專利名稱：用電信息實時采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用戶用電實時信息采集的一種方法以及裝置，特別是一種高實時性的采集裝置，屬于用戶用電實時采集的制造技術(shù)領(lǐng)域，為一種用電信息實時采集器。
背景技術(shù)：
國家電網(wǎng)公司以奉獻(xiàn)清潔能源、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、服務(wù)社會和諧為基本使命，提出建設(shè)涵蓋電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)的統(tǒng)一堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。推動客戶側(cè)新能源和可再生能源分布式發(fā)電，減少對化石燃料的依賴，是未來能源技術(shù)發(fā)展的方向。因此，供電公司需要實時采集用戶用電的實時信息，實現(xiàn)降低用電成本、安全可靠用 H1^ ο目前市場上有各種電力信息采集終端，如符合國網(wǎng)公司用電信息采集新標(biāo)準(zhǔn)的集中器、采集器，以及一些電參數(shù)計量裝置。但是每一種都有一些缺點(diǎn)1)符合國網(wǎng)公司用電信息采集新標(biāo)準(zhǔn)的集中器、采集器只適用于用戶電能表的采集；幻市場上的一些電參數(shù)計量裝置，采集協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，如果要實現(xiàn)用戶采集數(shù)據(jù)集中的話，成本會比較高。因此，需要一種采集裝置，來實現(xiàn)用戶用電信息的實時采集以及統(tǒng)一傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的問題是現(xiàn)有的用戶用電信息由于采集裝置各自獨(dú)立，采集協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，所采集的數(shù)據(jù)難于集中傳輸和集中管理。本實用新型的技術(shù)方案為用電信息實時采集器，包括電能信息采集模塊、MCU模塊、無線通信模塊、以太網(wǎng)模塊和存儲器，電能信息采集模塊、無線通信模塊、以太網(wǎng)模塊和存儲器分別與MCU模塊連接，電能信息采集模塊和無線通信模塊通過RS232接口與MCU模塊連接，電能信息采集模塊通過RS485接口連接用戶電參數(shù)計量設(shè)備。所述MCU模塊采用型號為STM32F103的MCU芯片，所述無線通信模塊采用型號為 CCllOO和MC13192的射頻芯片，所述以太網(wǎng)模塊為以太網(wǎng)通訊接口，所述電能信息采集模塊采用型號為SP485的半雙工收發(fā)器芯片。本實用新型技術(shù)方案的有益效果是1)實時采集本實用新型采用自下而上的數(shù)據(jù)主動上報方式，電能信息采集模塊主動采集數(shù)據(jù)，再上傳給上位管理系統(tǒng)，采集周期可根據(jù)需要自動設(shè)置，對于上位電能管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對比分析等功能來說，即方便又實時；2)支持多種采集協(xié)議本實用新型采集時可以支持多種采集協(xié)議，通過設(shè)定采集裝置中與具體連接的用戶電參數(shù)計量設(shè)備的通訊協(xié)議來實現(xiàn)，屏蔽了上位電能管理系統(tǒng)對不同協(xié)議的數(shù)據(jù)處理復(fù)雜性，簡單實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的集中傳輸，集中管理，而且對于本實用新型用電信息實時采集器來說，在電能信息采集模塊和MCU模塊的配合下，擴(kuò)展新的協(xié)議也比較方便；3)兩種傳輸接口 本實用新型的信息采集裝置提供了無線和以太網(wǎng)兩種方式傳輸數(shù)據(jù)，給具體安裝實施時提供了靈活性，而不會受具體環(huán)境的限制。
圖1為本實用新型信息采集采集器的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實用新型電能信息采集模塊的電路原理圖。圖3為本實用新型MCU模塊的電路原理圖。圖4為本實用新型無線通信模塊的電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型實現(xiàn)適應(yīng)多種用戶電參數(shù)計量設(shè)備的實時采集與統(tǒng)一傳輸。通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)用電信息實時采集器包括電能信息采集模塊、MCU模塊、無線通信模塊、以太網(wǎng)模塊和存儲器。所述電能信息采集模塊和存儲器均與MCU模塊相連，具有無線信息發(fā)射和無線信息接受功能的無線模塊和以太網(wǎng)模塊也與MCU模塊通信連接。用電信息實時采集器中，無線通信模塊通過一路RS232與MCU模塊相連，采用全雙工模式實現(xiàn)無線通信模塊到MCU模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；電能信息采集模塊通過RS485接口連接用戶電參數(shù)計量設(shè)備，并通過內(nèi)部的TTL電平，由RS232與MCU模塊相連。其中，所述MCU 模塊采用型號為STM32F103的芯片，所述MCU模塊采用型號為STM32F103的MCU芯片，所述無線通信模塊采用型號為CCllOO和MC13192的射頻芯片，所述以太網(wǎng)模塊為以太網(wǎng)通訊接口，所述電能信息采集模塊采用型號為SP485的半雙工收發(fā)器芯片。電能信息采集模塊的電路原理圖如圖2所示，MCU模塊的電路原理圖如圖3所示，無線通信模塊的電路原理圖如圖4所示。本實用新型的實時信息采集方法，特點(diǎn)是采集數(shù)據(jù)的實時性。采用RS485線連接到各種電參數(shù)采集模塊，同時適應(yīng)DL/T645-1997，DL/T645-2007協(xié)議、M0DBUS-RTU通訊規(guī)約，以達(dá)到適用各種電參數(shù)計量設(shè)備。本實用新型的用電信息實時采集器可以通過RS485 線最多支持接入32個用戶電參數(shù)計量設(shè)備，采用輪采模式采集，同時按保存周期保存一定量的數(shù)據(jù)，支持定時上報保存數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)的實時召測。本實用新型用電信息實時采集器的統(tǒng)一傳輸方法，特點(diǎn)是采集的數(shù)據(jù)按統(tǒng)一方式傳輸。采用數(shù)據(jù)抽象的方式，把采集的各種數(shù)據(jù)抽象成數(shù)據(jù)標(biāo)識與數(shù)據(jù)值的方式，然后再傳輸?shù)缴衔浑娔芄芾硐到y(tǒng)中，本實用新型采用兩種傳輸方式，一種是通過以太網(wǎng)傳輸，另一種是通過無線方式傳輸。對于布線方便的用戶可以采用以太網(wǎng)傳輸，反之，則可通過無線方式傳輸。如果采用以太網(wǎng)方式傳輸，本實用新型所述模塊可直接與上位電能管理系統(tǒng)通信，反之，則需要一個無線轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的路由裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)換后再與相關(guān)的管理系統(tǒng)通信。信息采集裝置首先按以下步驟進(jìn)行初始化(SlOl)根據(jù)上位電能管理系統(tǒng)所管理的電能數(shù)據(jù)，配置電能信息采集模塊連接的用戶電參數(shù)計量設(shè)備的通信信息、協(xié)議信息、能采集到的數(shù)據(jù)項信息；(S102)上位電能管理系統(tǒng)把配步驟(SlOl)的配置信息設(shè)置到用電實時信息采集裝置的MCU模塊中，同時發(fā)送時間信息、上報周期的設(shè)置信息，與用電實時信息采集裝置進(jìn)行對時并約定上報周期；
4[0024](S103)用電實時信息采集裝置根據(jù)配置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集抄收。數(shù)據(jù)實時采集(S201)用電信息實時采集器將所連接的用戶電參數(shù)計量設(shè)備編上序號；(S202)MCU模塊根據(jù)序號控制電能信息采集模塊輪流采集相關(guān)的用戶電參數(shù)計量設(shè)備信息，采集的數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)抽象的方式，把采集的各種數(shù)據(jù)抽象成數(shù)據(jù)標(biāo)識與數(shù)據(jù)值的方式，存儲至存儲器，在采集時，電能信息采集模塊自動適應(yīng)不同的用戶電參數(shù)計量設(shè)備支持的協(xié)議；(S20;3)MCU模塊對于未采集到數(shù)據(jù)的用戶電參數(shù)計量設(shè)備，控制電能信息采集模塊進(jìn)行補(bǔ)采，在補(bǔ)采三次后，還是未采到數(shù)據(jù)的，則作為事件保存至存儲器，同時觸發(fā)事件實時主動上報到上位電能管理系統(tǒng)，同時采集的其他用戶電參數(shù)計量設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲至存儲器；(S204)設(shè)置數(shù)據(jù)上報周期，MCU模塊根據(jù)上報周期，自動凍結(jié)采集到的實時數(shù)據(jù)， 并實時上報到上位電能管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)傳輸:MCU模塊把數(shù)據(jù)分成實時數(shù)據(jù)、凍結(jié)數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)三大類上傳給上位電能管理系統(tǒng)，實時數(shù)據(jù)指在輪流采集用戶電參數(shù)計量設(shè)備過程中實時采集到的數(shù)據(jù)，上位電能管理系統(tǒng)主動召喚時上傳；凍結(jié)數(shù)據(jù)指在上報周期到來時，MCU模塊把采集到的實時數(shù)據(jù)凍結(jié)成的數(shù)據(jù)，MCU 模塊把凍結(jié)數(shù)據(jù)通過無線通信模塊或以太網(wǎng)模塊按照上報周期主動上報給上位電能管理系統(tǒng)；事件數(shù)據(jù)指在采集過程中的異常事件，MCU模塊對采集中的異常情況作為事件保存至存儲器后，主動上報給上位電能管理系統(tǒng)。下面參照附圖并結(jié)合實例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本實用新型不限于所給出的例子。假設(shè)某一用電用戶是一個辦公樓宇，按照明、插座、配電房等布線，并已實現(xiàn)了相關(guān)線路采用多功能電能表、電參數(shù)計量設(shè)備等多種品牌設(shè)備對用電數(shù)據(jù)進(jìn)行計量，現(xiàn)在需要把用電計量數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)侥骋还芾硐到y(tǒng)上進(jìn)行分析統(tǒng)計，其包括如下步驟第一步、在相應(yīng)的多功能電能表、電參數(shù)計量設(shè)備附件加裝本實用新型所述電能信息實時采集傳輸模塊；如果多功能電能表、電參數(shù)計量設(shè)備安裝較集中，可以采用一個電能信息實時采集傳輸模塊接多個計量設(shè)備。電能信息實時采集傳輸模塊采用以太網(wǎng)方式接入該辦公樓宇內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。第二步、管理系統(tǒng)按本實用新型初始化流程，對電能信息實時采集傳輸模塊進(jìn)行初始化；部署完畢后，可以看到如下效果管理軟件每隔設(shè)定的上報周期，就會收到相應(yīng)的計量設(shè)備的數(shù)據(jù)。綜上可見，本實用新型滿意實現(xiàn)了 1)實時采集本實用新型中所述的電能信息實時采集傳輸模塊，采用自下而上的數(shù)據(jù)主動上報方式，采集周期可根據(jù)需要自動設(shè)置。 2)適用于多種標(biāo)準(zhǔn)接口的電參數(shù)計量設(shè)備本實用新型中所述的電能信息實時采集傳輸模塊，集成了多種標(biāo)準(zhǔn)接口，在初始化時設(shè)置好相關(guān)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，即可實現(xiàn)電參數(shù)計量設(shè)備
5上用戶用電數(shù)據(jù)的采集；3)兩種傳輸接口 本實用新型中所述的電能信息實時采集傳輸模塊，提供了無線和以太網(wǎng)兩種方式傳輸數(shù)據(jù)，對于可接入內(nèi)網(wǎng)和不方便接入內(nèi)網(wǎng)兩種情況都給予了考慮，給具體安裝實施時提供了靈活性。
權(quán)利要求1.用電信息實時采集器，其特征是包括電能信息采集模塊、MCU模塊、無線通信模塊、 以太網(wǎng)模塊和存儲器，電能信息采集模塊、無線通信模塊、以太網(wǎng)模塊和存儲器分別與MCU 模塊連接，電能信息采集模塊和無線通信模塊通過RS232接口與MCU模塊連接，電能信息采集模塊通過RS485接口連接用戶電參數(shù)計量設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電信息實時采集器，其特征是所述MCU模塊采用型號為 STM32F103的MCU芯片，所述無線通信模塊采用型號為CC1100和MC13192的射頻芯片，所述以太網(wǎng)模塊為以太網(wǎng)通訊接口，所述電能信息采集模塊采用型號為SP485的半雙工收發(fā)器芯片。
專利摘要用電信息實時采集器，包括電能信息采集模塊、MCU模塊、無線通信模塊、以太網(wǎng)模塊和存儲器，電能信息采集模塊、無線通信模塊、以太網(wǎng)模塊和存儲器分別與MCU模塊連接，電能信息采集模塊和無線通信模塊通過RS232接口與MCU模塊連接，電能信息采集模塊通過RS485接口連接用戶電參數(shù)計量設(shè)備。采集時可以支持多種采集協(xié)議，實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的集中傳輸，集中管理，不受具體環(huán)境的限制。
文檔編號G08C17/02GK201984624SQ201120068520
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者初方, 楊少華, 趙曉波, 錢亞東, 顏肅 申請人:江蘇省電力公司南京供電公司, 江蘇蘇源高科技有限公司