專利名稱：總線載波智能電表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及一種遠(yuǎn)程抄表和監(jiān)控的電表模塊，屬遠(yuǎn)程抄表和控制領(lǐng)域。尤 其是采用LonWorks總線技術(shù)進(jìn)行電力總線載波通迅的智能電表。
背景技術(shù)：
目前，電表抄表的控制已逐步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表和控制的電表已經(jīng) 很普遍，在常用電表之中，普遍采用RS485通迅方式，要另外輔設(shè)雙絞線或網(wǎng)絡(luò)線，電表才 能與數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而對(duì)于已經(jīng)安裝使用的未實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表監(jiān)控的電網(wǎng)，改造 成聯(lián)網(wǎng)控制時(shí)要增加輔設(shè)雙絞線，會(huì)造成相當(dāng)大的工程時(shí)間浪費(fèi)和工程材料浪費(fèi)，此外還 有工程施工困難及影響用戶正常用電等不良因素，加增加了使用后的維護(hù)量和維護(hù)難度， 因此使相當(dāng)部分管理方望而卻步，進(jìn)而影響引進(jìn)更先進(jìn)，更節(jié)能的管理方式。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種使用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的電表，該種電表采用 Lonfforks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，支持電力總線載波的方式進(jìn)行通迅和數(shù)據(jù)傳輸，電表與數(shù)據(jù)集中 器之間無需另外輔設(shè)通迅用的雙絞線，配合LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線信息采集管理系統(tǒng)，可以實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，遠(yuǎn)程控制等管理方面的應(yīng)用。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述總線載波智能電表由中 央處理器，Lonfforks總線載波通迅電路，接口電路，耦合電路，計(jì)量電路，采樣支路，控制電 路，時(shí)鐘支路，存儲(chǔ)支路，顯示支路，電源支路組成電路，并組裝在一個(gè)絕緣殼體內(nèi)組成；所 述總線載波智能電表由電源支路給其他各電路或支路提供工作電壓；所述總線載波智能電 表的計(jì)量電路，采樣支路，控制電路，時(shí)鐘支路，存儲(chǔ)支路，顯示支路，以及LonWorks總線載 波通迅電路均與中央處理器連接；所述LonWorks總線載波通迅電路通過接口電路和耦合 電路后可以連接到電力線。所述總線載波智能電表的電路設(shè)置一中央處理器，負(fù)責(zé)對(duì)各支 路的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、計(jì)算、識(shí)別和指令的接收，并根據(jù)事先的設(shè)置情況發(fā)出相應(yīng)的指令。電 路設(shè)置一個(gè)存儲(chǔ)支路，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。電路設(shè)置一 LonWorks總線載波通迅電路，包 含總線載波調(diào)制部分、總線載波解調(diào)部分、輸出信號(hào)功率放大部分、輸入信號(hào)預(yù)放大部分、 Lonfforks協(xié)議處理器，Lonfforks總線載波通迅電路負(fù)責(zé)將電力線中的LonWorks總線載波 數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和將中央處理器需上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行LonWorks總線載波調(diào)制。電路設(shè)置一個(gè) 接口電路，負(fù)責(zé)對(duì)輸入和輸出的總線載波信號(hào)進(jìn)行濾波，分別叫輸入信號(hào)帶通濾波電路和 輸出信號(hào)帶通濾波電路，濾除干擾信號(hào)。電路設(shè)置一個(gè)耦合電路，是電力LonWorks總線載 波信號(hào)的輸入和輸出端口，并帶有保護(hù)電路的功能，避免內(nèi)部電路因過壓或過流而造成損 壞。電路設(shè)置一計(jì)量電路，負(fù)責(zé)對(duì)用戶電力線的電力流量進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，將信 息傳送給中央處理器。電路設(shè)置一采樣支路，負(fù)責(zé)對(duì)用戶電力使用情況進(jìn)行采集和監(jiān)控，并 將采集的信息傳送到計(jì)量電路或中央處理器進(jìn)一步處理。電路設(shè)置一繼電器控制電路，中 央處理器的開關(guān)指令傳到繼電器控制電路，由繼電器去執(zhí)行開關(guān)用戶電路。電路設(shè)置一顯示支路，將中央處理器的各種計(jì)算結(jié)果或識(shí)別的信息按需要顯示出來。電路設(shè)置一時(shí)鐘支 路，時(shí)鐘支路給中央處理器提供內(nèi)部的日期和時(shí)間作為參考。電路設(shè)置一電源支路，負(fù)責(zé)將 接入的電源進(jìn)行降壓，整流，穩(wěn)壓和濾波，提供到各個(gè)用電支路。以上各部分支路組裝成總 線載波智能電表，與電力線連接，可以采用電力LonWorks總線載波通迅方式，通過電力線 與數(shù)據(jù)集中器或上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，進(jìn)而在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)端可以通過數(shù)據(jù)信中器查詢用戶端 的開關(guān)情況、用電量、通迅情況和連接線通斷情況，從而達(dá)到智能遠(yuǎn)程抄表和遠(yuǎn)程監(jiān)控的目 的。本實(shí)用新型的有益效果是總線載波智能電表與數(shù)據(jù)集中器之間的通迅方式采用 電力LonWorks總線載波通迅技術(shù)，各分節(jié)點(diǎn)的總線載波智能電表與數(shù)據(jù)集中器之間的數(shù) 據(jù)連接能通過電力線實(shí)現(xiàn)，無須另外布設(shè)通迅線，使總線載波智能電表和數(shù)據(jù)集中器能就 近、就地接入電力線，節(jié)約了材料成本，而在舊網(wǎng)改造時(shí)，無須重新布線破壞建筑結(jié)構(gòu)及裝 潢，更加方便地進(jìn)行原有線路的改造和安裝，系統(tǒng)施工成本低廉。由于不用另外使用通迅 線，安裝使用后的維護(hù)更加簡(jiǎn)單，不僅現(xiàn)在能實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，也為今后進(jìn)一步的系統(tǒng)升級(jí)打 下基礎(chǔ)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明

圖1是總線載波智能電表的電路連接原理框圖。圖2是總線載波智能電表的系統(tǒng)連接原理圖。其中A代表數(shù)據(jù)集中器，B代表用 戶B上所接的總線載波智能電表，C代表用戶C上所接的總線載波智能電表。圖3是總線載波智能電表中的總線載波通迅部分的電路連接示意圖。其中G代表 Lonfforks總線載波通迅電路。
具體實(shí)施方式
所述總線載波智能電表的內(nèi)部信息流程是在總線載波智能電表中設(shè)置一個(gè)采 用LonWorks技術(shù)的LonWorks總線載波通迅電路，總線載波通迅電路內(nèi)包含總線載波調(diào)制 部分D/A、總線載波解調(diào)部分A/D、輸出信號(hào)功率放大部分Tx Amp、輸入信號(hào)預(yù)放大部分Rx Front End、Lonfforks協(xié)議處理器DSP等；LonWorks總線載波通迅電路通過串行接口與中 央處理器連接，總線載波智能電表的外部連接端口在電力線上接入信息后，信號(hào)經(jīng)過耦合 變壓器Tl耦合到接口電路中的帶通濾波器Al濾除雜波和干擾，通過預(yù)放大電路RxFront End放大后，信號(hào)被送到總線載波解調(diào)電路A/D進(jìn)行總線載波信號(hào)解調(diào)，解調(diào)后的信息通過 Lonfforks協(xié)議處理器DSP，從串行接口傳到中央處理器進(jìn)行識(shí)別和處理。而當(dāng)中央處理器 有信息要上傳給數(shù)據(jù)集中器時(shí)，信息從串行接口轉(zhuǎn)入LonWorks協(xié)議處理器LonWorks DSP, 再傳到總線載波調(diào)制電路D/A調(diào)制成LonWorks總線載波信號(hào)，調(diào)制后的LonWorks總線載 波信號(hào)經(jīng)輸出信號(hào)功率放大器Tx Amp放大，放大后的調(diào)制信號(hào)在接口電路的帶通濾波器 A3濾除諧波，經(jīng)耦合變壓器Tl耦合到濾波電路A2進(jìn)一步濾波，最后從連接端口傳入電力 網(wǎng)，這樣LonWorks總線載波信號(hào)就可以通過電力網(wǎng)上傳到數(shù)據(jù)集中器。數(shù)據(jù)集中器通過相 類似的處理方式進(jìn)行信息的發(fā)出與接收，從而實(shí)現(xiàn)通過電力線傳輸信息的功能。接口電路包含Al、A2、A3三個(gè)濾波電路，接口電路之后連接耦合電路Bl、RT、Tl部分，耦合電路部分含保險(xiǎn)管F1、壓敏電阻RT、保護(hù)電路Bi、和耦合變壓器Tl，其中保險(xiǎn)管主 要起電流保護(hù)作用，當(dāng)電路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致電流過大時(shí)，保險(xiǎn)絲會(huì)溶斷進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)電力網(wǎng) 出現(xiàn)超過壓敏電阻RT額定值的差模尖峰信號(hào)或脈沖時(shí)，壓敏電阻RT自動(dòng)釋放掉超高的信 號(hào)或脈沖會(huì)，保護(hù)電路不會(huì)受到意外高壓而損壞；電路中的Bl部分是將電路中的差模尖峰 信號(hào)和共模尖峰信號(hào)短接到地線，進(jìn)一步保護(hù)了電路不受意外的損壞；耦合電路部分的Tl 是一個(gè)耦合變壓器，除了將載波信號(hào)從電力線上傳入通迅電路外，還起到隔離的作用，將電 力網(wǎng)絡(luò)線與電表的內(nèi)部電路隔離開，保證線路的正常工作。耦合電路要連接到總線載波智 能電表的火線輸入連接端口和零線連接端口。在系統(tǒng)安裝連接總線載波智能電表和數(shù)據(jù)集中器時(shí)，其零線連接端口連接電網(wǎng)的 零線，火線輸入連接端口連接公共電網(wǎng)的火線，火線輸出接口連接受控用戶端的火線，而數(shù) 據(jù)集中器A也采用電力LonWorks總線技術(shù)的載波通迅原理與總線載波智能電表通迅，每個(gè) 數(shù)據(jù)集中器A的下層用相同的方式最多可連接管理2M個(gè)用戶用電端，如圖2中列舉的用 戶B用戶端和用戶C用戶端，數(shù)據(jù)集中器通過RS485、因特網(wǎng)等通迅方式與遠(yuǎn)端的管理系統(tǒng) 終端連接，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和抄表等管理應(yīng)用功能。本實(shí)用新型的LonWorks總線載波系統(tǒng)通迅過程是這樣的總線載波智能電表 和集中器或上位機(jī)與電力線連接后通電，中央處理器內(nèi)的程序自動(dòng)完成初始化，實(shí)時(shí)檢測(cè) 自身的通迅狀態(tài)和受控用戶使用的信號(hào)，然后進(jìn)入電力線接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)，數(shù)據(jù)集中器如 果有預(yù)設(shè)的指令要完成，則中央處理器將控制或查詢的指令信息經(jīng)串行接口送到該集中 器內(nèi)的LonWorks總線載波通迅電路，Lonfforks總線載波通迅電路對(duì)指令信息進(jìn)行電力 Lonfforks總線載波調(diào)制和放大，調(diào)制處理后的信息經(jīng)接口電路通過電力線接口上傳到電力 線中，所述總線載波智能電表的LonWorks總線載波通迅電路經(jīng)過接口電路實(shí)時(shí)檢測(cè)電力 線中的電力載波信息，并對(duì)信息進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的信息再經(jīng)串行接口轉(zhuǎn)送到內(nèi)部的中央 處理器，中央處理器根據(jù)信息的內(nèi)容以及預(yù)先的設(shè)置進(jìn)行識(shí)別，如果檢測(cè)到載波信號(hào)正確 有用，則中央處理器中斷檢測(cè)并開始接收數(shù)據(jù)信息，再根據(jù)預(yù)先設(shè)置的情況對(duì)信息做出相 應(yīng)的回應(yīng)和控制動(dòng)作，如果信息需要回傳集中器，則中央處理器會(huì)將信息傳到LonWorks總 線載波通迅電路，Lonfforks總線載波通迅電路對(duì)接收到的信息進(jìn)行電力LonWorks總線載 波調(diào)制，調(diào)制后的信息通過接口電路上傳到電力線，由數(shù)據(jù)集中器在電力線中捕捉所述的 電力LonWorks總線載波信息并進(jìn)行解調(diào)、識(shí)別和處理。如果電力線無數(shù)據(jù)傳送發(fā)生，則系 統(tǒng)重新進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)，重新開始檢測(cè)電力線，進(jìn)入新一輪循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種總線載波智能電表，其特征在于該總線載波智能電表由中央處理器， Lonfforks總線載波通迅電路，接口電路，耦合電路，計(jì)量電路，采樣支路，控制電路，時(shí)鐘支 路，存儲(chǔ)支路，顯示支路，電源支路組成電路，并組裝在一個(gè)絕緣殼體內(nèi)組成；所述總線載波 智能電表由電源支路給其他各電路或支路提供工作電壓；所述總線載波智能電表的計(jì)量電 路，采樣支路，控制電路，時(shí)鐘支路，存儲(chǔ)支路，顯示支路，以及LonWorks總線載波通迅電路 均與中央處理器連接；所述LonWorks總線載波通迅電路通過接口電路和耦合電路后可以 連接到電力線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種總線載波智能電表，其特征在于=LonWorks總線載波通迅 電路內(nèi)包含總線載波調(diào)制部分D/A、總線載波解調(diào)部分A/D、輸出信號(hào)功率放大部分TxAmp、 輸入信號(hào)預(yù)放大部分Rx Front End、LonWorks協(xié)議處理器DSP。
3.如權(quán)利要求1所述的一種總線載波智能電表，其特征在于=LonWorks總線載波通迅 電路通過串行接口與中央處理器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種總線載波智能電表，其特征在于耦合電路部分含保險(xiǎn)管、 壓敏電阻、保護(hù)電路、和耦合變壓器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種總線載波智能電表，其特征在于耦合電路連接到總線載 波智能電表的火線輸入連接端口和零線連接端口。
6.如權(quán)利要求1所述的一種總線載波智能電表，其特征在于接口電路包含輸入信號(hào) 帶通濾波電路和輸出信號(hào)帶通濾波電路。
專利摘要一種采用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，支持電力總線載波方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€載波智能電表，其特征在于該總線載波智能電表由中央處理器，LonWorks總線載波通迅電路，接口電路，耦合電路，計(jì)量電路，采樣支路，控制電路，時(shí)鐘支路，存儲(chǔ)支路，顯示支路，電源支路組成電路，并組裝在一個(gè)絕緣殼體內(nèi)組成；所述總線載波智能電表由電源支路給其他各電路或支路提供工作電壓；所述總線載波智能電表的計(jì)量電路，采樣支路，控制電路，時(shí)鐘支路，存儲(chǔ)支路，顯示支路，以及LonWorks總線載波通迅電路均與中央處理器連接；所述LonWorks總線載波通迅電路通過接口電路和耦合電路后可以連接到電力線，所述總線載波智能電表通過電力線與數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，總線載波智能電表的上傳信息經(jīng)LonWorks總線載波通迅電路進(jìn)行調(diào)制后傳輸?shù)诫娏€，從電力線檢測(cè)到的電力LonWorks總線載波信息也經(jīng)LonWorks總線載波通迅電路進(jìn)行解調(diào)，再由中央處理器對(duì)信息進(jìn)行識(shí)別和處理。
文檔編號(hào)H04B3/54GK201845049SQ20102011420
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者吳文忠 申請(qǐng)人:吳文忠