專利名稱：一種可對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行單點(diǎn)監(jiān)控的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行單點(diǎn)監(jiān)控的裝置，屬于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的 智能電網(wǎng)方向。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)生活中對(duì)各種低壓用電設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控具有極大的現(xiàn)實(shí)意義，可以即時(shí) 處理故障，節(jié)約能源，降低維護(hù)費(fèi)用，增進(jìn)系統(tǒng)可靠性。目前已經(jīng)存在一種采用“單片機(jī)+GPRS”的方式對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的方法， 即通過(guò)單片機(jī)及檢測(cè)電路采集用電設(shè)備的工作狀態(tài)信息，再通過(guò)GPRS來(lái)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程上位 機(jī)的通訊。這種做法的缺點(diǎn)是監(jiān)控模塊功耗較大，不節(jié)能。目前還存在一種采用“單片機(jī)+ZigBee”的方式對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的方法， 即通過(guò)單片機(jī)及檢測(cè)電路采集用電設(shè)備的工作狀態(tài)信息，再通過(guò)ZigBee來(lái)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程上 位機(jī)的通訊。這種方法克服了“單片機(jī)+GPRS”的方式高功耗的缺點(diǎn)，但由于ZigBee是一種 近距離小范圍的無(wú)線組網(wǎng)通信技術(shù)，不適合與距離較遠(yuǎn)的上位機(jī)進(jìn)行通訊。上述兩種方法所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品，都存在成本較高，產(chǎn)品體積較大不便于安裝的缺 點(diǎn)，只能應(yīng)用于特定的場(chǎng)合，滿足特殊的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足生產(chǎn)生活中對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行較為經(jīng)濟(jì)的集中監(jiān)控的需要，本發(fā)明提 出一種采用“單片機(jī)+電能計(jì)量+繼電器+電力線載波通訊”方式對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行單 點(diǎn)監(jiān)控的裝置。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為設(shè)計(jì)一種體積小巧的硬件模塊，兼 有數(shù)據(jù)采集、通斷控制及電力線載波通訊功能，使用時(shí)串接在電力線與低壓用電設(shè)備之間。本發(fā)明的有益效果是，本裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行單點(diǎn)監(jiān)控的功能，功耗 低、成本低廉、體積小巧、安裝簡(jiǎn)便、組網(wǎng)簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明所描述的裝置的硬件系統(tǒng)原理圖。圖2為本發(fā)明所描述的裝置的軟件系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中，本發(fā)明的硬件設(shè)計(jì)分6部分S0C芯片、電源、PLC模擬前端、電能采集、 繼電器控制單元、RS232通訊接口。SOC芯片集成了 51單片機(jī)內(nèi)核、2個(gè)串行通訊口、 3個(gè)定時(shí)器、PLC通訊控制器、電能計(jì)量單元和IO 口。電源從電力線上取電，給終端供電。 PLC模擬前端包括電力載波信號(hào)接收和發(fā)送模塊。接收模塊負(fù)責(zé)從電力線上解調(diào)特定頻 率(120KHZ)的電力載波信號(hào)給PLC通信控制器的接收端。發(fā)送模塊將PLC通信控制器接收端的信號(hào)放大并加載到電力線上。電能采集包括電壓采集和電流采集。電壓采集為分 壓采集，電流采集為電流轉(zhuǎn)電壓采集。繼電器控制單元在SOC內(nèi)的IO 口通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控 制繼電器開(kāi)關(guān)。RS232通訊接口 完成TTL電平和EIA電平的雙向轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)與模塊外部的 RS232通訊。按照這樣的設(shè)計(jì)生產(chǎn)出來(lái)的硬件模塊，體積小巧，可安裝于墻壁開(kāi)關(guān)插座的暗盒內(nèi)。在圖2中，本發(fā)明的軟件設(shè)計(jì)分3部分應(yīng)用層、接口層和驅(qū)動(dòng)層。應(yīng)用層包括通 訊處理模塊、策略處理模塊和組網(wǎng)服務(wù)模塊。通訊處理模塊處理上層下發(fā)的即時(shí)處理命令， 策略處理模塊分析上層下發(fā)的策略、存儲(chǔ)信息并執(zhí)行響應(yīng)操作，組網(wǎng)服務(wù)模塊包括初次組 網(wǎng)服務(wù)、路由更新服務(wù)和重新組網(wǎng)服務(wù)。接口層作為應(yīng)用層和驅(qū)動(dòng)層的接口實(shí)現(xiàn)一些特定 的功能供應(yīng)用層直接調(diào)用。驅(qū)動(dòng)層包括E印rom驅(qū)動(dòng)、串口驅(qū)動(dòng)、PLC驅(qū)動(dòng)、繼電器驅(qū)動(dòng)和時(shí) 間驅(qū)動(dòng)。E印rom驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)^prom的讀寫操作，串口驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)串口通過(guò)協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)， PLC驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)載波信號(hào)的接收和發(fā)送，繼電器驅(qū)動(dòng)通過(guò)一個(gè)IO 口控制繼電器的開(kāi)關(guān)， 時(shí)間驅(qū)動(dòng)通過(guò)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間、鬧鐘功能和延時(shí)功能。通過(guò)上述的軟硬件設(shè)計(jì)，在一個(gè)體積小巧的硬件模塊內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、通斷控 制及電力線載波通訊功能，可以采集低壓用電設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，可以根據(jù)設(shè)定的策略進(jìn)行 通斷控制，還可以與支持電力線載波通訊的上位機(jī)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。
權(quán)利要求
1.一種可對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行單點(diǎn)監(jiān)控的裝置，其特征是兼有數(shù)據(jù)采集、通斷控制 及電力線載波通訊功能，可以采集低壓用電設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，可以根據(jù)設(shè)定的策略進(jìn)行通 斷控制，還可以與支持電力線載波通訊的上位機(jī)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行單點(diǎn)監(jiān)控的裝置，其特征是硬件設(shè) 計(jì)包括SOC芯片、電源、PLC模擬前端、電能采集、繼電器控制單元、RS232通訊接口，SOC芯 片集成了 51單片機(jī)內(nèi)核、2個(gè)串行通訊口、3個(gè)定時(shí)器、PLC通訊控制器、電能計(jì)量單元和IO 口，電源從電力線上取電并給終端供電，PLC模擬前端包括電力載波信號(hào)接收和發(fā)送模塊， 電能采集包括電壓采集和電流采集，繼電器控制單元在SOC內(nèi)的IO 口通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制 繼電器開(kāi)關(guān)，RS232通訊接口完成TTL電平和EIA電平的雙向轉(zhuǎn)換從而實(shí)現(xiàn)與模塊外部的 RS232通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行單點(diǎn)監(jiān)控的裝置，其特征是軟件設(shè) 計(jì)包括應(yīng)用層、接口層和驅(qū)動(dòng)層，應(yīng)用層包括通訊處理模塊、策略處理模塊和組網(wǎng)服務(wù)模 塊，通訊處理模塊處理上層下發(fā)的即時(shí)處理命令，策略處理模塊分析上層下發(fā)的策略、存儲(chǔ) 信息并執(zhí)行響應(yīng)操作，組網(wǎng)服務(wù)模塊包括初次組網(wǎng)服務(wù)、路由更新服務(wù)和重新組網(wǎng)服務(wù)， 接口層作為應(yīng)用層和驅(qū)動(dòng)層的接口實(shí)現(xiàn)一些特定的功能供應(yīng)用層直接調(diào)用，驅(qū)動(dòng)層包括 Eeprom驅(qū)動(dòng)、串口驅(qū)動(dòng)、PLC驅(qū)動(dòng)、繼電器驅(qū)動(dòng)和時(shí)間驅(qū)動(dòng)，Eeprom驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)e印rom的 讀寫操作，串口驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)串口通過(guò)協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)，PLC驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)載波信號(hào)的接收和發(fā) 送，繼電器驅(qū)動(dòng)通過(guò)一個(gè)IO 口控制繼電器的開(kāi)關(guān)，時(shí)間驅(qū)動(dòng)通過(guò)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間、鬧 鐘功能和延時(shí)功能。
全文摘要
一種可對(duì)低壓用電設(shè)備進(jìn)行單點(diǎn)監(jiān)控的裝置。設(shè)計(jì)一種體積小巧的硬件模塊，兼有數(shù)據(jù)采集、通斷控制及電力線載波通訊功能，使用時(shí)串接在電力線與低壓用電設(shè)備之間。硬件設(shè)計(jì)分6部分SOC芯片、電源、PLC模擬前端、電能采集、繼電器控制單元、RS232通訊接口。軟件設(shè)計(jì)分3部分應(yīng)用層、接口層和驅(qū)動(dòng)層?？梢圆杉蛪河秒娫O(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，可以根據(jù)設(shè)定的策略進(jìn)行通斷控制，還可以與支持電力線載波通訊的上位機(jī)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。本裝置功耗低、成本低廉、體積小巧、安裝簡(jiǎn)便、組網(wǎng)簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模應(yīng)用。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102005822SQ201010577188
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者劉志剛, 張豪, 李奇富, 林春艾, 王建偉, 郭鵬偉 申請(qǐng)人:無(wú)錫天鴻信息技術(shù)有限公司