電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，屬于數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和大規(guī)模集成電路的高速發(fā)展，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)出現(xiàn)了向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。以計(jì)算機(jī)技術(shù)、芯片技術(shù)和以軟件為核心的嵌入式系統(tǒng)(Embedded System)再度成為當(dāng)前研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。相對(duì)于通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是目的性和針對(duì)性強(qiáng)，即每一套嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)都有其特殊的應(yīng)用場(chǎng)合和特定功能，且通常具有實(shí)時(shí)性高、功耗低、體積小、集成度高、成本低等特點(diǎn)。遠(yuǎn)程電能量數(shù)據(jù)采集終端(ERTU)在電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中是介于計(jì)量主站與費(fèi)率裝置(電能表)之間的中間設(shè)備，主要完成電能量數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)等功能。嵌入式技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有著悠久的歷史，早在幾年前國(guó)內(nèi)就已經(jīng)開(kāi)始引進(jìn)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(Real TimeOperat1n System — RT0S)為核心的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。隨著近年來(lái)電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度的不斷提高及嵌入式技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式技術(shù)越來(lái)越廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)控、自動(dòng)裝置、微機(jī)保護(hù)、集散控制等各個(gè)領(lǐng)域，其中電能計(jì)量系統(tǒng)由于其自身的用電用戶(hù)分散性和管理網(wǎng)絡(luò)化的需要，應(yīng)用嵌入式技術(shù)將大大提高系統(tǒng)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，以便能夠更好地針對(duì)電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
[0005]一種電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，包括中央控制器CPU，中央控制器CPU上連接有GPS模塊、I/o接口、RS-232接口、GPRS模塊、FLASH EPROM、電子盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和多串口采集卡，上述GPS模塊上設(shè)置有GPS天線(xiàn)，多串口采集卡通過(guò)RS-485接口與多功能電能表相連接；GPRS模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接有主站系統(tǒng)服務(wù)器。
[0006]進(jìn)一步地，中央控制器CPU上還設(shè)置有以太網(wǎng)接口，支持TCP/IP協(xié)議，所述CPU上的存儲(chǔ)器分為兩部分:512kB的FLASH EPR0M，用于運(yùn)行程序及各個(gè)中間變量的存放；一塊64MB的Disk On Chip的電子盤(pán)，用于存放抄收的電能量數(shù)據(jù)，最多可擴(kuò)展到1G。
[0007]進(jìn)一步地，中央控制器CPU還設(shè)置有帶有PC104接口的4通道多串口卡，用多串口擴(kuò)展出8個(gè)串口用以連接本地電能表。
[0008]進(jìn)一步地，中央控制器CPU上連接有兼容標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示接口的單色液晶顯示屏，顯示分辨率320 X 240 ；
進(jìn)一步地，中央控制器CPU用PC-AT鍵盤(pán)接口連接的輸入鍵盤(pán)，用作用戶(hù)輸入設(shè)備。
[0009]該發(fā)明裝置集數(shù)據(jù)抄收、存儲(chǔ)、處理、無(wú)線(xiàn)上傳等功能于一身，系統(tǒng)可采集32/64路脈沖輸入信號(hào)，脈沖掃描周期為10ms，采樣分辨率不小于40ms，具有硬件濾波，同時(shí)軟件根據(jù)電能表類(lèi)型和脈寬進(jìn)行濾波處理。利用電能量采集系統(tǒng)提供4路RS-485接口，每個(gè)RS-485接口可接入32只多功能電子式電能表，還可以擴(kuò)展。抄收間隔由主站遠(yuǎn)方設(shè)定，也可在采集系統(tǒng)方設(shè)定，每個(gè)從電能表讀取的數(shù)據(jù)加入時(shí)間信息存儲(chǔ)為帶有時(shí)標(biāo)的數(shù)據(jù)，電量采集系統(tǒng)的時(shí)間信息是通過(guò)系統(tǒng)中的GPS模塊進(jìn)行精確授時(shí)，采集系統(tǒng)通過(guò)GPS時(shí)鐘完成校時(shí)并可以對(duì)多功能電子式電能表進(jìn)行廣播方式的校時(shí)，該嵌入式電能量采集系統(tǒng)既可以同脈沖式與脈沖式電表終端通信，也可以同數(shù)字接口全電子式電能表終端通信，同時(shí)提供了一個(gè)GPRS接口，支持TCP/IP協(xié)議，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳給主站服務(wù)器。
[0010]該發(fā)明的有益效果在于:該發(fā)明裝置以高速發(fā)展的嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以為用戶(hù)提供一個(gè)無(wú)線(xiàn)互連平臺(tái)，使得采集完的電能數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確無(wú)誤的上傳給主站系統(tǒng)，利用采集系統(tǒng)中GPS模塊的授時(shí)可保證采集電能數(shù)據(jù)時(shí)間的確定性。該裝置具有很好的實(shí)時(shí)性、可靠性和可擴(kuò)展性，性能價(jià)格比高，能夠滿(mǎn)足電力市場(chǎng)對(duì)電能采集和傳輸可靠性高、速度快、維護(hù)方便、穩(wěn)定性及擴(kuò)展性的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中所使用裝置結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便更好的理解本發(fā)明。
[0013]如圖1所示的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，包括中央控制器CPU，中央控制器CPU上連接有GPS模塊、I/O接口、RS-232接口、GPRS模塊、FLASH EPROM、電子盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和多串口采集卡，上述GPS模塊上設(shè)置有GPS天線(xiàn)，多串口采集卡通過(guò)RS-485接口與多功能電能表相連接；GPRS模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接有主站系統(tǒng)服務(wù)器。
[0014]中央控制器CPU上還設(shè)置有以太網(wǎng)接口，支持TCP/IP協(xié)議，所述CPU上的存儲(chǔ)器分為兩部分:512kB的FLASH EPR0M，用于運(yùn)行程序及各個(gè)中間變量的存放；一塊64MB的Disk On Chip的電子盤(pán)，用于存放抄收的電能量數(shù)據(jù)，最多可擴(kuò)展到1G。
[0015]中央控制器CPU還設(shè)置有帶有PC104接口的4通道多串口卡，用多串口擴(kuò)展出8個(gè)串口用以連接本地電能表。中央控制器CPU上連接有兼容標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示接口的單色液晶顯示屏，顯示分辨率320 X 240 ;中央控制器CPU用PC-AT鍵盤(pán)接口連接的輸入鍵盤(pán)，用作用戶(hù)輸入設(shè)備。
[0016]該發(fā)明裝置集數(shù)據(jù)抄收、存儲(chǔ)、處理、無(wú)線(xiàn)上傳等功能于一身，系統(tǒng)可采集32/64路脈沖輸入信號(hào)，脈沖掃描周期為10ms，采樣分辨率不小于40ms，具有硬件濾波，同時(shí)軟件根據(jù)電能表類(lèi)型和脈寬進(jìn)行濾波處理。利用電能量采集系統(tǒng)提供4路RS-485接口，每個(gè)RS-485接口可接入32只多功能電子式電能表，還可以擴(kuò)展。抄收間隔由主站遠(yuǎn)方設(shè)定，也可在采集系統(tǒng)方設(shè)定，每個(gè)從電能表讀取的數(shù)據(jù)加入時(shí)間信息存儲(chǔ)為帶有時(shí)標(biāo)的數(shù)據(jù)，電量采集系統(tǒng)的時(shí)間信息是通過(guò)系統(tǒng)中的GPS模塊進(jìn)行精確授時(shí)，采集系統(tǒng)通過(guò)GPS時(shí)鐘完成校時(shí)并可以對(duì)多功能電子式電能表進(jìn)行廣播方式的校時(shí)，該嵌入式電能量采集系統(tǒng)既可以同脈沖式與脈沖式電表終端通信，也可以同數(shù)字接口全電子式電能表終端通信，同時(shí)提供了一個(gè)GPRS接口，支持TCP/IP協(xié)議，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳給主站服務(wù)器。
[0017]數(shù)據(jù)采集單元系統(tǒng)的硬件核心用標(biāo)準(zhǔn)PC104 “夾層總線(xiàn)”方式和嵌入式操作系統(tǒng)提供應(yīng)用程序的運(yùn)行平臺(tái)，提高軟硬件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和系統(tǒng)的復(fù)用性，微處理器采用了 Intel486處理器平臺(tái)，其速度為10MHz，且可用程序改變；它包含一個(gè)以太網(wǎng)接口，支持TCP/IP協(xié)議，存儲(chǔ)器分為兩部分:512kB的FLASH EPROM (用于運(yùn)行程序及各個(gè)中間變量的存放)；一塊64MB的Disk On Chip的電子盤(pán)(用于存放抄收的電能量數(shù)據(jù)，最多可擴(kuò)展到1G)。帶有PC104接口的4通道多串口卡，用多串口擴(kuò)展出8個(gè)串口用以連接本地電能表，系統(tǒng)還采用了以下用戶(hù)接口設(shè)備:一塊兼容標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示接口的單色液晶顯示屏，顯示分辨率320X240 ;用PC-AT鍵盤(pán)接口連接的輸入鍵盤(pán)，用作用戶(hù)輸入設(shè)備。
[0018]數(shù)據(jù)采集單元的時(shí)間是通過(guò)GPS標(biāo)準(zhǔn)模塊輸出的同步時(shí)間信號(hào)校訂，GPS模塊通過(guò)RS-232接口與數(shù)據(jù)采集單元通信，從電能表采集到的電能數(shù)據(jù)加上時(shí)間信息，存儲(chǔ)到電子盤(pán)中，然后上傳給主站帶時(shí)標(biāo)的電能數(shù)據(jù)。
[0019]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，包括中央控制器CPU，其特征在于:所述中央控制器CPU上連接有GPS模塊、I/O接口、RS-232接口、GPRS模塊、FLASH EPROM、電子盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和多串口采集卡，所述GPS模塊上設(shè)置有GPS天線(xiàn)，所述多串口采集卡通過(guò)RS-485接口與多功能電能表相連接；所述GPRS模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接有主站系統(tǒng)服務(wù)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述中央控制器CPU上還設(shè)置有以太網(wǎng)接口，所述CPU上的存儲(chǔ)器分為兩部分:512kB的FLASH EPR0M，用于運(yùn)行程序及各個(gè)中間變量的存放；一塊64MB的Disk On Chip的電子盤(pán)，用于存放抄收的電能量數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述中央控制器CPU還設(shè)置有帶有PC104接口的4通道多串口卡，用多串口擴(kuò)展出8個(gè)串口用以連接本地電能表。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述中央控制器CPU上連接有兼容標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示接口的單色液晶顯示屏，顯示分辨率320 X 240。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述中央控制器CPU用PC-AT鍵盤(pán)接口連接的輸入鍵盤(pán)，用作用戶(hù)輸入設(shè)備。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，包括中央控制器CPU，中央控制器CPU上連接有GPS模塊、I/O接口、RS-232接口、GPRS模塊、FLASHEPROM、電子盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和多串口采集卡，上述GPS模塊上設(shè)置有GPS天線(xiàn)，多串口采集卡通過(guò)RS-485接口與多功能電能表相連接；GPRS模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接有主站系統(tǒng)服務(wù)器。該發(fā)明裝置可以為用戶(hù)提供一個(gè)無(wú)線(xiàn)互連平臺(tái)，使得采集完的電能數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確無(wú)誤的上傳給主站系統(tǒng)，利用采集系統(tǒng)中GPS模塊的授時(shí)可保證采集電能數(shù)據(jù)時(shí)間的確定性。該裝置具有很好的實(shí)時(shí)性、可靠性和可擴(kuò)展性，性能價(jià)格比高，能夠滿(mǎn)足電力市場(chǎng)對(duì)電能采集和傳輸可靠性高、速度快、維護(hù)方便、穩(wěn)定性及擴(kuò)展性的需求。
【IPC分類(lèi)】G08C17/02, G08C19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105513311
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410498650
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】青島鑫益發(fā)工貿(mào)有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2014年9月26日