專利名稱：網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，更具體地說，本實用新型涉及一種網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)供電部分設(shè)計都是采用220V的市電供電，或是采用開關(guān)電源供電，或是采用變壓器降壓后在經(jīng)過整流濾波給數(shù)據(jù)采集器供電。采集器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)由485總線(一種串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn))傳輸?shù)诫娔X上，然后通過電腦傳送到上級數(shù)據(jù)庫。但是，這樣的設(shè)計的現(xiàn)場布線很復(fù)雜，數(shù)據(jù)傳輸速率低，而且需要現(xiàn)場設(shè)定地址不能有沖突。此外，這樣的設(shè)計對于較長的線接口器件易損壞。因此，希望能夠提供一種現(xiàn)場安裝簡便且布線方便的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種現(xiàn)場安裝簡便且布線方便的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。根據(jù)本實用新型，提供了一種網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其包括接口芯片、主控單片機、物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、第一橋堆、第二橋堆、保護(hù)和濾波電路、IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片、第一電氣隔離裝置和第二電氣隔離裝置；其中，所述主控單片機通過接口芯片接收電力系統(tǒng)信號，所述主控單片機連接至所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片通過所述網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器BI連接至外網(wǎng)；其中，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片通過第一橋堆和第二橋堆來分別接入電源部分；其中，所述保護(hù)和濾波電路和與第一橋堆和第二橋堆連接，IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片通過保護(hù)和濾波電路連接至第一橋堆和第二橋堆，并且，所述第一電氣隔離裝置和所述第二電氣隔離裝置連接至所述接口芯片。優(yōu)選地，所述主控單片機是型號為STM32F107VCT的芯片。優(yōu)選地，所述接口芯片是型號為headerlO的芯片。優(yōu)選地，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片是型號為DM9161AEP的物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片。優(yōu)選地，所述IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片U12是型號為LTC4257的IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片。優(yōu)選地，所述第一電氣隔離裝置和所述第二電氣隔離裝置分別是用于電氣隔離的LME0505D直流-直流轉(zhuǎn)換器和LME0512D直流-直流轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本實用新型的電路設(shè)計采用符合IEEE802. 3af的網(wǎng)口設(shè)計，通過網(wǎng)口為采集器提供工作電源，同時采集器采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)口傳輸?shù)缴霞売嬎銠C上。這種設(shè)計現(xiàn)場安裝簡便，全部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動分配地址，由于只需進(jìn)行弱電布線，布線也較傳統(tǒng)采集器方便。

[0013]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本實用新型有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中圖1至圖6示意性地示出了根據(jù)本實用新型實施例的一個具體示例的網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的各個組件及連接。需要說明的是，附圖用于說明本實用新型，而非限制本實用新型。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實施方式
為了使本實用新型的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本實用新型實施例的電路設(shè)計采用符合IEEE802. 3af的網(wǎng)口設(shè)計，通過網(wǎng)口為采集器提供工作電源，同時采集器采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)口傳輸?shù)缴霞売嬎銠C上。這種設(shè)計現(xiàn)場安裝簡便，全部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動分配地址，由于只需進(jìn)行弱電布線，布線也較傳統(tǒng)采集器方便。根據(jù)本實用新型實施例的網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括接口芯片P1、主控單片機U1、物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片U2、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器B1、第一橋堆D1、第二橋堆D2、保護(hù)和濾波電路、IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片U12、第一電氣隔離裝置Ull和第二電氣隔離裝置U15。其中，所述主控單片機Ul通過接口芯片Pl接收電力系統(tǒng)信號。其中，所述主控單片機Ul連接至所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片U2，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片U2通過所述網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器BI連接至外網(wǎng)。 其中，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片U2通過第一橋堆Dl和第二橋堆D2來分別接入電源部分。其中，保護(hù)和濾波電路D3和C3與第一橋堆Dl和第二橋堆D2連接。其中，IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片U12通過保護(hù)和濾波電路連接至第一橋堆Dl和第二橋堆D2。其中，所述第一電氣隔離裝置UlI和所述第二電氣隔離裝置U15連接至接口芯片P1。圖1至圖6示意性地示出了根據(jù)本實用新型實施例的一個具體示例的網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的各個組件及連接。其中，如I圖所示，以一臺四路開關(guān)輸入一路485輸入的數(shù)據(jù)采集器為例。數(shù)據(jù)采集器采用了型號為STM32F107VCT的芯片作為主控單片機。如2圖所示，接口芯片Pl例如是型號為headerlO的芯片。電力系統(tǒng)信號通過接口芯片P1，接入數(shù)據(jù)采集器。其中引腳I和2，3和4，5和6，7和8為四組通斷開關(guān)信號。這四組通斷開關(guān)信號分別通過第一光耦U3、第二光耦U4、第三光耦U5和第四光耦U6四個光耦接入單片機。例如，U3、U4、U5和U6是型號為TLP121的光耦。引腳9和10是485通訊接入線，適應(yīng)電力系統(tǒng)中各類485通訊接口，接口芯片U8通過U7、U9和UlO與單片機連接。第一光耦U3、第二光耦U4、第三光耦U5和第四光耦U6的TLP121輸入端C(IN0_IN3)分別連接至主控單片機Ul的第97引腳、第98引腳、第I引腳、第2引腳。這部分實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集進(jìn)入主控單片機的功能。如圖3所示，物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片U2例如可以是型號為DM9161AEP的物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片。物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片U2通過網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器BI與外網(wǎng)相連(如圖4所示)。所述主控單片機Ul (單片機STM32F107VCT)通過物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片U2，將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到網(wǎng)上，從而實現(xiàn)完整的數(shù)據(jù)采集過程。網(wǎng)口變壓器BI用于將設(shè)備和外網(wǎng)實現(xiàn)電氣隔離。根據(jù)IEEE802. 3af的標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)口供電既可能通過網(wǎng)口的1-2和3-6引腳，也可能通過4-5和7-8引腳。對于目前通用的10-100M網(wǎng)口，信號線1_2、3_6通過中心抽頭來引出電源，這里通過兩個橋堆(第一橋堆Dl和第二橋堆D2)來分別接入電源部分。這樣能保證電源無論來自哪一組設(shè)備都可以正常工作。D3和C3是輸入保護(hù)和濾波電路，用于泄放較長的網(wǎng)線感應(yīng)到的高壓靜電以及高頻電磁干擾。保護(hù)和濾波電路(D3和C3)與第一橋堆Dl和第二橋堆D2連接。IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片U12通過保護(hù)和濾波電路連接至第一橋堆Dl和第二橋堆D2。IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片U12例如是型號為LTC4257的IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片，用于設(shè)備通過網(wǎng)線接入符合IEEE802. 3af協(xié)議的交換機時，通過從25k向普通設(shè)備自動的負(fù)載切換，使得開始過程符合協(xié)議要求，從而實現(xiàn)從網(wǎng)口取電。從網(wǎng)口得到的電壓大約在48V左右，通過U14的降壓型開關(guān)電源芯片LM2576得到經(jīng)過穩(wěn)壓的5V電源作為裝置的主電源，其中D4為肖特基二極管起續(xù)流作用，LI是儲能電感。芯片U13(例如A1117-3. 3)給單片機和網(wǎng)絡(luò)接口芯片供電。第一和第二電氣隔離裝置Ull和U15連接至接口芯片P1，并且第一和第二電氣隔離裝置Ull和U15例如分別是用于電氣隔離的LME050 直流-直流轉(zhuǎn)換器和LME0512D直流-直流轉(zhuǎn)換器。第一電氣隔離裝置UlI提供5V電源給485接口芯片Pl工作。第二電氣隔離裝置U15提供12V給輸入開關(guān)部分工作。這樣保證了輸入接口部分完全電氣隔離。在根據(jù)本實用新型實施例的電路設(shè)計中，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向上級數(shù)據(jù)庫傳輸，它的工作電源是從符合P0E(Power Over Ethernet,以太網(wǎng)供電)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)口得到電源?？梢岳斫獾氖牵m然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本實用新型。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其特征在于包括接口芯片、主控單片機、物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、第一橋堆、第二橋堆、保護(hù)和濾波電路、IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片、第一電氣隔離裝置和第二電氣隔離裝置；其中，所述主控單片機通過接口芯片接收電力系統(tǒng)信號，所述主控單片機連接至所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片通過所述網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器BI連接至外網(wǎng)；其中，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片通過第一橋堆和第二橋堆來分別接入電源部分；其中，所述保護(hù)和濾波電路和與第一橋堆和第二橋堆連接，IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片通過保護(hù)和濾波電路連接至第一橋堆和第二橋堆，并且，所述第一電氣隔離裝置和所述第二電氣隔離裝置連接至所述接口芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其特征在于，所述主控單片機是型號為STM32F107VCT的芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其特征在于，所述接口芯片是型號為headerlO的芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其特征在于，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片是型號為DM916IAEP的物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其特征在于，所述IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片U12是型號為LTC4257的IEEE802. 3af專用協(xié)議芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其特征在于，所述第一電氣隔離裝置和所述第二電氣隔離裝置分別是用于電氣隔離的LME050 直流-直流轉(zhuǎn)換器和LME0512D直流-直流轉(zhuǎn)換器。
專利摘要一種網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括接口芯片、主控單片機、物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、第一橋堆、第二橋堆、保護(hù)和濾波電路、IEEE802.3af專用協(xié)議芯片、第一電氣隔離裝置和第二電氣隔離裝置；其中，所述主控單片機通過接口芯片接收電力系統(tǒng)信號，所述主控單片機連接至所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片通過所述網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器B1連接至外網(wǎng)；其中，所述物理層網(wǎng)絡(luò)接口芯片通過第一橋堆和第二橋堆來分別接入電源部分；其中，所述保護(hù)和濾波電路和與第一橋堆和第二橋堆連接，IEEE802.3af專用協(xié)議芯片通過保護(hù)和濾波電路連接至第一橋堆和第二橋堆，并且，所述第一電氣隔離裝置和所述第二電氣隔離裝置連接至所述接口芯片。
文檔編號H02J3/00GK202840515SQ20122038963
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者薛冬梅, 高宏, 陸啟惠, 王利軍 申請人:上海達(dá)實聯(lián)欣科技發(fā)展有限公司