腳I相連。[0041]參見圖3，電阻R9引腳1、電阻RlO引腳1、電阻Rll引腳I與電阻R12引腳I相連；電阻R9引腳2、電阻RlO引腳2、電阻Rll引腳2、電阻R12引腳2相連、開關Kl引腳1、開關K2引腳1、開關K3引腳I與開關K4引腳I相連，開關Kl引腳2、開關K2引腳2、開關K3引腳2與開關K4引腳2相連；電阻R13引腳I與芯片U5引腳18相連，電阻R13引腳2與芯片U5引腳13相連。芯片U5引腳7-14分別與圖1中芯片Ul引腳136-129相連。
[0042]參見圖4，芯片U4引腳2、3、5、6分別與圖1中芯片Ul引腳163、164、75、74相連。
[0043]參見圖5，芯片U6引腳2、1、3、4分別與圖1中芯片Ul引腳12、141、13、2相連；芯片U6引腳6、7分別接到外部端子A、B。
[0044]參見圖6，電容C13、C16、C18、電感L2的管腳I相連接；電感L2的管腳2與電容C19、電感L3的管腳I相連接，電感L3的管腳2元電容C20、電感L4的管腳I相連接；電感L4的管腳2與電容C21的管腳I相連接；電容C21、電感L5的管腳2與電容C22的管腳1、芯片U7的管腳2相連接；電容C23、C24、C25、C26、電感L5、芯片U7的管腳I相連，接電源VCC ;電容C15、晶振Yl的管腳2、電阻R14的管腳I與芯片U7的管腳17相連，電容C15、晶振Yl的管腳2與芯片Ul的管腳17相連；電容Cll的管腳2、晶振Yl的管腳4、電阻R14的管腳2與芯片U7的管腳18相連；電容C17、電感L6管腳2與芯片U7管腳4相連；電容C27管腳I與芯片U7管腳6相連，電容C28、C29管腳I與芯片U7管腳10相連，電阻R15管腳I與電源VCC相連，電阻R15管腳2與芯片U7管腳16相連；電容C30管腳I與芯片U7管腳12相連接電源VCC ;芯片U7管腳17、16、15、14、13分別接圖1芯片Ul管腳16、99、98、13、14。
[0045]參見圖7，芯片U8引腳58、57、55、56分別與U9的引腳1、2、3、6相連；芯片U8引腳28,29分別于圖1芯片Ul引腳63,62相連。
【權利要求】
1.一種具有無線射頻通信的電力抄表集中器，其特征在于:是由DSP組成的微處理器單元(I)、存儲器模塊(3 )、人機接口模塊(2 )、脈沖電能表讀取計量模塊(4)、帶485接口電能表通信計量模塊(5 )、433MHz無線通信模塊(6 )、GPRS通信模塊(7 )組成； 微處理器單元:DSP芯片TMS320F28335的Ul的105腳與晶振模塊U2的3腳相連，DSP芯片TMS320F28335的Ul的9腳與供電模塊U3的17腳相連； 人機接口模塊U5:人機接口模塊U5的7、8、9、10、11、12、13、14腳分別連接Ul的136、135、134、133、132、131、130、129 腳； 存儲器模塊U4:存儲器模塊U4的2、3、5、6腳分別接Ul的163、164、75、74腳； 帶485接口電能表通信計量模塊U6: U6的2、1、3、4腳分別連接Ul的12、141、13、2腳； 433MHz無線通信模塊U7:U7的17、16、15、14、13腳分別連接Ul的16、99、98、96、97腳；GPRS通信模塊U8:U8的28、29腳連接Ul的63、62腳，U8的58、57、56、55腳連接U9的1、2、6、3 腳； 脈沖電能表讀取計量模塊UlO:U10的IOO腳連接Ul的17腳。
【文檔編號】G08C17/02GK203644195SQ201320800442
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權日:2013年12月9日
【發(fā)明者】楊朝陽, 劉永勝, 李題印, 高俊青, 韓輝, 黃延軍 申請人:國網(wǎng)浙江杭州市余杭區(qū)供電公司