本實(shí)用新型涉及用電信息采集裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用電信息采集器。

背景技術(shù)：

目前在用戶的用電信息采集系統(tǒng)中，用于集中器和電表之間管理的設(shè)備有國(guó)網(wǎng)規(guī)約采集器和南網(wǎng)規(guī)約采集器，兩者的共同點(diǎn)是把安裝在一起的電表一起接到采集設(shè)備下的通訊接口，采集器通過(guò)通訊接口進(jìn)行用戶的用電信息采集和用戶的用電信息處理，并采集和處理后的用電信息上傳給集中器，同時(shí)接收集中器下發(fā)的控制信息命令，通過(guò)識(shí)別和有效的判斷直接控制電能表，并將控制執(zhí)行的結(jié)果返回給集中器。

上述技術(shù)中現(xiàn)有的各個(gè)廠家的采集器不管是國(guó)網(wǎng)規(guī)約的還是南網(wǎng)規(guī)約的都存在一定的局限性，主要體現(xiàn)為：首先，采集終端針對(duì)DL/T645-1997的電表只能采用1200bit/s的速率進(jìn)行通訊，DL/T645-2007的電表只能采用2400bit/s的速率進(jìn)行通訊，而其它速率的電表并不適應(yīng)或者需要通過(guò)廠家另作特定的修改才能實(shí)現(xiàn)；其次，現(xiàn)有的用電信息采集器只有部分規(guī)約的電表才能使用，也就是說(shuō)無(wú)法同時(shí)與不同規(guī)約的電表進(jìn)行通信，尤其在很多舊小區(qū)，也就是比較早安裝集中抄表系統(tǒng)的小區(qū)，這些小區(qū)里存在早期的非標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約的電表，利用現(xiàn)有的用電信息采集器無(wú)法實(shí)現(xiàn)用電信息的數(shù)據(jù)采集；此外，各個(gè)廠家的設(shè)備之間不能相互兼容，如果系統(tǒng)使用的是某個(gè)廠家的設(shè)備,那么后續(xù)的維護(hù)也只能采用這個(gè)廠家的設(shè)備，使得在設(shè)備的使用上存在相當(dāng)大的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提出一種用電信息采集器，能夠?qū)⒍喾N通訊模塊融合在一起，結(jié)合微處理器控制模塊，使用電信息采集器具有多種通訊協(xié)議和多種硬件物理通道，能夠兼容多種規(guī)約電表，能夠?qū)?guó)家不同時(shí)期標(biāo)準(zhǔn)下的電表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，且能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，提高了用電信息采集器的實(shí)用性和兼容性。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提出了一種用電信息采集器，包括：

上行通訊模塊和微處理控制模塊，所述上行通訊模塊包括上行RS485通訊模塊、電力線載波通訊模塊和無(wú)線通訊模塊；所述上行RS485通訊模塊、電力線載波通訊模塊和無(wú)線通訊模塊分別與所述微處理控制模塊連接。

其中，本實(shí)用新型的提出的用電信息采集器還包括下行通訊模塊，所述下行通訊模塊包括下行RS485通訊模塊和音頻脈沖信號(hào)通訊模塊；所述下行RS485通訊模塊和音頻脈沖信號(hào)通訊模塊分別與所述微處理控制模塊連接。

其中，本實(shí)用新型的提出的用電信息采集器還包括存儲(chǔ)模塊，所述存儲(chǔ)模塊與所述微處理控制模塊連接。

其中，本實(shí)用新型的提出的用電信息采集器還包括定時(shí)器，所述定時(shí)器與所述微處理控制模塊連接。

其中，本實(shí)用新型的提出的用電信息采集器還包括電源供電模塊，所述電源供電模塊分別與所述上行RS485通訊模塊、所述電力線載波通訊模塊、所述無(wú)線通訊模塊、所述下行RS485通訊模塊、所述音頻脈沖信號(hào)通訊模塊、所述存儲(chǔ)模塊、所述定時(shí)器和所述微處理控制模塊連接。

其中，所述上行RS485通訊模塊和所述下行RS485通訊模塊的A線和B線都分別連接熱敏電阻。

其中，所述上行RS485通訊模塊和所述下行RS485通訊模塊的A線和B線之間都接入800V防雷管。

其中，所述無(wú)線通訊模塊為直連無(wú)線通訊模塊。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果：

本實(shí)用新型提出的用電信息采集器包括上行通訊模塊和微處理控制模塊，所述上行通訊模塊包括上行RS485通訊模塊、電力線載波通訊模塊和無(wú)線通訊模塊；所述上行RS485通訊模塊、電力線載波通訊模塊和無(wú)線通訊模塊分別與所述微處理控制模塊連接。通過(guò)將上行RS485通訊模塊、電力線載波通訊模塊和無(wú)線通訊模塊進(jìn)行多模塊的一體化融合，將多種通訊模塊融合在一起，結(jié)合微處理器控制模塊，使用電信息采集器具有多種通訊協(xié)議和多種硬件物理通道，能夠兼容多種規(guī)約電表，能夠?qū)?guó)家不同時(shí)期標(biāo)準(zhǔn)下的電表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，且能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，提高了用電信息采集器的實(shí)用性和兼容性；此外，能夠自動(dòng)適應(yīng)各種不同波特率電表的數(shù)據(jù)采集，適用于用戶的用電信息的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的所有需求，并針對(duì)音頻脈沖信號(hào)的電力信息采集的舊系統(tǒng)區(qū)域和已安裝采集系統(tǒng)維護(hù)設(shè)備有更好的兼容性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提出的用電信息采集器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1-上行通訊模塊，103-無(wú)線通訊模塊，2-微處理控制模塊，3-下行通訊模塊，4-存儲(chǔ)模塊，5-定時(shí)器，6-電源供電模塊，101-上行RS485通訊模塊，102-電力線載波通訊模塊，301-下行RS485通訊模塊，302-音頻脈沖信號(hào)通訊模塊。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1并結(jié)合具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

如圖1所示，本實(shí)施例提出的用電信息采集器，包括上行通訊模塊1和微處理控制模塊2，所述上行通訊模塊1包括上行RS485通訊模塊101、電力線載波通訊模塊102和無(wú)線通訊模塊103；所述上行RS485通訊模塊101、電力線載波通訊模塊102和無(wú)線通訊模塊103分別與所述微處理控制模塊2連接。

可選的，所述上行RS485通訊模塊101的A線和B線分別連接熱敏電阻。

可選的，所述上行RS485通訊模塊101的A線和B線之間接入800V防雷管。

可選的，本實(shí)施例中上行RS485通訊模塊101采用自適應(yīng)RS485通訊模塊，能夠利用自動(dòng)測(cè)量通訊速率的手段自動(dòng)偵測(cè)所需要接收數(shù)據(jù)的通訊速率，達(dá)到自動(dòng)適應(yīng)的效果，同時(shí)該上行RS485通訊模塊101的差分信號(hào)通訊控制芯片采用高性能的HD588芯片，具有256節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力，18KV靜電耐受能力等；該上行RS485通訊模塊101的A端和B端之間的最大共模輸入電壓為-9V～13V，差模輸入電壓為-12V～12V；同時(shí)，該上行RS485通訊模塊101選用3顆保護(hù)電壓為DC 8.2V的無(wú)極性瞬態(tài)電壓抑制二極管，能夠起到防靜電的作用，同時(shí)能夠避免共模和差模的干擾；該上行RS485通訊模塊101的A線和B線分別增加連接了熱敏電阻，除了可防止A線和B線接入火線和零線時(shí)燒壞外，還可以避免只有單一熱敏的情況下與下行RS485通訊模塊301混接入交流電壓燒壞的情況；同時(shí)在該上行RS485通訊模塊101的A線和B線之間接入800V防雷管，起防雷擊的作用。

可選的，本實(shí)施例中電力線載波通訊模塊102集合了目前主流載波廠家的通訊規(guī)約，采用自適應(yīng)的方式自動(dòng)匹配載波通訊模塊，支持熱拔插的防護(hù)功能，同時(shí)在電力線載波通訊模塊102的電源設(shè)計(jì)上采用的寬電壓開(kāi)關(guān)電源，具有10W的帶載能力，留有至少8W的余量，這樣在載波數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)候12V電壓不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，確保了發(fā)送成功率，使得模塊具有最佳的通訊效果，該電力線載波通訊模塊102由微處理控制模塊2進(jìn)行統(tǒng)一的控制，由電力線載波通訊模塊102利用電力線進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)通訊。

可選的，本實(shí)施例中無(wú)線通訊模塊103為直連無(wú)線通訊模塊；無(wú)線通訊模塊103采用高效前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)和擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，具有強(qiáng)抗干擾能力和極低誤碼率，工作頻段為420M～450M，免生產(chǎn)頻段，7級(jí)可調(diào)，接收靈敏度高達(dá)-148dBm，無(wú)線通訊模塊103直接與微控制處理器相連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線的參數(shù)設(shè)置，調(diào)試和數(shù)據(jù)抄收使用。

本實(shí)用新型提出的用電信息采集器通過(guò)無(wú)線通訊模塊103能夠在500米有效的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)試，使得在臺(tái)區(qū)調(diào)試的調(diào)試工作更加方便，比以往過(guò)去針對(duì)每個(gè)用電信息采集器的調(diào)試都需要直接到安裝采集器的位置進(jìn)行調(diào)試和分析的方式效率更高。

可選的，本實(shí)施例中微處理控制模塊2采用ARM Codex-M3工業(yè)級(jí)微控制處理器，該處理器的芯片主頻率達(dá)到120MHz，程序在FLASH中運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于零等待周期的執(zhí)行能力，具有1M的FLASH程序空間和4K的SRAM，內(nèi)部自帶時(shí)鐘，復(fù)位控制和電源管理功能，能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，具有4個(gè)獨(dú)立的UART通訊接口，可以直接轉(zhuǎn)換成RS485通訊接口、載波通訊接口和無(wú)線通訊接口的電路使用，另I/O具有自中斷功能，極大的方面了音頻脈沖信號(hào)的通訊方式的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的控制，該處理器的工作能耗也較低，大大降低了采集器的工作能耗。

可選的，本實(shí)用新型提出的用電信息采集器還包括下行通訊模塊3，所述下行通訊模塊3包括下行RS485通訊模塊301和音頻脈沖信號(hào)通訊模塊302；所述下行RS485通訊模塊301和音頻脈沖信號(hào)通訊模塊302分別與所述微處理控制模塊2連接。

可選的，本實(shí)施例中下行RS485通訊模塊301與上行RS485通訊模塊101相同，此處不再贅述。

可選的，本實(shí)施例中音頻脈沖信號(hào)通訊模塊302由發(fā)送放大電路和接收運(yùn)算比較器組成，另外還包括濾波電路、隔離耦合變壓器和放電保護(hù)電路，發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候調(diào)制的信號(hào)通過(guò)三極管放大后再通過(guò)耦合變壓器發(fā)送出去；接收數(shù)據(jù)的時(shí)候通過(guò)耦合變壓器耦合到信號(hào)，再通過(guò)濾波選頻，送到運(yùn)放器LM358進(jìn)行放大后送入微處理控制模塊2的芯片；音頻脈沖信號(hào)通訊模塊302的融入使得用電信息采集器能夠?qū)σ纛l脈沖信號(hào)通訊方式的電表(DDSI2.C表)的用電信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

可選的，本實(shí)用新型提出的用電信息采集器還包括存儲(chǔ)模塊4，所述存儲(chǔ)模塊4與所述微處理控制模塊2連接。

可選的，本實(shí)施例中存儲(chǔ)模塊4采用愛(ài)特梅爾公司的存儲(chǔ)芯片，工作電壓為3.3V，保證了存儲(chǔ)模塊4與微處理控制模塊2之間的正常通訊；存儲(chǔ)模塊4用于記錄電表的類(lèi)型和電量數(shù)據(jù)，自動(dòng)記錄電表的檔案和運(yùn)行狀態(tài)，能夠在自動(dòng)維護(hù)檔案的基礎(chǔ)上有效的保存好所有的檔案信息，保證了電信息采集器再次啟動(dòng)的時(shí)候檔案信息不會(huì)丟失。

本實(shí)用新型提出的用電信息采集器中對(duì)存儲(chǔ)模塊4的擴(kuò)充，使該用電信息采集器能夠?qū)ο滦型ㄓ嵞K3所連接的各個(gè)端口的電表檔案進(jìn)行自動(dòng)維護(hù)和記錄，包括電表的屬性、通訊速率和規(guī)約類(lèi)型等；在接收到上行通訊模塊1要求操作的電表的地址進(jìn)行唯一的匹配后迅速的獲取相應(yīng)的資料，成功的抄收和控制該電表，這樣使得該用電信息采集器能對(duì)1200bit/s到9600bit/s之間不同速率的不同通訊規(guī)約的電表進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)多種速率自動(dòng)適應(yīng)的目的。

可選的，本實(shí)用新型提出的用電信息采集器還包括定時(shí)器5，所述定時(shí)器5與所述微處理控制模塊2連接。

可選的，本實(shí)施例中定時(shí)器5為外部硬件專(zhuān)用看門(mén)狗，定時(shí)器5采用專(zhuān)用的看門(mén)狗并集合電壓檢測(cè)的功能芯片來(lái)共同完成工作任務(wù)，能夠在微處理控制模塊2的程序在異常的情況下喚回程序正常運(yùn)行，以及在電壓波動(dòng)影響到用電信息采集器正常工作的情況下通過(guò)硬復(fù)位保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

本實(shí)用新型提出的用電信息采集器在硬件上通過(guò)將接收數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)接收I/O相連接的同時(shí)連接到微處理控制模塊2的中斷引腳上，同時(shí)通過(guò)定時(shí)器5的捕捉功能來(lái)獲取通訊起始的時(shí)間，一旦存在數(shù)據(jù)通訊，通過(guò)中斷迅速的啟動(dòng)定時(shí)器進(jìn)行捕捉，通過(guò)定時(shí)器的捕捉功能獲取起始的時(shí)間，通過(guò)該起始的時(shí)間計(jì)算出通訊速率，實(shí)現(xiàn)上行通訊速率自動(dòng)測(cè)量技術(shù)。

可選的，本實(shí)用新型提出的用電信息采集器還包括電源供電模塊6，所述電源供電模塊6分別與所述上行RS485通訊模塊101、所述電力線載波通訊模塊102、所述無(wú)線通訊模塊103、所述下行RS485通訊模塊301、所述音頻脈沖信號(hào)通訊模塊302、所述存儲(chǔ)模塊4、所述定時(shí)器5和所述微處理控制模塊2連接。

可選的，本實(shí)施例中電源供電模塊6為寬電源供電模塊；電源供電模塊6采用開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)模式，用于將220V交流電轉(zhuǎn)換成各個(gè)工作模塊工作所需要的直流電壓，電源供電模塊6直接輸出電壓為12V和5V的兩路工作電壓，該兩部分電源的輸出之間的隔離電壓達(dá)到4500V；其中，電壓為12V的工作電壓直接輸出給電力線載波通訊模塊102使用；其中，電壓為5V的工作電壓直接輸出給上行RS485通訊模塊101和下行RS485通訊模塊301使用；其它工作模塊的工作電源由電壓為12V的工作電壓轉(zhuǎn)換出來(lái)，包括微處理控制模塊2所需要的3.3V工作電壓，無(wú)線通訊模塊103所需要的5V工作電壓，存儲(chǔ)模塊4、定時(shí)器5以及音頻脈沖信號(hào)通訊模塊各自所需要的5V工作電壓；220V交流電源的輸入范圍為80～350V，在此范圍內(nèi)電源供電模塊6均能穩(wěn)定的輸出各個(gè)工作模塊所需的工作電壓，保證本實(shí)用新型提出的用電信息采集器在各種環(huán)境下均能正常工作。

本實(shí)用新型提出的用電信息采集器的工作原理為將采集器通過(guò)接收上行通訊模塊1包括上行RS485通訊模塊101、電力線載波通訊模塊102和無(wú)線通訊模塊103的命令，通過(guò)分析和判斷命令的內(nèi)容發(fā)送到下行通訊模塊3，處理采集不同類(lèi)型的電表的數(shù)據(jù)和控制電表，處理完成后，將執(zhí)行的結(jié)果按照接收命令的上行通訊模塊1返回上行連接的工作模塊。

本實(shí)用新型提出的用電信息采集器能夠同時(shí)適應(yīng)于南方電網(wǎng)用電信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和國(guó)家電網(wǎng)用電信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能要求，自動(dòng)的兼容DLMS表、DDSI2.C音頻脈沖調(diào)制信號(hào)通訊表、97規(guī)約國(guó)網(wǎng)表、07規(guī)約國(guó)網(wǎng)表和廣電各種規(guī)約表等多種類(lèi)型電表；具備有多種電表通訊的物理通道，在上行通訊模塊1中采用了通訊多模塊一體化融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各種通訊方案的集抄臺(tái)區(qū)的建設(shè)。

多種硬件模塊能夠即裝即用，實(shí)現(xiàn)多端口同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，極其有效的節(jié)省了建設(shè)過(guò)程中的由于參數(shù)配置等而產(chǎn)生的調(diào)試工作，節(jié)省了技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)試的人力成本；同時(shí)檔案的自動(dòng)維護(hù)和多端口的同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)也減少了由于資料配置的問(wèn)題而產(chǎn)生的故障；使得系統(tǒng)的運(yùn)行更加的穩(wěn)定。

本實(shí)用新型提出的用電信息采集器通過(guò)將上行RS485通訊模塊、電力線載波通訊模塊和無(wú)線通訊模塊進(jìn)行多模塊的一體化融合，將多種通訊模塊融合在一起，結(jié)合微處理器控制模塊，使用電信息采集器具有多種通訊協(xié)議和多種硬件物理通道，能夠兼容多種規(guī)約電表，能夠?qū)?guó)家不同時(shí)期標(biāo)準(zhǔn)下的電表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，且能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，提高了用電信息采集器的實(shí)用性和兼容性；此外，能夠自動(dòng)適應(yīng)各種不同波特率電表的數(shù)據(jù)采集，適用于用戶的用電信息的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的所有需求，并針對(duì)音頻脈沖信號(hào)的電力信息采集的舊系統(tǒng)區(qū)域和已安裝采集系統(tǒng)維護(hù)設(shè)備有更好的兼容性。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?zhuān)绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。