用電信息采集系統(tǒng)的模組化終端ii型的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力用戶用電信息采集技術領域，具體涉及一種用電信息采集系統(tǒng)的模組化終端II型。
【背景技術】
[0002]國家電網(wǎng)目前正在使用的用電信息采集終端按大類劃分有七種，這七種類型的用電信息采集終端可滿足大部分電力用戶對用電信息采集的需求。但是由于我國幅員遼闊，經(jīng)濟和自然條件差別大，各地區(qū)發(fā)展不平衡，電力企業(yè)對用電信息采集系統(tǒng)的需求也存在各種差別，所以現(xiàn)有的七種終端還是不能滿足部分地區(qū)的實際需求，如:通信方式單一、接口配置固定、硬件無法升級等。往往因為一項需求的不滿足而需要更換整個終端，造成資源的浪費。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為克服上述缺陷，本實用新型提供了一種用電信息采集系統(tǒng)的模組化終端II型，是對現(xiàn)有用電信息采集設備進行的綜合設計。同一終端可以通過選配不同的功能模塊來實現(xiàn)不同的功能，滿足用戶多樣化的需求。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于用電信息采集系統(tǒng)的模組化終端II型，包括:終端本體和功能模塊;終端本體包括:電源轉(zhuǎn)換部分和核心處理部分;功能模塊包括:本地通信模塊、RS485模塊和遠程通信模塊；
[0005]終端本體由接線端子、整流濾波電路、開關電源電路、后備電源倉、電壓互感器、計量芯片、MCU、LED指示燈和MicroUSB插座組成；
[0006]單相電壓連接接線端子的輸入端，接線端子的輸出端連接整流濾波電路和電壓互感器的輸入端;整流濾波電路的輸出端連接開關電源電路的輸入端，開關電源電路將轉(zhuǎn)換的電壓輸出給終端本體和功能模塊使用；
[0007]接線端子的輸出電壓通過電壓互感器為計量芯片提供交流采樣信號，并與MCU連接;MCU連接LED指示燈。
[0008]開關電源將輸入電壓轉(zhuǎn)化為直流12V輸出，并且連接后備電源;后備電源采用單獨的后備電源倉。
[0009]終端本體分別為本地通信模塊、RS485模塊和遠程通信模塊提供統(tǒng)一的MicroUSB交互接口。
[0010]終端本體通過柔性線纜分別與本地通信模塊、RS485模塊和遠程通信模塊連接。[0011 ]本地通信模塊，通信方式包括:低壓電力線載波通信和微功率無線通信兩種，選擇其中一種通信方式；
[0012]本地通信模塊采用低壓電力線載波通信時，本地通信模塊、RS485模塊和遠程通信模塊的安裝位置可以任意互換；
[0013]本地通信模塊，包括:專用載波芯片/微功率無線芯片、本地通信模塊控制M⑶和本地通信模塊LED指示燈。
[0014]RS485模塊實現(xiàn)終端本體與采集器或485電能表之間的RS-485總線通信;RS485模塊結(jié)構(gòu)包括:專用RS485芯片、RS485模塊控制MCU和RS485模塊LED指示燈。
[0015]遠程通信模塊結(jié)構(gòu)包括:無線公網(wǎng)GSM/GPRS/CDMA/3G/4G通訊模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、遠程通信模塊控制MCU和天線；
[0016]遠程通信模塊的通信方式為無線公網(wǎng)，包括:GSM/GPRS/CDMA/3G/4G。
[0017]與現(xiàn)有技術比，本實用新型提供的一種用電信息采集系統(tǒng)的模組化終端II型提出了用電信息終端的模組化設計方式，為終端提供多樣化的功能配置選擇，滿足用戶多樣化的需求，并具有以下優(yōu)點:
[0018](I)提出了用電信息采集終端的模組化設計理念，滿足市場對用電信息采集終端多樣化的需求；
[0019](2)模塊互換性:各功能模塊的安裝位置可任意互換而不影響模塊自身功能和整機功能；
[0020](3)各功能模塊與終端本體之間采用柔性連接方式，減小硬連接插拔時接口損壞的風險。
[0021](4)終端本體還具備計量終端供電電壓和停上電事件上報功能，因此電路上還有單相電壓計量電路、后備電源超級電容電路。超級電容采用單獨的電容倉放置，一方面便于超級電容的維護和管理，另一方面提高產(chǎn)品安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0022]圖1為模組化終端II型結(jié)構(gòu)框圖
[0023]圖2為模組化終端II型原理框圖
[0024]圖3為模塊交互接口定義圖
[0025]圖4為本地通信模塊載波耦合接口定義圖
【具體實施方式】
[0026]對照附圖1，用電信息采集系統(tǒng)的模組化終端II型，其組成部分包括終端本體、本地通信模塊、RS485模塊、遠程通信模塊。
[0027]對照附圖2，終端本體是模組化終端II型的核心，由接線端子、整流濾波電路、開關電源電路、后備電源倉、電壓互感器、計量芯片、M⑶、LED指示燈和MicroUSB插座組成。接線端子將單相電壓引入，開關電源將輸入電壓轉(zhuǎn)化為直流12V輸出，供給終端本體和功能模塊使用；同時輸入電壓通過互感器為計量芯片提供交流采樣信號，組成計量電路。終端本體的LED指示燈和能正確指示其自身的工作狀態(tài)。
[0028]后備電源倉用于放置終端的后備電源，可在終端掉電后維持終端繼續(xù)工作一段時間以進行數(shù)據(jù)處理與通信；后備電源采用單獨的放置倉，一方面便于超級電容的維護和管理，另一方面提尚廣品安全性和可靠性。
[0029]對照附圖3，終端本體與功能模塊之間采用標準MicroUSB接口進行通信，M⑶可對功能模塊的供電電源進行打開或關閉控制。
[0030]遠程通信模塊為例，終端本體為遠程通信模塊提供12V電源、信號地、接收、發(fā)送和一個預留通信接口，遠程通信模塊將輸入的12V電壓轉(zhuǎn)換為模塊自身所需的工作電源;終端本體通過讀取遠程通信模塊的運行狀態(tài)對遠程通信模塊進行控制，包括對12V電源的打開或關閉控制。遠程通信模塊本身帶有控制MCU，負責本通信模塊與終端本體之間的交互，實現(xiàn)對無線公網(wǎng)模塊的類型識別、復位、開關機、數(shù)據(jù)傳輸、指令處理、工作狀態(tài)監(jiān)控。遠程通信模塊的LED指示燈能正確指示本模塊的工作狀態(tài)。
[0031]終端本體對本地通信模塊的控制方式與終端本體對遠程通信模塊的控制方式相同。本地通信模塊為載波模塊時，載波信號通過附圖3所示接口與電力線進行耦合。本地通信模塊帶有控制MCU，負責與終端本體之間的交互以及自身運行狀態(tài)的監(jiān)控，本地通信模塊的LED指示燈能正確指示本模塊的工作狀態(tài)。
[0032]終端本體對RS485模塊的控制方式與終端本體對遠程通信模塊的控制方式相同。RS485模塊帶有控制MCU，負責與終端本體之間的交互以及自身運行狀態(tài)的監(jiān)控，RS485模塊的LED指示燈能正確指示本模塊的工作狀態(tài)。
[0033]需要聲明的是，本【實用新型內(nèi)容】及【具體實施方式】意在證明本實用新型所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本實用新型保護范圍的限定。本領域技術人員在本實用新型的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進。但這些變更或修改均在申請待批的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種用電信息采集系統(tǒng)的模組化終端II型，包括:終端本體和功能模塊；其特征在于:所述功能模塊包括:本地通信模塊、RS485模塊和遠程通信模塊； 所述終端本體由接線端子、整流濾波電路、開關電源電路、后備電源倉、電壓互感器、計量芯片、MCU、LED指示燈和MicroUSB插座組成； 單相電壓連接接線端子的輸入端，接線端子的輸出端連接整流濾波電路和電壓互感器的輸入端;整流濾波電路的輸出端連接開關電源電路的輸入端，開關電源電路將轉(zhuǎn)換的電壓輸出給終端本體和功能模塊使用； 接線端子的輸出電壓通過電壓互感器為計量芯片提供交流采樣信號，并與MCU連接；MCU連接LED指示燈。2.根據(jù)權利要求1所述的模組化終端II型，其特征在于:開關電源將輸入電壓轉(zhuǎn)化為直流12V輸出，并且連接后備電源;后備電源采用單獨的后備電源倉。3.根據(jù)權利要求1所述的模組化終端II型，其特征在于:所述終端本體分別為本地通信模塊、RS485模塊和遠程通信模塊提供統(tǒng)一的MicroUSB交互接口。4.根據(jù)權利要求1所述的模組化終端II型，其特征在于:所述終端本體通過柔性線纜分別與本地通信模塊、RS485模塊和遠程通信模塊連接。5.根據(jù)權利要求1所述的模組化終端II型，其特征在于:所述本地通信模塊，通信方式包括:低壓電力線載波通信和微功率無線通信兩種，選擇其中一種通信方式； 本地通信模塊，包括:專用載波芯片/微功率無線芯片、本地通信模塊控制MCU和本地通信模塊LED指示燈。6.根據(jù)權利要求1所述的模組化終端II型，其特征在于:所述RS485模塊實現(xiàn)終端本體與采集器或485電能表之間的RS-485總線通信;RS485模塊結(jié)構(gòu)包括:專用RS485芯片、RS485模塊控制MCU和RS485模塊LED指示燈。7.根據(jù)權利要求1所述的模組化終端II型，其特征在于:遠程通信模塊結(jié)構(gòu)包括:無線公網(wǎng)GSM/GPRS/CDMA/3G/4G通訊模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、遠程通信模塊控制MCU和天線； 遠程通信模塊的通信方式為無線公網(wǎng)，包括:GSM/GPRS/CDMA/3G/4G。
【專利摘要】本實用新型提供了一種用電信息采集系統(tǒng)的模組化終端II型，包括：終端本體和功能模塊；功能模塊包括本地通信模塊、RS485模塊和遠程通信模塊；終端本體由接線端子、整流濾波電路、開關電源電路、后備電源倉、電壓互感器、計量芯片、MCU、LED指示燈和MicroUSB插座組成；單相電壓連接接線端子的輸入端，接線端子的輸出端連接整流濾波電路和電壓互感器的輸入端；整流濾波電路的輸出端連接開關電源電路的輸入端，電壓互感器連接計量芯片，計量芯片與MCU連接；MCU連接LED指示燈。通過模組化的設計方式將用電信息采集終端拆分成多個功能模塊，每個功能模塊都具有一致的物理連接接口和獨立的功能，現(xiàn)場使用時可靈活配置滿足用戶的差異性需求。
【IPC分類】G08C17/02, G08C19/00
【公開號】CN205177151
【申請?zhí)枴緾N201521000185
【發(fā)明人】劉宣, 阿遼沙·葉, 章欣, 張海龍, 顏庭喬
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月4日