開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，包括核心處理單元、61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊；所述61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊均與所述核心處理單元相連接。所述核心處理單元為CORTEX-M3處理器；61850協(xié)議轉換模塊的主處理器為ARM920T微處理器。本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，具有對開閉所進行高智能化的實時監(jiān)控、提高開閉所的工作質量和效率、保障了開閉所的可靠性和安全性等優(yōu)點。
【專利說明】開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路。

【背景技術】
[0002]開閉所，是將高壓電力分別向周圍的幾個用電單位供電的電力設施，位于電力系統(tǒng)中變電站的下一級。開閉所的電源進線側和出線側的電壓相同。智能開閉所由先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設備組合而成，以高速網(wǎng)絡通信平臺為信息傳輸基礎，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，具有可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能，是智能電網(wǎng)的重要基礎和支撐，為智能電網(wǎng)的信息化、自動化、互動化提供技術基礎。
[0003]物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)是信息通信技術(ICT)發(fā)展到一定階段的必然結果，將能有效整合通信基礎設施資源和電力系統(tǒng)基礎設施資源，使信息通信基礎設施資源服務于電力系統(tǒng)運行，提高電力系統(tǒng)信息化水平，改善現(xiàn)有電力系統(tǒng)基礎設施的利用效率。物聯(lián)網(wǎng)技術應用于智能電網(wǎng)，將能有效地為電網(wǎng)中發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)提供重要技術支撐，為國家節(jié)能減排目標做出貢獻?；谖锫?lián)網(wǎng)的產品服務平臺集成“身份識別、位置信息、觸發(fā)機制、專用網(wǎng)絡”四大要素，可實現(xiàn)先進可靠、標準統(tǒng)一的通信信息感知和接入，及分布式智能信息傳輸、計算和控制，能較好的支撐智能開閉所一體化監(jiān)控平臺的建設，是智能化電網(wǎng)應用的一個重要方向。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，以便于對開閉所進行實時的自動監(jiān)控、實現(xiàn)開閉所的信息化和自動化。
[0005]本發(fā)明為解決技術問題采用以下技術方案。
[0006]開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，其結構特點是，包括核心處理單元、61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊；所述61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊均與所述核心處理單元相連接；
[0007]所述DC12V開關電源、DC24V開關電源和板級隔離電源，用于為開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路提供電源；所述開關量輸入采集模塊，用來采集外部的各種開關量報警信號；所述開關量輸出接口模塊，用來輸出控制信號控制外部的設備動作；所述模擬量接入模塊，用來采集外部傳感器的模擬量信號；所述門禁控制模塊，用來接入門禁系統(tǒng)設備，門禁系統(tǒng)設備包括讀卡器、指紋機、門鎖、按鈕、報警器；所述串口通訊模塊，用來采集智能設備的運行信息；所述網(wǎng)絡接口模塊，用來連接外部的網(wǎng)絡交換設備；所述61850協(xié)議轉換模塊，用來將采集到的各種信息轉換成61850格式的數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。
[0008]本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的結構特點也在于:
[0009]所述核心處理單元為C0RTEX-M3處理器；61850協(xié)議轉換模塊的主處理器為ARM920T微處理器；所述ARM920T微處理器與所述C0RTEX-M3處理器相連接；所述的61850協(xié)議轉換模塊用于將數(shù)據(jù)打包成符合IEC61850標準的通訊協(xié)議；所述C0RTEX-M3處理器，用來采集和控制開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入以及智能設備的數(shù)據(jù)。
[0010]所述ARM920T微處理器為S3C2440芯片；所述C0RTEX-M3處理器為NXP LPC1766
-H-* I I
心/T O
[0011]所述ARM920T微處理器和C0RTEX-M3處理器之間通過通用異步收發(fā)傳輸器UART相連接。
[0012]與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0013]本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，包括核心處理單元、61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊；所述61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊均與所述核心處理單元相連接。
[0014]本發(fā)明將物聯(lián)網(wǎng)與智能開閉所的結合應用，將大大提升智能開閉所的信息感知能力、通信支持能力及信息分析能力；將物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術應用于智能開閉所，構建智能開閉所運行及管理信息感知服務中心，為智能開閉所的高級應用提供重要技術支撐。
[0015]本發(fā)明智能開閉所物聯(lián)網(wǎng)輔助監(jiān)控系統(tǒng)在電力行業(yè)中的應用，不僅提高了智能開閉所整體對于環(huán)境的輔助監(jiān)控能力，提高了企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟效益，有效了保證了電力安全供應，而且還增加了與社會各個行業(yè)的交流，進而提升“國家電網(wǎng)”企業(yè)的社會形象，不斷促進企業(yè)的快速發(fā)展。
[0016]本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，具有對開閉所進行高智能化的實時監(jiān)控、提高開閉所的工作質量和效率、保障了開閉所的可靠性和安全性等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的結構框圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的核心處理單元的結構框圖。
[0019]如圖3為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的開關量輸入處理過程的示意圖。
[0020]如圖4為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的開關量輸出處理過程的示意圖。
[0021]如圖5為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的模擬量輸入處理的示意圖。
[0022]如圖6為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的串口通訊處理的示意圖。
[0023]如圖7為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的網(wǎng)絡通訊處理的示意圖。
[0024]以下通過【具體實施方式】，并結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

【具體實施方式】
[0025]參見圖1-圖7，本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，包括核心處理單元、61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊；所述61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊均與所述核心處理單元相連接；
[0026]所述DC12V開關電源、DC24V開關電源和板級隔離電源，用于為開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路提供電源；所述開關量輸入采集模塊，用來采集外部的各種開關量報警信號；所述開關量輸出接口模塊，用來輸出控制信號控制外部的設備動作；所述模擬量接入模塊，用來采集外部傳感器的模擬量信號；所述門禁控制模塊，用來接入門禁系統(tǒng)設備，門禁系統(tǒng)設備包括讀卡器、指紋機、門鎖、按鈕、報警器；所述串口通訊模塊，用來采集智能設備的運行信息；所述網(wǎng)絡接口模塊，用來連接外部的網(wǎng)絡交換設備；所述61850協(xié)議轉換模塊，用來將采集到的各種信息轉換成61850格式的數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。
[0027]所述核心處理單元為C0RTEX-M3處理器；61850協(xié)議轉換模塊的主處理器為ARM920T微處理器；所述ARM920T微處理器與所述C0RTEX-M3處理器相連接；所述的61850協(xié)議轉換模塊用于將數(shù)據(jù)打包成符合IEC61850標準的通訊協(xié)議；所述C0RTEX-M3處理器，用來采集和控制開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入以及智能設備的數(shù)據(jù)。
[0028]所述ARM920T微處理器為S3C2440芯片；所述C0RTEX-M3處理器為NXP LPC1766
-H-* I I
心/T O
[0029]所述ARM920T微處理器和C0RTEX-M3處理器之間通過通用異步收發(fā)傳輸器UART相連接。
[0030]如圖1，本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，包括核心處理單元、61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊。
[0031]所述核心處理單元通過所述網(wǎng)絡接口模塊與供電系統(tǒng)的集中監(jiān)控中心相連接。變壓器紅外測溫系統(tǒng)、新風機系統(tǒng)、電量儀檢測模塊、環(huán)境檢測系統(tǒng)、精密空調控制系統(tǒng)、火災消防系統(tǒng)、開關電源UPS監(jiān)控系統(tǒng)、智能電表檢測模塊和蓄電池組在線檢測系統(tǒng)等均通過所述串口通信模塊與所述核心處理單元相連接，核心處理單元將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給61850協(xié)議轉換模塊。
[0032]如圖2為核心處理單元的結構框圖。紅外周界震動、電子圍欄、煙感、水浸開關量信號通過開關量輸入采集模塊傳送給核心處理單元的C0RTEX-M3處理器。風機、水泵、報警器、燈光、除濕機和加熱器等設備通過開關量輸出接口模塊與所述C0RTEX-M3處理器相連接，用于將控制信號傳輸給外部設備，以控制外部設備的運行。風速、水位和溫濕度信號通過模擬量接入模塊傳送給C0RTEX-M3處理器。電鎖、門磁按鈕、讀卡器、報警器和指紋機等通過門禁控制模塊與C0RTEX-M3處理器相連接。
[0033]ARM920T微處理器，將數(shù)據(jù)打包成符合ffiC61850標準的通訊協(xié)議。C0RTEX-M3處理器，用來采集和控制開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入以及智能設備的數(shù)據(jù)。
[0034]C0RTEX-M3處理器為NXP LPC1766芯片，此芯片為核心處理單元用來采集和控制開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入以及智能設備的數(shù)據(jù)。ARM920T微處理器為S3C2440芯片負責將數(shù)據(jù)打包成符合IEC61850標準的通訊協(xié)議。二者通過通用異步收發(fā)傳輸器UART連接。
[0035]本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，實時采集紅外、周界對射、震動、電子圍欄、煙感、水浸等開關量信號和風速、水位，溫濕度等模擬量數(shù)據(jù)以及變壓器紅外測溫系統(tǒng)、新風機系統(tǒng)、電量儀模塊、環(huán)境檢測系統(tǒng)、精密空調控制系統(tǒng)、火災消防系統(tǒng)、開關電源UPS監(jiān)控系統(tǒng)、智能電表檢測模塊、蓄電池組在線檢測系統(tǒng)等智能設備的運行信息。本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，將采集到的信息通過核心處理器或者61850協(xié)議轉換模塊處理后通過網(wǎng)絡接口模塊實時上傳到集中監(jiān)控中心。本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，在運行過程中會根據(jù)事先配置好的聯(lián)動信息，在報警產生時聯(lián)動相關的設備。本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，會對產生的報警信息進行記錄，最多能記錄12萬條報警記錄，具有對開閉所進行高智能化的實時監(jiān)控、提高開閉所的工作質量和效率、保障了開閉所的可靠性和安全性等優(yōu)點。
[0036]如圖3為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的開關量輸入處理過程的示意圖。開關量輸入信號依次通過濾波電路、隔離電路、并串轉換電路等與核心處理單元相連接。
[0037]如圖4為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的開關量輸出處理過程的示意圖。開關量信號由核心處理單元輸出后，依次通過串并轉換電路、信號隔離電路、驅動電路和繼電器后輸出至被控設備，從而實現(xiàn)風機、水泵、報警器、燈光、除濕機和加熱器等被控設備的控制。
[0038]如圖5為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的模擬量輸入處理的示意圖。模擬量輸入信號依次通過I/V電路、濾波電路、電壓跟隨電路、電壓放大電路輸入至核心處理單元的AD轉換接口。
[0039]如圖6為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的串口通訊處理的示意圖。TTL-232電平轉換電路和TTL-485電平轉換電路均通過串口隔離電路與核心處理單元的UART相連接。
[0040]如圖7為本發(fā)明的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路的網(wǎng)絡通訊處理的示意圖。RJ45接口依次通過網(wǎng)絡隔離變壓器、網(wǎng)絡PHY電路與核心處理單元MAC相連接。
[0041]本發(fā)明將物聯(lián)網(wǎng)與智能開閉所的結合應用，將大大提升智能開閉所的信息感知能力、通信支持能力及信息分析能力；將物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術應用于智能開閉所，構建智能開閉所運行及管理信息感知服務中心，為智能開閉所的高級應用提供重要技術支撐。
[0042]本發(fā)明智能開閉所物聯(lián)網(wǎng)輔助監(jiān)控系統(tǒng)在電力行業(yè)中的應用，不僅提高了智能開閉所整體對于環(huán)境的輔助監(jiān)控能力，提高了企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟效益，有效的保證了電力安全供應，而且還增加了與社會各個行業(yè)的交流，進而提升“國家電網(wǎng)”企業(yè)的社會形象，不斷促進企業(yè)的快速發(fā)展。
[0043]對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0044]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，其特征是，包括核心處理單元、61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊；所述61850協(xié)議轉換模塊、DC12V開關電源、DC24V開關電源、板級隔離電源、串口通信模塊、網(wǎng)絡接口模塊、開關量輸入采集模塊、開關量輸出接口模塊、模擬量接入模塊和門禁控制模塊均與所述核心處理單元相連接。 所述DC12V開關電源、DC24V開關電源和板級隔離電源，用于為開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路提供電源；所述開關量輸入采集模塊，用來采集外部的各種開關量報警信號；所述開關量輸出接口模塊，用來輸出控制信號控制外部的設備動作；所述模擬量接入模塊，用來采集外部傳感器的模擬量信號；所述門禁控制模塊，用來接入門禁系統(tǒng)設備，門禁系統(tǒng)設備包括讀卡器、指紋機、門鎖、按鈕、報警器；所述串口通訊模塊，用來采集智能設備的運行信息；所述網(wǎng)絡接口模塊，用來連接外部的網(wǎng)絡交換設備；所述61850協(xié)議轉換模塊，用來將采集到的各種信息轉換成61850格式的數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。
2.根據(jù)權利要求1所述的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，其特征是，所述核心處理單元為CORTEX-M3處理器；61850協(xié)議轉換模塊的主處理器為ARM920T微處理器；所述ARM920T微處理器與所述CORTEX-M3處理器相連接；所述的61850協(xié)議轉換模塊用于將數(shù)據(jù)打包成符合IEC61850標準的通訊協(xié)議；所述CORTEX-M3處理器，用來采集和控制開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入以及智能設備的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求1和2所述的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，其特征是，所述ARM920T微處理器為S3C2440芯片；所述CORTEX-M3處理器為NXP LPC1766芯片。
4.根據(jù)權利要求1和2所述的開閉所物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控電路，其特征是，所述ARM920T微處理器和CORTEX-M3處理器之間通過通用異步收發(fā)傳輸器UART相連接。
【文檔編號】G05B19/418GK104360666SQ201410699518
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權日:2014年11月27日
【發(fā)明者】夏磊, 鄭中勝, 王潯, 凌松, 周遠科, 邵東 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學研究院