一种低压台区末端感知终端接口设备的制作方法

1.本实用新型涉及配电网技术领域，具体为一种低压台区末端感知终端接口设备。


背景技术：

2.国家电网公司提出建设打造设备广泛互联、状态全面感知、设备即插即用、应用灵活迭代、资源高效利用和决策快速智能的配电物联网，致力于打造具有国际领先的能源互联网企业。其中，状态全面感知主要依赖于低压配电网的末端感知终端，末端感知终端主要用于采集和测量低压配网电压、电流等电器量和开关量以及其他辅助信息等基础数据的源头。作为“最后一公里”的低压配电网长期处于监测盲区，而实现状态全面感知则依托于大量安装于现场的末端感知终端。因此，末端感知终端运行的可靠性和稳定性决定了低压配网状态全面感知的成功与否。所以对于末端感知终端运行的稳定性和可靠性是近年来成为大家研究的热点。
3.作为末端感知终端设备经常配置人机接口部分，却经常被研究人员忽略。作为末端感知终端设备，人机接口部分包含液晶显示、按键指示等重要信息，是提供设备运行状态显示，施工测试，现场维护等功能的重要接口。
4.而目前常见的末端感知终端设备从节省成本及易于控制等角度大多采用主控制控制人机接口方式，但经过长期设备现场运行检验，这种控制方式存在以下弊端：1、由于主控制器直接控制显示，大量液晶显示程序会占用控制器负荷，严重影响系统的运行速度；2、随着显示程序的复杂度增加，占用控制系统的内存容量，影响系统的内存利用率；3、控制器扩展到人机显示接口的接线数量过多，接线较为复杂，为干扰源引入埋下的隐患。4、人机接口电路没有增加相应的抗干扰措施，按键输入、串口通讯极易受到外部干扰，例如人体静电等产生的干扰，从而影响末端感知终端的控制系统，造成末端感知终端的运行异常。5、一般的接口设备依赖于外部直流输入电源的影响，接口设备供电稳定性差，为设备运行状态测试、现场维护带来一定的影响。
5.因此现有的末端感知终端及接口设备在可靠性和稳定性上依然存在不足，还有待提高和改进。


技术实现要素：

6.基于上述问题，为了提高辨识终端设备的稳定性及抗干扰性，本实用新型提出了一种低压台区末端感知终端接口设备。本接口模块体积小、安装灵活，集成度高，可实现液晶显示、按键、指示灯控制等功能。其采用独立cpu控制，与主cpu之间通过串行通讯口通讯且具备直流电源与备用电源无缝切换，接线简单，从而提高整个末端感知终端终端的稳定性和可靠性。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低压台区末端感知终端接口设备，所述接口设备内置有独立的cpu电路和rs485串口通讯电路，所述cpu电路通过所述rs485串口通讯电路与末端感知终端的cpu通信；所述接口设备还内置有备用电源、外部电
源输入电路和充电及电源切换电路，所述备用电源和外部电源输入电路通过所述充电及电源切换电路进行无缝切换；所述接口设备还内置有薄膜按键输入电路，通过所述薄膜按键输入电路对接口设备进行按键操作；所述接口设备还内置有spi显示数据输出电路，通过所述spi显示数据输出电路完成数据多线程传输；所述接口设备还内置有显示电源控制电路和点阵液晶显示器，所述显示电源控制电路与点阵液晶显示器相连；所述接口设备还内置有指示灯控制及滤波电路和指示灯，所述指示灯控制及滤波电路控制指示灯点亮和熄灭。
8.进一步的，所述充电及电源切换电路的输出端耦合至所述cpu电路，所述充电及电源切换电路的输入端耦合至备用电源及外部电源输入电路的输出端。
9.进一步的，所述接口设备通过外部电源输入电路与外部直流电源连接。
10.进一步的，所述接口设备还包括硬件防抖电路，所述薄膜按键输入电路的输出端耦合至硬件防抖电路的输入端，所述硬件防抖电路的输出端耦合至cpu电路输入端。
11.进一步的，所述spi显示数据输出电路的输入端耦合至cpu电路的输出端，所述spi显示数据输出电路的输出端耦合至点阵液晶显示器。
12.进一步的，所述显示电源控制电路的输入端耦合至cpu电路的输出端，所述显示电源控制电路的输出端耦合至点阵液晶显示器。
13.进一步的，所述指示灯控制及滤波电路的输入端耦合至cpu电路的输出端，所述指示灯控制及滤波电路的输出端耦合至指示灯。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.(1)本实用新型的接口设备采用独立的cpu电路控制，不占用末端感知终端的cpu负荷及内存容量等资源。
16.(2)本实用新型的接口设备采用主控器直接控制显示，液晶显示程序不占用末端感知终端cpu控制负荷及内存利用率，极大减小了对末端感知终端cpu控制的影响，提高了内存利用率。
17.(3)本实用新型的接口设备采用rs485串行通讯的分差接口，减少了末端感知终端cpu控制到人机接口界限数量，极大减少了干扰源，提高干扰能力。
18.(4)本实用新型的接口设备采用充电及电源切换的供电方式，减少了接口设备取电阻碍问题，接口设备应用不受场地限制，丰富了接口设备应用的场景。
19.(5)本实用新型的接口设备采用spi总线传输，具有全双工、同步串行，极大提高了接口设备数据传输的速率。
20.(6)本实用新型的接口设备采用了大量的抗干扰措施，如指示灯控制及滤波电路、硬件防抖电路，提高了接口设备的安全性及稳定性。
21.(7)本实用新型的接口设备集中的显示电源控制、按键控制及指示灯显示，具有高集成度的优点。
附图说明
22.图1是本实用新型低压台区末端感知终端接口设备结构示意图。
23.图示说明：001、cpu电路；002、rs485串口通讯电路；003、spi显示数据输出电路；004、显示电源控制电路；005、点阵液晶显示器；006、指示灯控制及滤波电路；007、指示灯；008、备用电源；009、外部直流电源；010、充电及电源切换电路；011、薄膜按键输入电路；
012、硬件防抖电路。
具体实施方式
24.下面结合附图，对本实用新型作进一步地说明。
25.请参阅图1，本实施例提供一种低压台区末端感知终端接口设备，接口设备包括独立的cpu电路001和rs485串口通讯电路002，cpu电路001通过rs485串口通讯电路002与末端感知终端的cpu通信，其中cpu电路001包含运算器、高速缓存储存器、复位电路、flash、sarm等器件，保证系统的正常运行。尤其的，cpu电路001通过rs485串口通讯电路002与末端感知终端通信，不占用末端感知终端cpu负荷及内存容量，提高末端感知终端的运行效率，同时末端感知终端cpu与接口设备之间仅进行简单的接线。
26.进一步的，为了提高接口设备数据传输的速率，本实施例的接口设备还包括spi显示数据输出电路003，spi显示数据输出电路003一端耦合至cpu电路001，另一端耦合至点阵液晶显示器005。
27.进一步的，为了降低接口设备使用功耗以及对点阵液晶显示器005输入电源的电压变换，本实施例的接口设备还包括显示电源控制电路004，显示电源控制电路004一端耦合至cpu电路001，另一端耦合至点阵液晶显示器005，从而降低了功耗，延长了点阵液晶显示器005的使用周期。
28.进一步的，接口设备还包括指示灯控制及滤波电路006和指示灯007，指示灯控制及滤波电路006一端耦合至cpu电路001，另一端耦合至指示灯007，指示灯控制及滤波电路006对从cpu电路001输出的指示灯控制信号进行滤波并根据控制信号对指示灯007进行控制，实现指示灯007的点亮和熄灭。
29.进一步的，为了满足接口设备供电的稳定性，本实施例的接口设备还包括备用电源008、外部电源输入电路以及充电及电源切换电路010；充电及电源切换电路010一端耦合至cpu电路001，另一端耦合至备用电源008及外部电源输入电路，外部电源输入电路的输入端连接至外部直流电源009；由于末端感知设备安装位置不尽相同，一旦外部直流电源009无法供电，将会影响安装调试、设备维护。通过充电及电源切换电路010，接口设备可从外部直流电源009供电无缝切换至备用电源008对接口设备进行供电，防止因断电导致接口设备无法使用。
30.进一步的，接口设备还包括薄膜按键输入电路011及硬件防抖电路012，硬件防抖电路012的输入端耦合至薄膜按键输入电路011，硬件防抖电路012的输出端耦合至cpu电路001，薄膜按键成本低、使用寿命长，提高了接口设备的经济性；硬件防抖电路012对薄膜按键的按键信息进行硬件防抖处理，过滤如人体静电等干扰信息，保证输出的可靠性。
31.本实用新型的低压台区末端感知终端接口设备，由于接口设备与末端感知终端均拥有独立的cpu电路，所以接口设备在使用过程中不占用末端感知终端主控制的cpu负荷及内存容量，且接口设备与末端感知终端设备连接接线简单，降低了接线带来的干扰源数量，极大减小了接口设备对末端感知终端控制的影响，提高了末端感知终端的运行稳定性和可靠性。
32.本实用新型的低压台区末端感知终端接口设备，由于具备外部直流电源输入及备用电源，且可以无缝切换，提高了接口设备供电的稳定性，降低了接口设备供电对安装调
试、设备维护的影响。
33.本实用新型的低压台区末端感知终端接口设备，由于具备spi显示数据输出电路，提供了一种多线程spi数据传输方法，增大了数据传输量和处理量，提高了数据传输效率。
34.以上所述仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。