[实用新型]载波电能量采集终端

说明书

技术领域

本实用新型属于电能表抄表技术领域，特别涉及一种载波电能量采集终端。

背景技术

自动抄表系统是随着近年来计算机技术、通讯技术在计量仪表领域的广泛应用而掀起的一场重大变革，一个完整的自动抄表系统最终实现的目的是要将计量仪表的数据通过通信网络传送到远方的计算机设备，通过数据处理为用户和计量仪表的管理方提供计费和管理服务。采用低压电力线载波作为通信方案，是目前国际上自动抄表系统发展的重要方向，其主要的原因就是低压电力线是一种已有的最广泛的网络资源，而系统安装非常简单，无需开墙凿洞大量布线，日后的使用维护也简单可靠。一般系统采用了两级网络结构，即由远方计算机主站与现场的集中器作为一级网络，其间采用电话线、专线或无线进行通信，而由集中器与现场大量的计量仪表构成二级网络，采用低压电力线载波作为通信方式。但是由于目前国内用户所使用的电表类型参差不齐、国内的电网质量恶劣(其表现为衰减严重、噪声丰富、谐波干扰严重、信道参数随时变化)等现象的存在，非常不利于通信。那么，如何将电表内的数据准确、可靠、快速的传输上来已经成为一个急需解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对目前居民电能表自动抄表存在的技术问题，提供一种集脉冲采集与485通信采集于一体的、应用广泛、结构简单、传输速度快、通信可靠、具远程控制功能、具有独特接插线方式等的载波电能量采集终端装置。本实用新型的技术方案如下：

一种电表数据采集终端，主要由CPU(处理器)、存储模块、时钟模块、光耦脉冲采集模块、RS-485通信模块、电力载波通信模块(PLC)、电源模块构成，其中：

存储模块通过I²C总线与CPU相连，存储模块的数据存储器存储电表的信息、用电量、有功、无功和抄表的准确时间等数据，这些数据通过I²C总线与CPU相互传送，由CPU协调数据流向；

光耦脉冲采集模块连接在CPU的I/O上，可同时连接多个脉冲电能表(简称脉冲表)，采集电表的脉冲信号并将之传送到CPU，经CPU处理后存放到存储器中；

RS-485通信模块通过RS-485通信线与CPU相连，可同时连接多个带数字RS-485通信接口的电能表(简称485表)，将电表内的电表数据传送到CPU中，经CPU处理后存放到存储器中；

时钟模块通过I²C总线与CPU相连，功能是给采集终端提供所需的时钟；

电源模块直接与CPU相连，功能是给CPU提供电源；

电力载波通信模块通过标准串口(UART)与CPU相连，存储模块将电表的相关信息、配置参数等存储数据传送给CPU后，最终由CPU通过电力载波通信模块传送给抄表集中器。

本实用新型的主要特点在于，在一个采集终端中采用不同的装置(光耦脉冲采集模块和RS-485通信模块)实现了同时采集具有脉冲的电能表与带数字RS-485通信接口的电能表信息的功能。其中，在脉冲采集方式上进行了改进，通过模糊识别的方式可将脉冲波形记录下来并可根据形状正确判断脉冲，解决采集脉冲信号的干扰问题；在采集脉冲时可同时支持有源输入和无源输入，该功能是通过一个外供电源(12V)给无源电表供电来实现的，从而适应不同的电表。

进一步的，本实用新型在连接RS-485通信模块的RS-485总线(即RS-485通信模块与电表之间的连接线)上增设了特殊的保护装置，用以解决RS-485通信模块上的RS-485接口的磨损、雷击等问题。该保护装置的结构可参见图3(c)，其中一个保护管挂在A、B线之间，而A线与B线各对地接一个保护管，防止大电流对设备的损害，这样的设置可更好更有效地保护装置。另外还增设了TVS管(瞬变电压抑制二极管，即图3(b)中的D₁、D₂)，其中D₁、D₂分别与485B、485A相连，可保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时所产生的瞬间电压，以及感应雷所产生的过电压。

本实用新型的载波电能量采集终端应用于低压电力线集中抄表系统，作为系统的终端采集设备，实现对多个用户的不同类型的电能表进行数据采集并将数据通过电力线载波上传给集中器。其该装置既解决了现场接插线的不便，又可同时采集具有脉冲的电能表与带数字RS-485通信接口的电能表，并且可采用模糊识别方式解决了采集脉冲信号干扰等问题；其带特殊保护功能的RS-485接口避免了RS-485接口的易损问题，能够满足居民现存的混装电能表自动抄表、科学管理的需要。

附图说明

图1是本实用新型的应用框图。