[发明专利]GPRS无线通信的配变自动化系统

说明书

技术领域：

本发明是涉及工业自动化领域，尤其是涉及一种GPRS无线通信的配变自动化系统。

背景技术：

传统的配电变压器终端装置它们的数据传输多以有线通信方式为主，加之当前的电力产品功能单一，增加功能比较复杂，重复投资现象严重，增加了用户的负担。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供了一种基于通用无线分组业务(GPRS)的新型智能化、低功耗、集成化的GPRS无线通信的配变自动化系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括DSP模块、电力数据采集模块、人机接口模块、电源模块、RS-485通信模块；所述的DSP为核心，终端与GPRS无线通信模块通过RS-485总线进行通信。

作为优选方案一，配变监测终端控制器采用TI公司的TMS320LF-2407型低功耗DSP，它除了具有程序、数据分开的哈佛总线结构、流水线操作功能、单周期完成乘法的硬件乘法器之外，还具有低成本、低功耗、高性能等特点。

作为优选方案二，RS-485通信模块主要用于与GPRS模块进行通信；本发明选择Maxim公司的MAX3078型电路作为RS-485收发器，其工作电压为3.3V，驱动能力为128个控制单元。

作为第三中优选方案，GPRS无线通信模块利用GPRS无线数据通信功能进行数据传输，通过TCP/IP通信协议和主站端计算机系统通信；嵌入式GPRS无线通信模块主要由CPU、GPRSMODEM、SIM卡座、TTL串行通信接口、扩展数据存储器、看门狗模块等部分组成。

作为优选方案四，GPRS模块采用SIMCOM推出的SIM100型GSM/GPRS双频模块。

本发明的有益效果：

本发明适应网络、信息和控制技术的发展，配变监测系统的数据应能准确和实时的对电网进行快速分相的无功补偿，从而提高电网质量，降低电网损耗，给供电企业提供有效的管理依据。而基于GPRS网络的配变自动化系统作为一种新型系统己经能基本满足电力系统的电能监测、分相无功补偿和无线抄表的需要。

附图说明：

图1是本发明的硬件结构示意图；

图2是本发明的GPRS无线通信模块示意图。

具体实施方式：

CPU模块

CPU是控制器的核心部分，它不仅要处理输入信号和输出信号，而且要控制和协调各部分的工作。配变监测终端控制器采用TI公司的TMS320LF-2407型低功耗DSP，它除了具有程序、数据分开的哈佛总线结构、流水线操作功能、单周期完成乘法的硬件乘法器之外，还具有低成本、低功耗、高性能等特点。

电力数据采集模块

在低压配变监测系统终端中，数据采集的准确与否直接影响系统最后的性能指标。采样方法选用交流采样，可以精确地得到电压或电流的有效值、有功功率、无功功率和功率因数等。

电压模拟信号采样一般是通过电阻器和电容器相结合来分压得到小电压即阻容降压。而电流采样是通过并联电流分流的原理对电流进行采样取值。本系统同时采用铁芯互感器和空心互感器。铁芯互感器主要用来实现正常情况下电流值的测量，空心互感器只在过载情况下起作用，这样就兼顾了电流的测量精度和测量范围。

人机接口模块

(1)液晶显示模块

由于系统显示的信息量较大，因此终端采用液晶显示器作为系统的输出设备。选用的液晶显示器是肇庆金鹏科技有限公司的OCM4×8C型图文液晶显示器。系统采用串行连接方式，为了解决I/O口驱动电平的匹配问题，使用74LVC4245型电路作为总线电平转换驱动器。

(2)键盘输入模块

键盘是测控系统中最常用的输入设备。为了简化硬件电路，本发明采用非编码键盘方式。主要实现电量参数设置和查看功能。系统有4个按键：确定键、返回键和2个菜单选择键。通过这4个按键对现场配变监测系统进行控制操作。

RS-485通信模块

RS-485通信模块主要用于与GPRS模块进行通信。本发明选择Maxim公司的MAX3078型电路作为RS-485收发器。其工作电压为3.3V，驱动能力为128个控制单元。

电源模块

在无线自动抄表系统中，用户配变监测终端的CPU和RS-485接口电路等都采用低功耗的3.3V电源供电，而在GPRS无线通信模块中，工作电压为5v.因此根据二种电源的需要设计电源电路，输出3.3V和5V电压，供系统工作。

GPRS通信模块

本发明的CPU模块采用武汉兰瑞公司的LR100型嵌入式网络控制模块。它是以RDC R8822型嵌入式微处理器(与80186内核兼容)为核心的单板计算机模块，模块自带插针，可方便地插在用户的应用电路板上，构成完整的应用系统。