專利名稱：：一種低壓電力線寬帶載波集中器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種低壓電力線寬帶載波集中器，它能夠通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)接收管理中心下發(fā)的指令，通過(guò)低壓電力線寬帶載波技術(shù)接收采集器(專門(mén)用于采集用戶電能表電量信息的設(shè)備)上傳的用戶電量，再通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)將用戶電量發(fā)送給管理中心。其中，涉及到嵌入式Linux操作系統(tǒng)技術(shù)、寬帶電力線載波技術(shù)、基于GPRS(通用無(wú)線分組業(yè)務(wù))的無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多路I/O復(fù)用技術(shù)，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)抄表
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：在我國(guó)電力工業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，電力體制改革也逐步深入，電力系統(tǒng)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)對(duì)電業(yè)局的運(yùn)行和調(diào)度水平提出了更高要求，不僅需要準(zhǔn)確、準(zhǔn)時(shí)抄錄用電戶的用電量，計(jì)算線損，做好線路的優(yōu)化，還需要了解每天的用電曲線，做好負(fù)荷預(yù)測(cè)，為電廠或者電站進(jìn)行有效的反饋，使其能更有效地制定計(jì)劃發(fā)電。因此，傳統(tǒng)的人工抄表的計(jì)量方式已經(jīng)不能滿足商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的要求。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的電能表自動(dòng)抄表系統(tǒng)，從電能表、采集器到集中器大都采取485布線、窄帶低頻電力線載波或無(wú)線通信方式。這些抄表系統(tǒng)普遍存在施工難度大、帶寬過(guò)窄、速率過(guò)低、實(shí)時(shí)性差、不能實(shí)現(xiàn)雙向快速通信等問(wèn)題，難以滿足供電企業(yè)建設(shè)“用電信息一體化采集平臺(tái)”的要求，更不能滿足用電預(yù)付費(fèi)、斷復(fù)電和防竊電等高層次的管理要求。針對(duì)以上問(wèn)題，提出采用低壓電力線寬帶載波通信新技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用抄表系統(tǒng)，由于電力線寬帶載波通信技術(shù)采用了OFDM(正交頻分復(fù)用)、DMT(多載波調(diào)制)等調(diào)制技術(shù)，解決了長(zhǎng)期以來(lái)電力線載波通信技術(shù)不穩(wěn)定、不可靠、信號(hào)衰減大、傳輸帶寬和距離受限制等問(wèn)題。集中器在整個(gè)寬帶載波抄表系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，是整個(gè)抄表系統(tǒng)的橋梁，決定著系統(tǒng)的整體性能。
發(fā)明內(nèi)容1、目的本發(fā)明的目的是提供一種低壓電力線寬帶載波集中器，它采用嵌入式設(shè)計(jì)，將嵌入式微控制器技術(shù)、寬帶電力線載波技術(shù)、GPRS無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多路I/O復(fù)用技術(shù)等功能集成于一體，可以現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)GPRS通信模塊接收管理中心下發(fā)的抄表指令，抄收用戶電量數(shù)據(jù)，并將用戶電量數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS通信模塊發(fā)送到管理中心。2、技術(shù)方案本發(fā)明一種低壓電力線寬帶載波集中器，它是由硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)兩大部分構(gòu)成，其中硬件結(jié)構(gòu)是整個(gè)低壓電力線寬帶載波集中器的硬件平臺(tái)，軟件結(jié)構(gòu)是基于此硬件平臺(tái)下開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序。(1)硬件結(jié)構(gòu)現(xiàn)在大多集中器采用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但存在處理速度偏低，抄表時(shí)間長(zhǎng)，處理任務(wù)單一，存儲(chǔ)空間過(guò)小等問(wèn)題，已難以適應(yīng)當(dāng)前電力計(jì)量復(fù)雜化、實(shí)時(shí)化的趨勢(shì)。因此，將高性能的嵌入式處理器和多任務(wù)操作系統(tǒng)應(yīng)用于自動(dòng)抄表系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)新型的寬帶載波集中器，可以大幅度地提高系統(tǒng)的整體性能。如圖1所示，本發(fā)明一種低壓電力線寬帶載波集中器，其整個(gè)集中器硬件結(jié)構(gòu)由微控制器單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、電量存儲(chǔ)單元、電力線網(wǎng)橋通信單元、GPRS通信單元、電源模塊單元六部分組成。其中微控制器單元是整個(gè)集中器的核心，它控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、電量存儲(chǔ)單元、電力線網(wǎng)橋單元與GPRS通信單元的有序運(yùn)行，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元主要實(shí)現(xiàn)內(nèi)核鏡像、文件系統(tǒng)和用戶應(yīng)用程序的存儲(chǔ)，電量存儲(chǔ)單元主要實(shí)現(xiàn)用戶電量數(shù)據(jù)的同步存儲(chǔ)，電力線網(wǎng)橋通信單元主要實(shí)現(xiàn)該集中器與采集器之間的數(shù)據(jù)交互，GPRS通信單元主要實(shí)現(xiàn)集中器與管理中心的數(shù)據(jù)交互，電源模塊單元主要實(shí)現(xiàn)為整個(gè)集中器硬件部分提供所需電源。所述微控制器單元是采用三星ARM9S3C2440處理器，它是基于ARM920T內(nèi)核的32位嵌入式微處理器，最高工作頻率可達(dá)533MHz；其帶有MMU內(nèi)存管理單元可支持WindowsCE.Linux等嵌入式操作系統(tǒng)，具有豐富的片上資源，如IXD、DMA控制器，以及USB、以太網(wǎng)、UART、攝像頭、觸摸屏等接口。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元是采用一片三星的K9F1208芯片(64MX8bit)，用于儲(chǔ)存系統(tǒng)的BootLoader、OS內(nèi)核鏡像、文件系統(tǒng)和用戶應(yīng)用程序；采用兩片三星的HY57V561620芯片(4MX16bitX4BankS)構(gòu)成64MB的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(即SDRAM)，用于加載Linux操作系統(tǒng)和運(yùn)行應(yīng)用程序。所述電力線網(wǎng)橋通信單元是選用廣東珠海天瑞公司自主研發(fā)的200M加強(qiáng)版電力線網(wǎng)橋TR-DLQ03C模塊，它采用西班牙DS2芯片組，它利用原有低壓電力線，以200Mbps的物理層通訊速率構(gòu)建局域網(wǎng)或接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信。具有免布線、組網(wǎng)方便快捷、終端靈活移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。電力線網(wǎng)橋工作原理將以太網(wǎng)接口過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換變成模擬信號(hào)，用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制到2M-32M頻率帶寬的1536個(gè)載波上，由模擬前端對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和自適應(yīng)功率放大，再?gòu)腜LC信號(hào)接口耦合到電力線進(jìn)行傳輸；將電力線上用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制到2M-32M頻率帶寬的1536個(gè)載波信號(hào)從PLC接口提取出來(lái)，進(jìn)行濾波和自適應(yīng)功率放大后解調(diào)節(jié)、A/D轉(zhuǎn)換、最后還原為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)接口輸出進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)借助電力線傳輸數(shù)據(jù)。在電力線通信端具有網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)診斷和分析、應(yīng)答重傳機(jī)制、載波偵聽(tīng)、10級(jí)以下的中繼和最佳路由選擇。電力線網(wǎng)橋模塊具有10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口、獨(dú)立的電力線寬帶載波信號(hào)耦合接口、對(duì)電力線寬帶載波信號(hào)具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)增益調(diào)整功能、功率自動(dòng)調(diào)整，能防止不同網(wǎng)絡(luò)間的干擾、具有自動(dòng)中繼與線路優(yōu)化功能、能夠避免廣播風(fēng)暴與網(wǎng)絡(luò)環(huán)回等優(yōu)點(diǎn)。所述GPRS通信單元是采用山東力創(chuàng)科技有限公司開(kāi)發(fā)的LQ8110，它為用戶提供高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸通道。LQ8110是基于中國(guó)移動(dòng)通訊運(yùn)營(yíng)商的GSM/GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端設(shè)備，采用當(dāng)今前沿內(nèi)核技術(shù)設(shè)計(jì)的一款工業(yè)級(jí)無(wú)線通訊終端產(chǎn)品，適用于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的各種室內(nèi)或野外惡劣環(huán)境，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸。模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的RS-485接口與集中器RS-485接口連接、插入SIM卡、接上5V電源即可正常工作，模塊上電后自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)，穩(wěn)定在線、斷線自動(dòng)重?fù)埽凑战邮蘸桶l(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量大小產(chǎn)生費(fèi)用，沒(méi)有數(shù)據(jù)流量時(shí)不產(chǎn)生費(fèi)用。所述電量存儲(chǔ)單元為該集中器提供了大容量用戶電量存儲(chǔ)，可以根據(jù)需要靈活選擇SD卡或者U盤(pán)作為集中器外部存儲(chǔ)器。所述電源模塊單元是采用將220V交流電經(jīng)變壓器、整流、濾波后輸出兩路5V直流電壓，2路5V直流電壓通過(guò)兩片AS2815-33電壓芯片轉(zhuǎn)換為2路3.3V，一路3.3V電壓對(duì)控制器及外圍電路器件供電，另一路3.3V電壓對(duì)GPRS模塊供電，單獨(dú)供電最大程度避免了外圍電路給控制器帶來(lái)的影響。由于S3C2440需要3.3V和1.3V兩種電壓，故再利用一片LM1117-ADJ將3.3V轉(zhuǎn)成1.3V。電源系統(tǒng)為整個(gè)集中器的各個(gè)部分提供5V、3.3V和1.3V電壓。⑵軟件結(jié)構(gòu)集中器與管理中心通信采用GPRS無(wú)線通信方式，被動(dòng)的接收管理中心下發(fā)的指令和數(shù)據(jù)，暫存到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，然后調(diào)用協(xié)議處理函數(shù)，根據(jù)協(xié)議規(guī)定，判斷管理中心發(fā)來(lái)的是何種指令，并作出相應(yīng)的應(yīng)答。集中器與采集器通信采用主動(dòng)下發(fā)抄表指令并接收電表數(shù)據(jù)的方式。在沒(méi)有與管理中心通信的時(shí)候，集中器進(jìn)行自動(dòng)控制，完成抄表前的參數(shù)設(shè)置，再根據(jù)管理中心所下發(fā)的抄表起始時(shí)間和間隔、抄表路徑進(jìn)行自動(dòng)抄表。根據(jù)設(shè)置判斷是否應(yīng)該把抄到的數(shù)據(jù)按照一定的格式凍結(jié)到嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，以便管理中心隨時(shí)提取電表電量數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)繼電器分合指令進(jìn)行判斷，完成對(duì)電表的供電、斷電操作。本發(fā)明的低壓電力線寬帶載波集中器，其軟件架構(gòu)示意圖如圖2所示。軟件結(jié)構(gòu)由系統(tǒng)調(diào)度、電力線網(wǎng)橋模塊、RS485驅(qū)動(dòng)模塊、GPRS無(wú)線通信模塊、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊等部分組成。系統(tǒng)調(diào)度負(fù)責(zé)整個(gè)軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，首先，操作系統(tǒng)加載RS485驅(qū)動(dòng)模塊，再通過(guò)GPRS無(wú)線通信模塊等待接收管理中心向集中器發(fā)送的抄表指令，集中器接收到抄表指令后調(diào)用電力線網(wǎng)橋模塊將指令轉(zhuǎn)發(fā)給采集器，等待采集器將用戶電量采集完畢后再次調(diào)用電力線網(wǎng)橋模塊將采集器數(shù)據(jù)全部接收，然后調(diào)用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊將數(shù)據(jù)按照指定的格式存入數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)操作完成之后再將數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線通信模塊發(fā)送給管理中心。所述系統(tǒng)調(diào)度是整個(gè)軟件系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)調(diào)度是由Linux內(nèi)核以及應(yīng)用程序的主函數(shù)組成。它負(fù)責(zé)整個(gè)軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，其它模塊的操作任務(wù)的發(fā)出與控制都是由系統(tǒng)調(diào)度來(lái)完成的。所述電力線網(wǎng)橋模塊由設(shè)置IP及端口、創(chuàng)建套接字、綁定套接字、監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)、等待連接、申明fd_set讀集合、讀集合清零、網(wǎng)口設(shè)備加入讀集合、寫(xiě)網(wǎng)口設(shè)備文件、讀網(wǎng)口設(shè)備文件等部分組成，它負(fù)責(zé)集中器與電力線網(wǎng)橋通過(guò)以太網(wǎng)接口進(jìn)行通信，由于集中器需要與多臺(tái)采集終端通過(guò)電力線網(wǎng)橋進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以將集中器作為服務(wù)器端，采集終端作為客戶端。網(wǎng)絡(luò)通信采用的協(xié)議有TCP協(xié)議和UDP協(xié)議，TCP傳輸控制協(xié)議是一種面向連接的協(xié)議，當(dāng)我們的網(wǎng)絡(luò)程序使用這個(gè)協(xié)議的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)可以保證我們的集中器端和采集器端的連接是可靠的、安全的；UDP數(shù)據(jù)用戶報(bào)協(xié)議是一種非面向連接的協(xié)議，這種協(xié)議并不能保證我們的網(wǎng)絡(luò)程序連接是可靠的，所以本項(xiàng)目采用TCP協(xié)議。為了實(shí)現(xiàn)集中器端與采集器端的通信，集中器端和采集器端都必須創(chuàng)建套接字，集中器端在創(chuàng)建套接字后，需要指定監(jiān)聽(tīng)的端口來(lái)等待采集器，因此還要將套接字與端口號(hào)進(jìn)行綁定，之后集中器處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，等待采集器來(lái)連接指定端口，當(dāng)接收到采集器的連接請(qǐng)求后，集中器調(diào)用接收函數(shù)來(lái)建立與采集器間的通信，在成功建立通信后，就可以使用讀函數(shù)寫(xiě)函數(shù)進(jìn)行通信。電力線網(wǎng)橋流程圖如圖3所示。所述RS485驅(qū)動(dòng)模塊是由端口初始化、與應(yīng)用程序相對(duì)應(yīng)的open函數(shù)、與應(yīng)用程序相對(duì)應(yīng)的ioctl函數(shù)，與應(yīng)用程序相對(duì)應(yīng)的close函數(shù)、創(chuàng)建file_operations結(jié)構(gòu)體、驅(qū)動(dòng)模塊的加載、驅(qū)動(dòng)模塊的卸載等部分組成，它主要負(fù)責(zé)RS485的接收與發(fā)送使能端之間的切換，驅(qū)動(dòng)程序按照字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模式編寫(xiě)。所述GPRS無(wú)線通信模塊是由打開(kāi)串口設(shè)備文件、串口初始化設(shè)置、打開(kāi)GPRS設(shè)備文件、GPRS接收或者發(fā)送狀態(tài)的設(shè)置、申明fd_set讀集合、讀集合清零、串口設(shè)備加入讀集合、延時(shí)、讀串口設(shè)備文件、寫(xiě)串口設(shè)備文件等部分組成，它主要負(fù)責(zé)集中器與管理中心的通信，集中器與GPRS模塊采用485接口通信，485通信與RS232通信的區(qū)別在于控制器需要通過(guò)IO端口控制485的接收與發(fā)送，所以集中器與GPRS模塊通信的程序由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序組成。驅(qū)動(dòng)程序按照字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的模式編寫(xiě)，以模塊的形式加載到內(nèi)核中；應(yīng)用程序主要完成串口參數(shù)的設(shè)置、調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序、讀寫(xiě)串口數(shù)據(jù)。在Linux下進(jìn)行串口通信首先需要打開(kāi)串口設(shè)備文件，使用open函數(shù)打開(kāi)串口，對(duì)于串口的打開(kāi)操作必須使用0_N0CTTY參數(shù)，該參數(shù)表示如果打開(kāi)的是一個(gè)終端設(shè)備，程序不會(huì)成為對(duì)應(yīng)這個(gè)端口的控制終端；設(shè)置串口通信參數(shù)，主要包括波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位、數(shù)據(jù)流控制等；讀寫(xiě)串口是通過(guò)使用read函數(shù)和write函數(shù)實(shí)現(xiàn)，在對(duì)串口進(jìn)行讀操作時(shí)使用了select函數(shù)達(dá)到多路復(fù)用的目的。應(yīng)用程序流程圖如圖4所示。所述嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊是由打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)、創(chuàng)建表格、插入數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)等部分組成，它用于將用戶電量存儲(chǔ)，本發(fā)明采用當(dāng)今前沿的嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，它的目標(biāo)是盡量簡(jiǎn)單，因此它拋棄了傳統(tǒng)企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)的種種復(fù)雜特性，只實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)而言必備的功能。SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)具有以下優(yōu)點(diǎn)零配置，不需要任何管理性的配置過(guò)程、支持SQL92標(biāo)準(zhǔn)、所有數(shù)據(jù)存放到單獨(dú)的文件中，支持的最大文件可達(dá)2TB，體積小、檢索效率高、簡(jiǎn)單易用的API接口。在使用SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)之前先要把它移植到Linux操作系統(tǒng)中，然后在應(yīng)用程序中聲明sqlite關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指針，執(zhí)行Sqlite3_0pen函數(shù)打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)，如果數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)存在則直接打開(kāi)現(xiàn)存的數(shù)據(jù)庫(kù)，否則創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)sqlite3_exec函數(shù)執(zhí)行create語(yǔ)句創(chuàng)建表格，在每次接收到采集器上傳的定時(shí)用戶電量數(shù)據(jù)后，通過(guò)Sqlite3_exeC函數(shù)執(zhí)行insert語(yǔ)句將用戶電量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在表格中，當(dāng)管理中心需要查詢某一整點(diǎn)時(shí)刻的用戶歷史電量時(shí)，應(yīng)用程序通過(guò)sqlite3_get_table函數(shù)執(zhí)行select語(yǔ)句查詢出歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)軟件流程圖如圖5所示。本發(fā)明的低壓電力線寬帶載波集中器，其主要工作過(guò)程如下集中器上電運(yùn)行初始化程序，等待管理中心向集中器發(fā)送抄表指令(包括定時(shí)抄表時(shí)間間隔、抄表路徑)，接收到抄表指令后，集中器將抄表指令轉(zhuǎn)發(fā)給采集器，等待采集器將臺(tái)區(qū)內(nèi)所有的用戶電量采集完畢，集中器接收完所有的用戶電量后，先將用戶表號(hào)、用戶電量以及抄表時(shí)間存入SD卡或者外掛U盤(pán)存儲(chǔ)器，等待數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完畢后將用戶表號(hào)、用戶電量以及抄表時(shí)間再轉(zhuǎn)發(fā)給管理中心，這樣一次抄表過(guò)程結(jié)束；同時(shí)集中器還具有用戶歷史電量查詢功能，管理中心向集中器發(fā)送抄表指令(包括所需查詢的電表表號(hào)以及抄表時(shí)間)，集中器接收到抄表指令后立即啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢程序，根據(jù)電表表號(hào)及抄表時(shí)間查詢對(duì)應(yīng)的用戶電量，并將查詢結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給管理中心。3、優(yōu)點(diǎn)及功效本發(fā)明一種低壓電力線寬帶載波集中器，其優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下1.設(shè)備主要電子模塊單元設(shè)計(jì)采用較好的抗電磁干擾電路，排除電磁干擾的影響；2.通過(guò)電力線寬帶載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)與采集器通信，具有傳輸速率快、可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；3.采用GPRS無(wú)線通信技術(shù)有效地解決了集中器與管理中心之間遠(yuǎn)距離傳輸問(wèn)題；4.采用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)用戶電量進(jìn)行管理，有效地解決了國(guó)內(nèi)目前集中器在存儲(chǔ)用戶電量時(shí)存儲(chǔ)速度慢、存儲(chǔ)容量小等諸多問(wèn)題；5.采用當(dāng)今前沿的多路I/O復(fù)用技術(shù)，避免了集中器在接收采集器或者管理中心發(fā)送來(lái)的消息時(shí)程序陷入阻塞狀態(tài)。圖1本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明軟件架構(gòu)示意3寬帶載波電力線網(wǎng)橋流程示意4GPRS應(yīng)用程序流程示意5數(shù)據(jù)庫(kù)軟件流程示意中符號(hào)說(shuō)明如下1微控制器單元；2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；3電量存儲(chǔ)單元；4電力線網(wǎng)橋通信單元；5GPRS通信單元；6電源模塊單元；7系統(tǒng)調(diào)度；8電力線網(wǎng)橋模塊；9RS485驅(qū)動(dòng)模塊；10GPRS無(wú)線通信模塊；11嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種低壓電力線寬帶載波集中器，它是由硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)兩大部分構(gòu)成(1)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，整個(gè)集中器硬件結(jié)構(gòu)由微控制器單元1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元2、電量存儲(chǔ)單元3、電力線網(wǎng)橋通信單元4、GPRS通信單元5、電源模塊單元6組成。其中微控制器單元1是整個(gè)集中器的核心，它控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元2、電量存儲(chǔ)單元3、電力線網(wǎng)橋單元4與GPRS通信單元5的有序運(yùn)行，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元2主要實(shí)現(xiàn)內(nèi)核鏡像、文件系統(tǒng)和用戶應(yīng)用程序的存儲(chǔ)，電量存儲(chǔ)單元3主要實(shí)現(xiàn)用戶電量數(shù)據(jù)的同步存儲(chǔ)，電力線網(wǎng)橋通信單元4主要實(shí)現(xiàn)集中器與采集器之間的數(shù)據(jù)交互，GPRS通信單元5主要實(shí)現(xiàn)集中器與管理中心的數(shù)據(jù)交互，電源模塊單元6主要實(shí)現(xiàn)為整個(gè)集中器硬件部分提供所需電源。低壓電力線寬帶載波集中器的主要工作過(guò)程如下集中器通過(guò)電源模塊單元6提供的電源上電啟動(dòng)初始化程序，通過(guò)GPRS通信單元5等待管理中心向集中器發(fā)送抄表指令(包括定時(shí)抄表時(shí)間間隔、抄表路徑)，接收到抄表指令后，集中器將抄表指令通過(guò)電力線網(wǎng)橋通信單元4轉(zhuǎn)發(fā)給采集器，等待采集器將臺(tái)區(qū)內(nèi)所有的用戶電量采集完畢，集中器通過(guò)電力線網(wǎng)橋通信單元4接收完所有的用戶電量后，調(diào)用電量存儲(chǔ)單元3將用戶表號(hào)、用戶電量以及抄表時(shí)間存入SD卡或者外掛U盤(pán)存儲(chǔ)器，等待數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完畢后將用戶表號(hào)、用戶電量以及抄表時(shí)間通過(guò)GPRS通信單元5轉(zhuǎn)發(fā)給管理中心，這樣一次抄表過(guò)程結(jié)束；同時(shí)集中器還具有用戶歷史電量查詢功能，管理中心通過(guò)GPRS通信單元5向集中器發(fā)送抄表指令(包括所需查詢的電表表號(hào)以及抄表時(shí)間)，集中器接收到抄表指令后立即調(diào)用電量存儲(chǔ)單元3啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢程序，根據(jù)電表表號(hào)及抄表時(shí)間查詢對(duì)應(yīng)的用戶電量，并將查詢結(jié)果通過(guò)GPRS通信單元5轉(zhuǎn)發(fā)給管理中心。所述微控制器單元1是采用三星ARM9S3C2440處理器，它是基于ARM920T內(nèi)核的32位嵌入式微處理器，最高工作頻率可達(dá)533MHz；其帶有MMU內(nèi)存管理單元可支持WindowsCE.Linux等嵌入式操作系統(tǒng)，具有豐富的片上資源，如IXD、DMA控制器，以及USB、以太網(wǎng)、UART、攝像頭、觸摸屏等接口。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元2是采用一片三星的K9F1208芯片(64MX8bit)，用于儲(chǔ)存系統(tǒng)的BootLoader,OS內(nèi)核鏡像、文件系統(tǒng)和用戶應(yīng)用程序；采用兩片三星的HY57V561620芯片(4MX16bitX4Banks)構(gòu)成64MB的SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，用于加載Linux操作系統(tǒng)和運(yùn)行應(yīng)用程序。所述電量存儲(chǔ)單元3為集中器提供了大容量用戶電量存儲(chǔ)，可以根據(jù)需要靈活選擇SD卡或者U盤(pán)作為集中器外部存儲(chǔ)器。所述寬帶電力線網(wǎng)橋單元4是選用珠海天瑞公司自主研發(fā)的200M加強(qiáng)版電力線網(wǎng)橋TR-DLQ03C模塊，它采用西班牙DS2芯片組，它利用原有低壓電力線，以200Mbps的物理層通訊速率構(gòu)建局域網(wǎng)或接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信。具有免布線、組網(wǎng)方便快捷、終端靈活移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。電力線網(wǎng)橋工作原理將以太網(wǎng)接口過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換變成模擬信號(hào)，用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制到2M-32M頻率帶寬的1536個(gè)載波上，由模擬前端對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和自適應(yīng)功率放大，再?gòu)腜LC信號(hào)接口耦合到電力線進(jìn)行傳輸；將電力線上用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制到2M-32M頻率帶寬的1536個(gè)載波信號(hào)從PLC接口提取出來(lái)，進(jìn)行濾波和自適應(yīng)功率放大后解調(diào)節(jié)、A/D轉(zhuǎn)換、最后還原為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)從以太網(wǎng)接口輸出進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)借助電力線傳輸數(shù)據(jù)。在電力線通信端具有網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)診斷和分析、應(yīng)答重傳機(jī)制、載波偵聽(tīng)、10級(jí)以下的中繼和最佳路由選擇。電力線網(wǎng)橋模塊具有10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口、獨(dú)立的電力線寬帶載波信號(hào)耦合接口、對(duì)電力線寬帶載波信號(hào)具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)增益調(diào)整功能、功率自動(dòng)調(diào)整，能防止不同網(wǎng)絡(luò)間的干擾、具有自動(dòng)中繼與線路優(yōu)化功能、能夠避免廣播風(fēng)暴與網(wǎng)絡(luò)環(huán)回等優(yōu)點(diǎn)。所述GPRS通信單元5是采用山東力創(chuàng)科技有限公司開(kāi)發(fā)的LQ8110，它為用戶提供高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸通道。LQ8110是基于中國(guó)移動(dòng)通訊運(yùn)營(yíng)商的GSM/GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端設(shè)備，采用當(dāng)今前沿內(nèi)核技術(shù)設(shè)計(jì)的一款工業(yè)級(jí)無(wú)線通訊終端產(chǎn)品，適用于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的各種室內(nèi)或野外惡劣環(huán)境，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸。模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的RS-485接口與集中器RS-485接口連接、插入SIM卡、接上5V電源即可正常工作，模塊上電后自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)，穩(wěn)定在線、斷線自動(dòng)重?fù)埽凑战邮蘸桶l(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量大小產(chǎn)生費(fèi)用，沒(méi)有數(shù)據(jù)流量時(shí)不產(chǎn)生費(fèi)用。所述電源模塊單元6是采用將220V交流電經(jīng)變壓器、整流、濾波后輸出兩路5V直流電壓，2路5V直流電壓通過(guò)兩片AS2815-33電壓芯片轉(zhuǎn)換為2路3.3V，一路3.3V電壓對(duì)控制器及外圍電路器件供電，另一路3.3V電壓對(duì)GPRS模塊供電，單獨(dú)供電最大程度避免了外圍電路給控制器帶來(lái)的影響。由于S3C2440需要3.3V和1.3V兩種電壓，故再利用一片LM1117-ADJ將3.3V轉(zhuǎn)成1.3V。電源系統(tǒng)為整個(gè)集中器的各個(gè)部分提供5V、3.3V和1.3V電壓。(2)軟件結(jié)構(gòu)集中器與管理中心通信采用GPRS無(wú)線通信方式，被動(dòng)的接收管理中心下發(fā)的指令和數(shù)據(jù)，暫存到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，然后調(diào)用協(xié)議處理函數(shù)，根據(jù)協(xié)議規(guī)定，判斷管理中心發(fā)來(lái)的是何種指令，并作出相應(yīng)的應(yīng)答。集中器與采集器通信采用主動(dòng)下發(fā)抄表指令并接收電表數(shù)據(jù)的方式。在沒(méi)有與管理中心通信的時(shí)候，集中器進(jìn)行自動(dòng)控制，完成抄表前的參數(shù)設(shè)置，再根據(jù)管理中心所下發(fā)的抄表起始時(shí)間和間隔、抄表路徑進(jìn)行自動(dòng)抄表。根據(jù)設(shè)置判斷是否應(yīng)該把抄到的數(shù)據(jù)按照一定的格式凍結(jié)到嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，以便管理中心隨時(shí)提取電表電量數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)繼電器分合指令進(jìn)行判斷，完成對(duì)電表的供電、斷電操作。見(jiàn)圖2，軟件結(jié)構(gòu)由系統(tǒng)調(diào)度7、電力線網(wǎng)橋模塊8、RS485驅(qū)動(dòng)模塊9、GPRS無(wú)線通信模塊10、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊11等部分組成。系統(tǒng)調(diào)度7負(fù)責(zé)整個(gè)軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，首先，操作系統(tǒng)加載RS485驅(qū)動(dòng)模塊9，再通過(guò)GPRS無(wú)線通信模塊10等待接收管理中心向集中器發(fā)送的抄表指令，集中器接收到抄表指令后調(diào)用電力線網(wǎng)橋模塊8將指令轉(zhuǎn)發(fā)給采集器，等待采集器將用戶電量采集完畢后再次調(diào)用電力線網(wǎng)橋模塊8將采集器數(shù)據(jù)全部接收，然后調(diào)用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊11將數(shù)據(jù)按照指定的格式存入數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)操作完成之后再將數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線通信模塊10發(fā)送給管理中心。所述系統(tǒng)調(diào)度7是整個(gè)軟件系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)整個(gè)軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，其它模塊的操作任務(wù)的發(fā)出與控制都是由系統(tǒng)調(diào)度來(lái)完成的。所述電力線網(wǎng)橋模塊8負(fù)責(zé)集中器與電力線網(wǎng)橋通過(guò)以太網(wǎng)接口進(jìn)行通信，由于集中器需要與多臺(tái)采集終端通過(guò)電力線網(wǎng)橋進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以將集中器作為服務(wù)器端，采集終端作為客戶端。網(wǎng)絡(luò)通信采用的協(xié)議有TCP協(xié)議和UDP協(xié)議，TCP傳輸控制協(xié)議是一種面向連接的協(xié)議，當(dāng)我們的網(wǎng)絡(luò)程序使用這個(gè)協(xié)議的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)可以保證我們的集中器端和采集器端的連接是可靠的、安全的；UDP數(shù)據(jù)用戶報(bào)協(xié)議是一種非面向連接的協(xié)議，這種協(xié)議并不能保證我們的網(wǎng)絡(luò)程序連接是可靠的，所以本項(xiàng)目采用TCP協(xié)議。為了實(shí)現(xiàn)集中器端與采集器端的通信，集中器端和采集器端都必須創(chuàng)建套接字，集中器端在創(chuàng)建套接字后，需要指定監(jiān)聽(tīng)的端口來(lái)等待采集器，因此還要將套接字與端口號(hào)進(jìn)行綁定，之后集中器處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，等待采集器來(lái)連接指定端口，當(dāng)接收到采集器的連接請(qǐng)求后，集中器調(diào)用接收函數(shù)來(lái)建立與采集器間的通信，在成功建立通信后，就可以使用讀函數(shù)寫(xiě)函數(shù)進(jìn)行通信。電力線網(wǎng)橋流程圖如圖3所示。所述RS485驅(qū)動(dòng)模塊9主要負(fù)責(zé)RS485的接收與發(fā)送使能端之間的切換，驅(qū)動(dòng)程序按照字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模式編寫(xiě)。所述GPRS無(wú)線通信模塊10主要負(fù)責(zé)集中器與管理中心的通信，集中器與GPRS模塊采用485接口通信，485通信與RS232通信的區(qū)別在于控制器需要通過(guò)IO端口控制485的接收與發(fā)送，所以集中器與GPRS模塊通信的程序由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序組成。驅(qū)動(dòng)程序按照字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的模式編寫(xiě)，以模塊的形式加載到內(nèi)核中；應(yīng)用程序主要完成串口參數(shù)的設(shè)置、調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序、讀寫(xiě)串口數(shù)據(jù)。在Linux下進(jìn)行串口通信首先需要打開(kāi)串口設(shè)備文件，使用open函數(shù)打開(kāi)串口，對(duì)于串口的打開(kāi)操作必須使用0_N0CTTY參數(shù)，該參數(shù)表示如果打開(kāi)的是一個(gè)終端設(shè)備，程序不會(huì)成為對(duì)應(yīng)這個(gè)端口的控制終端；設(shè)置串口通信參數(shù)，主要包括波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位、數(shù)據(jù)流控制等；讀寫(xiě)串口是通過(guò)使用read函數(shù)和write函數(shù)實(shí)現(xiàn)，在對(duì)串口進(jìn)行讀操作時(shí)使用了select函數(shù)達(dá)到多路復(fù)用的目的。圖4是GPRS應(yīng)用程序流程示意圖。所述嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊11用于將用戶電量存儲(chǔ)，本發(fā)明采用當(dāng)今前沿的嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，它的目標(biāo)是盡量簡(jiǎn)單，因此它拋棄了傳統(tǒng)企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)的種種復(fù)雜特性，只實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)而言必備的功能。SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)具有以下優(yōu)點(diǎn)零配置，不需要任何管理性的配置過(guò)程、支持SQL92標(biāo)準(zhǔn)、所有數(shù)據(jù)存放到單獨(dú)的文件中，支持的最大文件可達(dá)2TB，體積小、檢索效率高、簡(jiǎn)單易用的API接口。在使用SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)之前先要把它移植到Linux操作系統(tǒng)中，然后在應(yīng)用程序中聲明sqlite關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指針，執(zhí)行Sqlite3_0pen函數(shù)打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)，如果數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)存在則直接打開(kāi)現(xiàn)存的數(shù)據(jù)庫(kù)，否則創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)Sqlire3_exeC函數(shù)執(zhí)行create語(yǔ)句創(chuàng)建表格，在每次接收到采集器上傳的定時(shí)用戶電量數(shù)據(jù)后，通過(guò)Sqlite3_exeC函數(shù)執(zhí)行insert語(yǔ)句將用戶電量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在表格中，當(dāng)管理中心需要查詢某一整點(diǎn)時(shí)刻的用戶歷史電量時(shí)，應(yīng)用程序通過(guò)sqlite3_get_table函數(shù)執(zhí)行select語(yǔ)句查詢出歷史數(shù)據(jù)。圖5是數(shù)據(jù)庫(kù)軟件流程示意圖。當(dāng)集中器工作時(shí)，先按照集中器中默認(rèn)的定時(shí)抄表時(shí)間間隔和抄表路徑抄收采集器的用戶電量，等待采集器將用戶電量上傳完畢以后，啟動(dòng)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)操作，將用戶電表表號(hào)、用戶電量數(shù)據(jù)、抄表時(shí)間同步存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)操作結(jié)束以后，將RS485總線切換到發(fā)送狀態(tài)，將用戶電表表號(hào)、用戶電量數(shù)據(jù)、抄表時(shí)間按照規(guī)定的通信協(xié)議通過(guò)GPRS無(wú)線通信發(fā)送給管理中心，再將將RS485總線切換到接收狀態(tài)；管理中心能夠重新設(shè)定抄表時(shí)間間隔，并可以選擇以下四種操作類型定時(shí)立即抄表、定時(shí)歷史抄表、單次立即抄表、單次歷史抄表，將以上操作按照規(guī)定的通信協(xié)議通過(guò)GPRS無(wú)線通信發(fā)送給集中器，集中器接收到管理中心下發(fā)的抄表指令之后，判斷指令是立即抄表還是歷史抄表，如果是歷史抄表，則啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢操作，將查詢到的數(shù)據(jù)按照規(guī)定的通信協(xié)議通過(guò)GPRS無(wú)線通信發(fā)送給管理中心，如果為立即抄表，則按照規(guī)定的通信協(xié)議將指令通過(guò)寬帶電力線網(wǎng)橋模塊發(fā)送給采集器，采集器接收到集中器下發(fā)的抄表指令之后，按照指令要求采集用戶電量，采集完全部用戶電量后，將用戶電量數(shù)據(jù)通過(guò)寬帶電力線網(wǎng)橋模塊上傳給集中器，集中器接收到數(shù)據(jù)后先執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作，再將用戶電量數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線通信發(fā)送給管理中心。1權(quán)利要求一種低壓電力線寬帶載波集中器，其特征在于它是由硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)兩大部分構(gòu)成，該硬件結(jié)構(gòu)是整個(gè)低壓電力線寬帶載波集中器的硬件平臺(tái)，該軟件結(jié)構(gòu)是基于此硬件平臺(tái)下開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序；所述硬件結(jié)構(gòu)，由微控制器單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、電量存儲(chǔ)單元、電力線網(wǎng)橋通信單元、GPRS通信單元和電源模塊單元六部分組成，其間關(guān)系是微控制器單元是整個(gè)集中器的核心，它控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、電量存儲(chǔ)單元、電力線網(wǎng)橋單元與GPRS通信單元的有序運(yùn)行，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)內(nèi)核鏡像、文件系統(tǒng)和用戶應(yīng)用程序的存儲(chǔ)，電量存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)用戶電量數(shù)據(jù)的同步存儲(chǔ)，電力線網(wǎng)橋通信單元實(shí)現(xiàn)集中器與采集器之間的數(shù)據(jù)交互，GPRS通信單元實(shí)現(xiàn)集中器與管理中心的數(shù)據(jù)交互，電源模塊單元實(shí)現(xiàn)為整個(gè)集中器硬件部分提供所需電源；所述軟件結(jié)構(gòu)由系統(tǒng)調(diào)度、電力線網(wǎng)橋模塊、RS485驅(qū)動(dòng)模塊、GPRS無(wú)線通信模塊和嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊組成；其間關(guān)系是系統(tǒng)調(diào)度負(fù)責(zé)整個(gè)軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，操作系統(tǒng)加載RS485驅(qū)動(dòng)模塊，再通過(guò)GPRS無(wú)線通信模塊等待接收管理中心向集中器發(fā)送的抄表指令，集中器接收到抄表指令后調(diào)用電力線網(wǎng)橋模塊將指令轉(zhuǎn)發(fā)給采集器，等待采集器將用戶電量采集完畢后再次調(diào)用電力線網(wǎng)橋模塊將采集器數(shù)據(jù)全部接收，然后調(diào)用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊將數(shù)據(jù)按照指定的格式存入數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)操作完成之后再將數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線通信模塊發(fā)送給管理中心；該系統(tǒng)調(diào)度是整個(gè)軟件系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)調(diào)度是由Linux內(nèi)核以及應(yīng)用程序的主函數(shù)組成，它負(fù)責(zé)整個(gè)軟件系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，其它模塊的操作任務(wù)的發(fā)出與控制都是由系統(tǒng)調(diào)度來(lái)完成的；該電力線網(wǎng)橋模塊由設(shè)置IP及端口、創(chuàng)建套接字、綁定套接字、監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)、等待連接、申明fd_set讀集合、讀集合清零、網(wǎng)口設(shè)備加入讀集合、寫(xiě)網(wǎng)口設(shè)備文件和讀網(wǎng)口設(shè)備文件組成，它負(fù)責(zé)集中器與電力線網(wǎng)橋通過(guò)以太網(wǎng)接口進(jìn)行通信，網(wǎng)絡(luò)通信采用的協(xié)議有TCP協(xié)議和UDP協(xié)議；該RS485驅(qū)動(dòng)模塊是由端口初始化、與應(yīng)用程序相對(duì)應(yīng)的open函數(shù)、與應(yīng)用程序相對(duì)應(yīng)的ioctl函數(shù)、與應(yīng)用程序相對(duì)應(yīng)的close函數(shù)、創(chuàng)建file_operations結(jié)構(gòu)體、驅(qū)動(dòng)模塊的加載和驅(qū)動(dòng)模塊的卸載組成，它主要負(fù)責(zé)RS485的接收與發(fā)送使能端之間的切換，驅(qū)動(dòng)程序按照字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模式編寫(xiě)；該GPRS無(wú)線通信模塊是由打開(kāi)串口設(shè)備文件、串口初始化設(shè)置、打開(kāi)GPRS設(shè)備文件、GPRS接收或者發(fā)送狀態(tài)的設(shè)置、申明fd_set讀集合、讀集合清零、串口設(shè)備加入讀集合、延時(shí)、讀串口設(shè)備文件和寫(xiě)串口設(shè)備文件組成，它主要負(fù)責(zé)集中器與管理中心的通信，集中器與GPRS模塊采用485接口通信，所以集中器與GPRS模塊通信的程序由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序組成；驅(qū)動(dòng)程序按照字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的模式編寫(xiě)，以模塊的形式加載到內(nèi)核中；應(yīng)用程序主要完成串口參數(shù)的設(shè)置、調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序、讀寫(xiě)串口數(shù)據(jù)；該嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊是由打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)、創(chuàng)建表格、插入數(shù)據(jù)和查詢數(shù)據(jù)組成，它用于將用戶電量存儲(chǔ)，采用嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力線寬帶載波集中器，其特征在于該微控制器單元是采用三星ARM9S3C2440處理器，它是基于ARM920T內(nèi)核的32位嵌入式微處理器，最高工作頻率達(dá)533MHz并帶有MMU內(nèi)存管理單元。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力線寬帶載波集中器，其特征在于該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元是采用一片三星的K9F1208芯片和兩片三星的HY57V561620芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力線寬帶載波集中器，其特征在于該電力線網(wǎng)橋通信單元是選用廣東珠海天瑞公司自主研發(fā)的200M加強(qiáng)版電力線網(wǎng)橋TR-DLQ03C模塊，它采用西班牙DS2芯片組，利用原有低壓電力線，以200Mbps的物理層通訊速率構(gòu)建局域網(wǎng)或接入互聯(lián)網(wǎng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力線寬帶載波集中器，其特征在于該GPRS通信單元是采用山東力創(chuàng)科技有限公司開(kāi)發(fā)的LQ8110。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力線寬帶載波集中器，其特征在于該電量存儲(chǔ)單元根據(jù)需要選擇SD卡、U盤(pán)作為集中器外部存儲(chǔ)器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力線寬帶載波集中器，其特征在于該電源模塊單元是采用兩片AS2815-33芯片和一片LM1117-ADJ芯片。全文摘要本發(fā)明一種低壓電力線寬帶載波集中器，它是由硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)兩大部分構(gòu)成硬件結(jié)構(gòu)由微控制器單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、電量存儲(chǔ)單元、電力線網(wǎng)橋通信單元、GPRS通信單元、電源模塊單元六部分組成；軟件結(jié)構(gòu)由系統(tǒng)調(diào)度、電力線網(wǎng)橋模塊、RS485驅(qū)動(dòng)模塊、GPRS無(wú)線通信模塊、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊五部分組成。它采用嵌入式設(shè)計(jì)，將嵌入式微控制器技術(shù)、寬帶電力線載波技術(shù)、GPRS無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多路I/O復(fù)用技術(shù)等功能集成于一體，可以現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)GPRS通信模塊接收管理中心下發(fā)的抄表指令，抄收用戶電量數(shù)據(jù)，并將用戶電量數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS通信模塊發(fā)送到管理中心。該集中器操作簡(jiǎn)單，使用方便，在電力系統(tǒng)自動(dòng)抄表
技術(shù)領(lǐng)域：
里具有廣泛地實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。文檔編號(hào)G08C19/00GK101931435SQ20101024198公開(kāi)日2010年12月29日申請(qǐng)日期2010年7月30日優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日發(fā)明者胡曉光,陳可申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)