一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，屬于通信【技術領域】，包括主控模塊、電源模塊、RS485通信模塊、載波通信模塊、紅外通信模塊和存儲器，所述載波通信模塊包括載波芯片，以及與載波芯片相連的Flash存儲芯片、晶振、電阻和電容等；所述載波芯片為通信速率不低于5kbps，信號接收靈敏度大于-18dB的載波芯片。通過載波通信模塊進行軟件升級，不需要對采集器進行升級接線，也不需要對每個采集器進行單一升級，支持批量遠程升級，節(jié)約了人力物力。
【專利說明】一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，屬于通信【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，低壓電力線通信有運行業(yè)績主要供應商有:青島東軟、青島鼎信、福星曉程、深圳瑞斯康等十余家，現(xiàn)場載波信道實際通信速率一般都在Ikbps以下。目前，采集器終端升級有以下方法:(I)通過PC機轉換后485端口與采集器終端的維護485端口連接升級采集器終端軟件，缺點是只能通過人工到現(xiàn)場點對點進行升級，接線麻煩，工作量大，響應速度慢等；(2)通過PC機網(wǎng)口連接寬帶電力載波對采集器終端升級軟件，缺點只能點對點升級，工作量大，只能對寬帶電力載波適用，不適用于窄帶電力線載波通信；(3)PC機通過燒錄器直接對采集器終端的處理芯片升級軟件，缺點只能點對點升級，且需拆開外殼(施工現(xiàn)場一般不允許)，操作麻煩，工作量大，響應速度慢。對于上述三種采集器終端軟件升級方法，都只能通過人工到現(xiàn)場點對點進行升級，不支持遠程、批量升級。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明人對此進行研究，專門開發(fā)出一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，本案由此產(chǎn)生。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種能進行遠程電力線載波升級的采集器，支持批量遠程升級，節(jié)約了人力物力，而且具有結構簡單、操作方便，升級效率高等特點。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的解決方案是:
[0006]一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，包括主控模塊、電源模塊、RS485通信模塊、載波通信模塊、紅外通信模塊和存儲器，其中，主控模塊一方面通過IO接口分別與載波通信模塊、紅外通信模塊相連，另一方面通過RS485接口與RS485通信模塊相連，主控模塊主要用于控制上述通信模塊并對數(shù)據(jù)進行處理；存儲器與主控模塊相連，電源模塊從外部電力線取電并為采集器各模塊供電，RS485通信模塊通過RS485總線與電表外部連接，實現(xiàn)與電表的通信功能；紅外通信模塊通過紅外線與掌機通信；載波通信模塊通過電力線與集中器通信；上述載波通信模塊包括載波芯片，以及與載波芯片相連的Flash存儲芯片、晶振、電阻和電容等；載波通信模塊是實現(xiàn)遠程電力線載波升級的關鍵功能模塊，因為經(jīng)過發(fā)明人的多次的研究，在載波信道通信速率高于5kbps，信號接收靈敏度大于-1SdB的情況下，遠程升級成功率高，所以，本實用新型所述的載波芯片為通信速率不低于5kbps，信號接收靈敏度大于_18dB的載波芯片。
[0007]作為優(yōu)選，上述載波芯片采用型號為CEPPIXDN的芯片，F(xiàn)lash存儲芯片采用型號為M25P10的芯片。
[0008]上述主控模塊包括單片機，以及與單片機相連的晶振、電阻和電容等，其中，所述單片機采用型號為STM32F103CBT6的單片機。[0009]上述RS485通信模塊包括RS485芯片，以及與RS485芯片相連的電源芯片、光耦、電阻和電容等。RS485通信模塊主要用于采集器與電能表之間通信。
[0010]作為優(yōu)選，所述RS485芯片采用型號為ST485EBDR的芯片，所述電源芯片采用型號為CJ78L05的芯片。
[0011]上述紅外通信模塊包括紅外發(fā)射管、以及與其相連的紅外接收頭、三極管、電阻和電容等。紅外通信模塊主要用于方便現(xiàn)場維護、調試。
[0012]上述存儲器采用FLASH，所述FLASH為具有啟動區(qū)、應用區(qū)和升級區(qū)的存儲器，其中，啟動區(qū)是放置Bootloader程序，Bootloader程序是獨立于應用程序的一個小程序,位于Flash起始位置。芯片復位后從Bootloader啟動。Bootloader程序負責檢查應用區(qū)和升級區(qū)程序合法性，決定是“更新應用區(qū)”，還是“跳轉到應用程序運行”，或是“等待升級命令，完成程序升級”。
[0013]上述電源模塊包括電源變壓器、整流橋、電解電容、D⑶C芯片、LDO芯片等，從外部電力線取得的電源經(jīng)過電源變壓器降壓，再通過整流橋、電解電容、DCDC芯片等整流濾波降壓，，再經(jīng)過LDO芯片穩(wěn)壓，最后為采集器的各個模塊提供相應的電源。
[0014]上述具備遠程電力線載波升級的采集器工作原理:
[0015]集中器把升級程序分幀下發(fā)，采集器通過載波通信模塊接收電力線上由集中器下發(fā)的升級報文，主控模塊對報文進行解析和正確性校驗，校驗通過后將升級數(shù)據(jù)寫入存儲器對應的存儲單元中。一次升級結束后，主控模塊檢測存儲器存儲狀態(tài)，把未正確接收的幀序號通過載波通信模塊發(fā)送到集中器。集中器重新下發(fā)未正確接收的數(shù)據(jù)幀，直至采集器正確接收全部升級報文實現(xiàn)采集器遠程電力線載波升級。上述采集器具備斷點續(xù)傳功能，提高升級效率和成功率。升級有點對點升級和廣播升級兩種模式可選。再此升級過程中，載波通信模塊負責升級數(shù)據(jù)的載波發(fā)送和接收，是遠程電力線載波升級實現(xiàn)的關鍵模塊。主控模塊負責數(shù)據(jù)的校驗和存儲分配，控制升級過程。存儲器負責升級程序的存儲。電源模塊負責未各功能模塊提供工作電源。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述的具備遠程電力線載波升級功能的采集器具有如下優(yōu)點:
[0017]1.通過載波通信模塊進行軟件升級，不需要對采集器進行升級接線，也不需要對每個采集器進行單一升級，支持批量遠程升級，節(jié)約了人力物力；
[0018]2.本提案中的采集器采用支持高通信速率，雙頻點通信，高接收靈敏度的載波通信芯片，外置大容量flash存儲芯片。采集器具備通信速率快，實時通信成功率高等優(yōu)點，配合軟件算法具備斷點續(xù)傳功能，實現(xiàn)采集器高效遠程電力線載波升級功能。
[0019]以下結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實施例的支持遠程電力線載波升級的采集器模塊框圖；
[0021]圖2為本實施例的主控模塊電路圖；
[0022]圖3為本實施例的載波通信模塊電路圖；
[0023]圖4為本實施例的RS485通信模塊電路圖；
[0024]圖5為本實施例的紅外通信模塊電路圖；[0025]圖6為本實施例的電源模塊主電路圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，包括主控模塊1、電源模塊6、RS485通信模塊2、載波通信模塊3、紅外通信模塊4和存儲器5，其中，主控模塊I 一方面通過IO接口分別與載波通信模塊3、紅外通信模塊4相連，另一方面通過RS485接口與RS485通信模塊2相連，主控模塊I主要用于控制上述通信模塊并對數(shù)據(jù)進行處理；存儲器5與主控模塊I相連，電源模塊6從外部電力線取電并為采集器各模塊供電，RS485通信模塊2通過RS485總線與電表8外部連接，實現(xiàn)與電表8的通信功能；紅外通信模塊4通過紅外線與掌機通信；載波通信模塊3通過電力線與集中器7通信。
[0027]如圖2所示，上述主控模塊I包括單片機，以及與單片機相連的晶振、電阻和電容等，其中，所述單片機采用型號為STM32F103CBT6的單片機。
[0028]如圖3所示，上述載波通信模塊3包括載波芯片，以及與載波芯片相連的Flash存儲芯片、晶振、電阻和電容等；載波通信模塊3是實現(xiàn)遠程電力線載波升級的關鍵功能模塊，因為經(jīng)過發(fā)明人的多次的研究，在載波信道通信速率高于5kbps，信號接收靈敏度大于-1SdB的情況下，遠程升級成功率高，所以，本實用新型所述的載波芯片為通信速率不低于5kbps，信號接收靈敏度大于-1SdB的載波芯片。在本實施例中，上述載波芯片采用型號為CEPPLCDN的芯片，F(xiàn)lash存儲芯片采用型號為M25P10的芯片。
[0029]如圖4所示，上述RS485通信模塊2包括RS485芯片，以及與RS485芯片相連的電源芯片、光耦、電阻和電容等。RS485通信模塊主要用于采集器與電能表之間通信。在本實施例中，所述RS485芯片采用型號為ST485EBDR的芯片，所述電源芯片采用型號為CJ78L05的芯片。
[0030]如圖5所示，上述紅外通信模塊4包括紅外發(fā)射管、以及與其相連的紅外接收頭、三極管、電阻和電容等。紅外通信模塊主要用于方便現(xiàn)場維護、調試。
[0031]上述存儲器5采用FLASH，所述FLASH為具有啟動區(qū)、應用區(qū)和升級區(qū)的存儲器，其中，啟動區(qū)是放置Bootloader程序，Bootloader程序是獨立于應用程序的一個小程序,位于Flash起始位置。芯片復位后從Bootloader啟動。Bootloader程序負責檢查應用區(qū)和升級區(qū)程序合法性，決定是“更新應用區(qū)”，還是“跳轉到應用程序運行”，或是“等待升級命令，完成程序升級”。
[0032]如圖6所示，上述電源模塊6包括電源變壓器、整流橋、電解電容、D⑶C芯片、LDO芯片等，從外部電力線取得的電源經(jīng)過電源變壓器降壓，再通過整流橋、電解電容、D⑶C芯片等整流濾波降壓，，再經(jīng)過LDO芯片穩(wěn)壓，最后為采集器的各個模塊提供相應的電源。
[0033]上述具備遠程電力線載波升級的采集器工作原理:
[0034]集中器把升級程序分幀下發(fā)，采集器通過載波通信模塊3接收電力線上由集中器7下發(fā)的升級報文，主控模塊I對報文進行解析和正確性校驗，校驗通過后將升級數(shù)據(jù)寫入存儲器5對應的存儲單元中。一次升級結束后，主控模塊I檢測存儲器5存儲狀態(tài)，把未正確接收的幀序號通過載波通信模塊3發(fā)送到集中器7。集中器7重新下發(fā)未正確接收的數(shù)據(jù)幀，直至采集器正確接收全部升級報文實現(xiàn)采集器遠程電力線載波升級。上述采集器具備斷點續(xù)傳功能，提高升級效率和成功率。升級有點對點升級和廣播升級兩種模式可選。再此升級過程中，載波通信模塊3負責升級數(shù)據(jù)的載波發(fā)送和接收，是遠程電力線載波升級實現(xiàn)的關鍵模塊。主控模塊I負責數(shù)據(jù)的校驗和存儲分配，控制升級過程。存儲器5負責升級程序的存儲。電源模塊6負責未各功能模塊提供工作電源。
[0035]本實用新型的主要改進點為采用特定元器件組合而成的各個模塊，以及各個模塊的組合關系，在使用過程中參與的軟件和通信協(xié)議部分為現(xiàn)有技術，并不屬于本實用新型的改進點。
[0036]上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬【技術領域】的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利范疇。
【權利要求】
1.一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:包括主控模塊、電源模塊、RS485通信模塊、載波通信模塊、紅外通信模塊和存儲器，其中，主控模塊一方面通過IO接口分別與載波通信模塊、紅外通信模塊相連，另一方面通過RS485接口與RS485通信模塊相連；存儲器與主控模塊相連，電源模塊從外部電力線取電并為采集器各模塊供電，RS485通信模塊通過RS485總線與電表外部連接；紅外通信模塊通過紅外線與掌機通信；載波通信模塊通過電力線與集中器通信；上述載波通信模塊包括載波芯片，以及與載波芯片相連的Flash存儲芯片、晶振、電阻和電容；所述的載波芯片為通信速率不低于5kbps，信號接收靈敏度大于_18dB的載波芯片。
2.如權利要求1所述的一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:上述載波芯片采用型號為CEPPIXDN的芯片，F(xiàn)lash存儲芯片采用型號為M25P10的芯片。
3.如權利要求1所述的一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:上述主控模塊包括單片機，以及與單片機相連的晶振、電阻和電容。
4.如權利要求3所述的一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:所述單片機采用型號為STM32F103CBT6的單片機。
5.如權利要求1所述的一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:上述RS485通信模塊包括RS485芯片，以及與RS485芯片相連的電源芯片、光耦、電阻和電容。
6.如權利要求5所述的一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:所述RS485芯片采用型號為ST485EBDR的芯片，所述電源芯片采用型號為CJ78L05的芯片。
7.如權利要求1所述的一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:上述紅外通信模塊包括紅外發(fā)射管、以及與其相連的紅外接收頭、三極管、電阻和電容。
8.如權利要求1所述的一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:上述存儲器采用FLASH。
9.如權利要求1所述的一種具備遠程電力線載波升級功能的采集器，其特征在于:上述電源模塊包括電源變壓器、整流橋、電解電容、DCDC芯片、LDO芯片等，從外部電力線取得的電源經(jīng)過電源變壓器降壓，再通過整流橋、電解電容、D⑶C芯片等整流濾波降壓，再經(jīng)過LDO芯片穩(wěn)壓，最后為采集器的各個模塊提供相應的電源。
【文檔編號】H04B3/54GK203689676SQ201420045553
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權日:2014年1月23日
【發(fā)明者】鮑衛(wèi)東, 顧春云, 張莉, 駱光躍, 吳佳佳 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江義烏市供電公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司