一種時鐘免維護固件易升級的智能電能表及其升級方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電能表的電能計量領(lǐng)域，具體而言是時鐘免維護固件易升級智能電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著全球智能電網(wǎng)的不斷普及，智能電網(wǎng)配電和用電側(cè)的產(chǎn)品在電網(wǎng)上進一步安裝使用，智能電能表作為用戶與電網(wǎng)公司溝通的橋梁也在發(fā)揮著越來越大的作用，同時智能電能表安裝后維護工作也越來越受到電力公司的重視，特別是智能表時鐘維護和固件升級的維護兩個方面需要深入研究，提高電網(wǎng)配電側(cè)的運營效率。
[0003]智能電能表通常采用專用硬件時鐘電路，其在常溫23°下時鐘精度誤差滿足〈土
0.5s/d，在-20°070°C下保證時鐘精度在±0.15s/°C/d以內(nèi)。但是專用時鐘電路中的晶振受溫度影響較大，如果未及時進行時鐘溫度補償則導致時鐘精度偏差較大，時間不準確，最終使費率計量失去準確性。在安裝前或者系統(tǒng)供電停止時處于電池供電模式，此時時鐘運行靠電池維持，如果在此模式下進行時鐘溫度補償，則需要按照一定頻率啟動AD采樣獲取溫度信息，根據(jù)溫度進行補償時鐘精度;在這個過程中會增加電池功耗，從而縮短電池使用時間，帶來在電能表生命周期內(nèi)就需要更換電池，給現(xiàn)場維護帶來了極大的困難。
[0004]智能電表產(chǎn)品的功能設(shè)計很難做到盡善盡美，尤其是固件部分，由于其功能復雜，因此在使用過程中，往往發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在某種可以修復的“BUG”，即僅通過固件的修改就可以達到目的。產(chǎn)品投放市場時固件沒有問題，但產(chǎn)品長時間使用后，可能用戶提出了更高的需求，或是產(chǎn)品固件設(shè)計上的缺陷慢慢顯現(xiàn)，要求對產(chǎn)品固件進行升級。如果直接對產(chǎn)品進行現(xiàn)場點對點升級，效率低，需要大量的人員去現(xiàn)場維護，不但浪費了人力、財力，同時也浪費了寶貴的時間。因此十分有必要應用固件廣播升級技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對電能表的時鐘維護和固件升級問題，提出一種時鐘免維護固件易升級的智能電能表及其升級方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種時鐘免維護固件易升級的智能電能表，它包括MCU以及與之連接的電源模塊，計量模塊，時鐘模塊，通信模塊，固件升級模塊，存儲模塊和顯示模塊。
[0007]—種時鐘免維護固件易升級的智能電能表升級方法，它包括:
51、固件模塊化設(shè)置步驟；
52、升級文件數(shù)據(jù)包生成步驟；
53、嚴密握手連接步驟；
54、數(shù)據(jù)升級補包步驟。
[0008]本發(fā)明的步驟SI具體為:在鏈接器中，根據(jù)應用需求將電表固件劃分為若干個固件模塊，在電表端存儲器中對應于各固件模塊的劃分相應的存儲區(qū)域，各固件模塊具有相應的存儲區(qū)域標識符，鏈接器中各固件模塊與電表端存儲器中的對應區(qū)域具有一一對應的映射關(guān)系。
[0009]本發(fā)明的各固件模塊的區(qū)域內(nèi)函數(shù)組織方法，模塊區(qū)域之間相互調(diào)用的函數(shù)使用函數(shù)殼和偽指令控制各模塊區(qū)域的連帶關(guān)系，減少各模塊區(qū)域之間連帶升級。
[0010]本發(fā)明的步驟S2具體為:將需要升級的固件模塊編譯生成BIN文件，并在文件的開頭增加升級信息，制成升級文件數(shù)據(jù)包。
[0011]本發(fā)明的步驟S3具體為:客戶端與表端通過雙向認證進行握手連接，當客戶端和表端都對對方認證通過后才能連接成功。
[0012]本發(fā)明的步驟S4具體為::
S4-1、客戶端向各電表端發(fā)送升級使能請求，各電表端啟動數(shù)據(jù)升級步驟；
S4-2、客戶端向各電表端發(fā)送升級信息，各電表端對接收的客戶端發(fā)來的升級信息合法性進行判斷，如果合法，進行升級初始化，如果不合法，放棄操作；
S4-3、升級初始化完成后，客戶端向各表端廣播發(fā)送升級文件數(shù)據(jù)包，并記錄每個升級文件數(shù)據(jù)包的傳輸狀態(tài)；
S4-4、各電表端接收到升級文件數(shù)據(jù)包后，更新電表端的升級文件數(shù)據(jù)包接收狀態(tài)標識符；
S4-5、客戶端向各電表端發(fā)送步驟S4中所述的升級文件數(shù)據(jù)包接收狀態(tài)標識符的查詢命令，各電表端收到查詢命令后，將升級文件數(shù)據(jù)包接收狀態(tài)標識符發(fā)送給客戶端；
S4-6、客戶端識別各電表端的升級文件數(shù)據(jù)包接收狀態(tài)標識符，如果升級文件數(shù)據(jù)包的接收比率超過90%，客戶端對沒有接收到升級文件數(shù)據(jù)包的各電表端進行定點傳輸，再次發(fā)送升級文件數(shù)據(jù)包;否則，客戶端再次廣播升級文件數(shù)據(jù)包至所有的電表端；
S4-7、重復步驟S4-6直到所有的電表端都成功收到升級文件數(shù)據(jù)包，電表端對收到的升級文件數(shù)據(jù)包進行解析，獲取升級文件數(shù)據(jù)包中的存儲區(qū)域標識符，根據(jù)存儲區(qū)域標識符查找對應的存儲區(qū)域，對存儲區(qū)域中的相應固件模塊進行升級；
S4-8、電表端完成升級后，開始對文件進行檢查校驗，確認升級文件正確后，激活升級程序。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明所謂“無線時鐘同步”即利用無線電波來傳遞標準時間。本設(shè)計通過“無線電接收模塊”接收無線電基站發(fā)送的長波時鐘短信息并把信息傳輸給糾錯模塊，由“時鐘糾錯對時”模塊對信息進行判斷處理，最后實現(xiàn)自動更新“時鐘模塊”的時間。
[0014]由于智能電表產(chǎn)品的功能設(shè)計很難做到盡善盡美，尤其是固件部分，由于其功能復雜，因此在使用過程中，往往發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在某種可以修復的“BUG”，即僅通過固件的修改就可以達到目的。
[0015]產(chǎn)品投放市場時固件沒有問題，但產(chǎn)品長時間使用后，可能用戶提出了更高的需求，或是產(chǎn)品固件設(shè)計上的缺陷慢慢顯現(xiàn)，要求對產(chǎn)品固件進行升級。如果直接對產(chǎn)品進行現(xiàn)場點對點升級，效率低，需要大量的人員去現(xiàn)場維護，不但浪費了人力、財力，同時也浪費了寶貴的時間。因此十分有必要應用固件廣播升級技術(shù)。
[0016]本發(fā)明設(shè)計的固件升級方案能夠有效縮短固件升級時間，提高固件升級效率，同時要注重升級安全性和可靠性。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的電能表原理框圖。
[0019]圖2是本發(fā)明無線電時鐘校時模塊的電路圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的固件升級方法流程圖。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0023]如圖1所示，一種時鐘免維護固件易升級智能電能表，所述的智能電能表包括電源模塊，計量模塊，時鐘模塊，通信模塊，固件升級模塊，存儲模塊，顯示部分。
[0024]如圖2所示時鐘模塊用于維護電能表時鐘，包括無線電時鐘接收部分和處理部分，電能表時鐘糾錯對時和軟時鐘部分。無線電時鐘接收和處理部分是用于接收40?120kHz范圍內(nèi)的信號，其寬頻點確保了時鐘同步的準確性，同時對信號進行解碼得到時鐘信息。在無線電覆蓋的區(qū)域，它都能短時間內(nèi)獲取基站時鐘信息并更新，其不會因溫度變化而導致時鐘偏差，也不用擔心電池壽命而維護時鐘，卻為超高準確的時間提供了時鐘源。當無線電通信短時中斷時，“時鐘糾錯對時”能自動做出判斷，并啟用表內(nèi)部的軟時鐘模塊繼續(xù)工作，保證在無線電中斷時段內(nèi)，電能表時鐘也能比較準確，當無線電波信號恢復正常時，能及時同步表內(nèi)時鐘，既利用了無線電波同步時鐘的正確性也彌補了無線電波信號受到干擾時對電表時鐘精度的影響。因此采用無線時鐘同步技術(shù)方案，提高了系統(tǒng)時鐘的精度、費率計算的精度，減少了電池的使用，不僅減少現(xiàn)場維護工作量，又為社會帶來環(huán)保效益。
[0025]所謂“無線時鐘同步”即利用無線電波來傳遞標準時間。本設(shè)計通過“無線電接收模塊”接收無線電基站發(fā)送的長波時鐘短信息并