专利名称：用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端的制作方法
技术领域：
用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端本实用新型涉及一种用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端。 [背景技术]现有采集终端是整个抄表系统的重要部分，接收下行命令，完成系统功能实现；每 台集中器安装多台采集终端，上行通过电力线与集中器连接，下行通过电力线或485线与 电表相连。因此，采集终端的功能、性能，也直接反映出一个集抄系统的优劣。目前国内众 多厂家的硬件结构和载波信道的通信性能也差不多，不同的只是不同厂家有各自不一样的 抄表机制、底层通信协议。因此反映出了不同厂家，产品的差异性，目前很多厂家的产品都 存在不同的问题，例如抄收率不高或不稳定，系统前期调试工作繁重，维护工作量大等等。就电力线载波通信而言，是随着相关技术的发展而发展的。根据国内多年的实践 可知，目前适合我国电网环境的载波通信方式是扩频(Spread Spectrum Communication) + 调相的通信方式，也是国内用得最多的一种电力线载波通信方式。而我们采用的信道芯片 的载波通信单元采用了扩频和QPSK(四相相移键控)调制方式，并首次在集抄系统中应用 了可变伪随机码速率(带宽)的CDMA (码分多址)通信技术。伪随机码速率可达到15K和 30K，由于采用QPSK调制技术，在带宽不变的情况下，数据速率是传统BPSK ( 二进制相移键 控)调制方式的一倍，根据伪随机码的速率不同数据速率可达IKbps和500bps。同时采用 了 63位Gold/Kasami序列，从而实现码分多址，将台区之间的干扰减小到最小。然而，现有的采集终端内部不具有远程更新模块，这样，不能通过远程控制来实现 采集终端内主控程序的更新，每次更新时，必须要将需要更新的采集终端取下，然后进行更 新，更新后再放到原处，因此，系统升级比较麻烦，浪费人力资源，维护工作量大。为了解决 上述问题，本发明人设计出本实用新型。本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种可以在主站上操作实现远程系统 更新的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端。为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其包括有主控制器，其内部设置有载波通信模块；存储模块，与主控制器双向连接；远程更新模块，与主控制器双向连接；载波调制模块，与主控制器内的载波通信模块双向连接，并与电力线连接；RS485接口模块，与主控制器双向连接；电源模块，与电力线连接，并为主控制器、RS485接口模块供电。所述主控制器包括有一主控芯片，所述载波通信模块集成在该主控芯片内，该载 波通信模块采用四相相移键控调制方式，载波中心频率为120kHz。
3[0015]所述远程更新模块包括有一型号为FM78P156的远程控制芯片和两片型号为 AT25F1024的FLASH存储器，远程控制芯片与主控芯片连接。所述载波调制模块包括有载波发送电路和载波接收电路，载波发送电路包括有功 率放大电路和整流滤波电路，所述功率放大电路与主控芯片连接，该功率放大电路包括有 四个三极管Q3、Q4、Q5、Q6 ；所述整流滤波电路与功率放大电路输出端连接，整流滤波电路 由串联在一起的电容C32、电感L6组成；所述电感L6通过耦合线圈耦合到电力线L、N上； 载波接收电路主要是由电感Ll和电容C9、C10组成并联谐振回路。所述RS485接口模块包括有型号为65LBC184的RS485接口芯片，在与该RS485接 口芯片连接的两根485通信线上分别串接有热敏电阻RT1、RT2，在两根485通信线上之间 接有压敏电阻RV2。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1、采集终端的主控程序可以通过远程更新，大大提高整个系统中的实用性、效率 性，使系统的升级变得简单和便捷，节约人力资源和维护工作量；2、采集终端的远程控制和远程设置提高到一个新的台阶，采集终端的绝大多数功 能都可以通过主站服务器远程控制；3、采集终端会自动整点抄表并将24点读数冻结在采集终端内部的数据存储器 中，并根据设置决定定时上行全部24点冻结数或零点冻结数。弥补了某此恶劣电网环境下 载波通信实时性差的特点。4、采集终端都可设置多级中继表，使得我们的系统已经不再受电力线载波通信距 离的制约。
图1是本实用新型的方框图；图2是本实用新型的载波调制模块、RS485接口模块、电源模块的电路原理图；图3是本实用新型的主控制器的电路原理图；图4是本实用新型的存储模块、远程更新模块的电路原理图。
以下结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述参见图1，本实用新型为用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其包括有主 控制器1，存储模块2、远程更新模块3、载波调制模块4、RS485接口模块5、电源模块6。主 控制器1内部设置有载波通信模块；参见图3，所述主控制器1包括有一主控芯片Ul，所述载波通信模块集成在该主控 芯片Ul内，该载波通信模块采用四相相移键控调制方式，载波中心频率为120kHz内部设置 有载波通信模块；主控芯片主要参数如下(1)芯片内集成的载波通信单元采用QPSK (四相相移键控)调制方式，可变伪随机 码速率(带宽)的多地址通信技术。其载波中心频率为120kHz，伪随机码速率可达到15K 和30K，同时采用了 63位Gold/Kasami序列，从而实现了码分多址，台区之间的干扰减小到 最小；
4[0031](2)内嵌增强型8051兼容微处理器；(3)内置三个8/16位定时/计数器，一个看门狗定时器以及三个外部中断源；(4)内置双通道IS07816接口电路，完全符合国标GB/T 16649 ；(5)内置可编程频率发生器电路；(6)内置可数字频率校正的实时钟，并具有秒脉冲输出；(7)内置完善的电源电压监测电路；参见图4，所述存储模块2与主控芯片Ul双向连接。存储模块2包括一个型号为 M24C64 的 EEI3ROM 存储器 U5。所述远程更新模块3与主控芯片Ul双向连接；远程更新模块3包括有一型号为 FM78P156的远程控制芯片U2和两片型号为AT25F1024的FLASH存储器U3、U4，远程控制芯 片U2与主控芯片Ul连接。本实用新型加入远程更新模块3，是产品的核心技术，实现用远 程来升级设备的主控软件，使得系统的升级变得简单和便捷，大大节省人力资源。参见图2，所述载波调制模块4与主控芯片Ul内的载波通信模块双向连接，并与电 力线L、N连接；所述载波调制模块4通过电力线与集中器连接，由于远程更新模块3的存 在，需要更新采集终端的主控程序时，在主站上将新的程序顺次通过集中器、载波调制模块 4、主控芯片Ul传给远程更新模块，就可以方便的实现系统的更新。所述载波调制模块4包括有载波发送电路和载波接收电路，载波发送电路包括有 功率放大电路和整流滤波电路，所述功率放大电路与主控芯片连接，该功率放大电路包括 有四个三极管Q3、Q4、Q5、Q6 ；所述整流滤波电路与功率放大电路输出端连接，整流滤波电 路由串联在一起的电容C32、电感L6组成；所述电感L6通过耦合线圈耦合到低压电力线L、 N上；载波接收电路主要是由电感Ll和电容C9、C10组成并联谐振回路，谐振以中心频率为 120KHZ，完成对有效信号的并联谐振回路。 载波通信信号从主控芯片Ul内部的载波通信模块发出后，从PSK-OUT进入功率放 大电路，经过四个三极管Q3、Q4、Q5、Q6放大以及电容C32、电感L6的整形滤波后，再通过耦 合线圈耦合到低压电力线L、N上，完成载波发送。双向二极管D7起到保护作用。载波通 信信号也可以从低压电力线L、N耦合下来，经过电感Ll和电容C9、ClO带通滤波，然后从 SIGNI-C进入主控芯片Ul内部的载波通信模块，再由主控芯片Ul进行数据分析处理。电源模块6，与电力线L、N连接，并为主控制器1、RS485接口模块5供电。所述RS485接口模块5包括有型号为65LBC184的RS485接口芯片U6，在与该 RS485接口芯片U6连接的两根485通信线上分别串接有热敏电阻RT1、RT2，在两根485通 信线上之间接有压敏电阻RV2。本电路模块由于增设了热敏电阻和压敏电阻作为保护装置， 防止大电压和大电流对设备的损害，用以解决RS-485通信电路上的RS-485接口的损坏、雷 击等问题。在芯片65LBC184和主控芯片Ul之间用光耦进行光电隔离，防止信号对主控芯 片Ul的干扰。
权利要求用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于包括有主控制器(1)，其内部设置有载波通信模块；存储模块(2)，与主控制器(1)双向连接；远程更新模块(3)，与主控制器(1)双向连接；载波调制模块(4)，与主控制器(1)内的载波通信模块双向连接，并与电力线(L、N)连接；RS485接口模块(5)，与主控制器(1)双向连接；电源模块(6)，与电力线(L、N)连接，并为主控制器(1)、RS485接口模块(5)供电。
2.根据权利要求1所述的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于所 述主控制器(1)包括有一主控芯片(Ul)，所述载波通信模块集成在该主控芯片(Ul)内，该 载波通信模块采用四相相移键控调制方式，载波中心频率为120kHz。
3.根据权利要求1或2所述的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在 于所述远程更新模块(3)包括有一型号为FM78P156的远程控制芯片(U2)和两片型号为 AT25F1024的FLASH存储器(U3、U4)，远程控制芯片(U2)与主控芯片(Ul)连接。
4.根据权利要求3所述的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于所 述载波调制模块(4)包括有载波发送电路和载波接收电路，载波发送电路包括有功率放大 电路和整流滤波电路，所述功率放大电路与主控芯片连接，该功率放大电路包括有四个三 极管(Q3、Q4、Q5、Q6)；所述整流滤波电路与功率放大电路输出端连接，整流滤波电路由串 联在一起的电容(C32)、电感(L6)组成；所述电感(L6)通过耦合线圈耦合到电力线(L、N) 上；载波接收电路主要是由电感(Li)和电容(C9、C10)组成并联谐振回路。
5.根据权利要求4所述的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其特征在于所 述RS485接口模块(5)包括有型号为65LBC184的RS485接口芯片⑴6)，在与该RS485接口 芯片(U6)连接的两根485通信线上分别串接有热敏电阻(RT1、RT2)，在两根485通信线上 之间接有压敏电阻(RV2)。
专利摘要本实用新型公开了用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端，其包括有主控制器，其内部设置有载波通信模块；存储模块，与主控制器双向连接；远程更新模块，与主控制器双向连接；载波调制模块，与主控制器内的载波通信模块双向连接，并与电力线连接；RS485接口模块，与主控制器双向连接；电源模块，与电力线连接，并为主控制器、RS485接口模块供电。本实用新型目的在于提供一种可以在主站上操作实现远程系统更新的用于低压电力用户集中抄表系统的采集终端。
文档编号G08C19/00GK201654995SQ200920236498
公开日2010年11月24日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者林镇葵 申请人:广东汇海华天科技有限公司