專利名稱：配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種通信管理設(shè)備，特別是一種配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機。
背景技術(shù)：
配電自動化系統(tǒng)是對配電網(wǎng)上的設(shè)備進行遠方實時監(jiān)視、協(xié)調(diào)和控制的一個集成系統(tǒng)。配電網(wǎng)自動化需借助可靠的通信手段將現(xiàn)場配電終端所采集的各種信息傳至配電主站/子站，同時將配電主站/子站的數(shù)據(jù)下發(fā)到現(xiàn)場配電終端。然而，不是所有現(xiàn)場配電終端均具備遠距離通信的接口，部分配電終端僅具備串行通信接口或短距離無線通信接口，不同的接口需要進行不同的通信規(guī)約轉(zhuǎn)換，但是在配電房中，因安全等因素導致空間小，而 每一個的通信規(guī)約轉(zhuǎn)換器都需要占用一個存放空間，這樣便提高了空間要求，同時，因為每個通信規(guī)約轉(zhuǎn)換器都要轉(zhuǎn)換成標準規(guī)約，多個轉(zhuǎn)換器就會導致在標準規(guī)約轉(zhuǎn)換上的重復和資源浪費。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種占用空間小、可進行集約化管理規(guī)約轉(zhuǎn)換的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機。本實用新型的目的是通過以下途徑來實現(xiàn)的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其結(jié)構(gòu)要點在于，包括有主處理模塊、無線通信模塊、復數(shù)個串行接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊以及與主處理模塊連接的數(shù)據(jù)存儲器，其中無線通信模塊與現(xiàn)場無線通信配電終端相連接，串行接口模塊與具有串行通信口的現(xiàn)場配電終端相連接，網(wǎng)絡(luò)通信模塊與采用標準規(guī)約的配電主站/子站數(shù)據(jù)傳輸連接；而無線通信模塊、復數(shù)個串行接口模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊均分別與主處理模塊雙向通信連接。主處理模塊為一種標準規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊，無線通信模塊和串行接口模塊將從現(xiàn)場配電終端接收來的數(shù)據(jù)進行規(guī)約解析，解析后的數(shù)據(jù)傳送給主處理模塊，由主處理模塊對解析后的數(shù)據(jù)采用標準規(guī)約進行處理打包，然后經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送給配電主站/子站；當數(shù)據(jù)從配電主站/子站返回時，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳送給主處理模塊，由主處理模塊進行標準規(guī)約解析，之后傳送給對應(yīng)的無線通信模塊或者串行接口模塊進行對應(yīng)的規(guī)約處理打包，再傳送給相應(yīng)的現(xiàn)場配電終端，從而實現(xiàn)不同現(xiàn)場配電終端與配電主站/子站之間不同通信規(guī)約的轉(zhuǎn)換，解決了各種通信規(guī)約不兼容、無法互聯(lián)的問題，集約化的對配電網(wǎng)自動化遠程通信進行有機管理，設(shè)備體積小，占用空間，標準規(guī)約轉(zhuǎn)換處理功能集中化處理，不再重復浪費資源。本實用新型可以進一步具體為數(shù)據(jù)存儲器為一種FLASH數(shù)據(jù)存儲器。數(shù)據(jù)存儲器是作為在主處理模塊中通信時進行數(shù)據(jù)緩存或存儲的設(shè)備。主處理模塊包括有依序連接的標準規(guī)約解析模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和標準規(guī)約打包模塊。[0011]這樣，接收來自現(xiàn)場配電終端的數(shù)據(jù)進行標準規(guī)約打包發(fā)送給配電主站/子站；或者是接收來自配電主站/子站的數(shù)據(jù)進行規(guī)約解析，然后發(fā)送給相應(yīng)通信模塊傳送給現(xiàn)場配電終端。[0012]本實用新型還可以進一步具體為所述的主處理器模塊采用Rabbit公司工業(yè)級RCM6700模塊，數(shù)據(jù)存儲器使用Rabbit 6000微處理器內(nèi)置IM的SRAM。無線通信模塊為一種ZipBee通信模塊，具體為一種Digi公司的XBee PRO模塊。網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括有以太網(wǎng)接口模塊和GPRS通信模塊。其中GPRS通信模塊采用中興公司的ME3000模塊。以太網(wǎng)接口模塊采用所述的主處理器模塊內(nèi)置的以太網(wǎng)接口模塊，并外加I個RJ-45連接器。所述的各通信接口模塊與所述的主處理器模塊通過6個(可配置)高速CMOS兼容的串口連接，所述的串行接口類型包括RS-232接口、RS-485接口。綜上所述，本實用新型所述的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機的優(yōu)點在于可實現(xiàn)不同配電終端與配電主站/子站間不同通信規(guī)約的轉(zhuǎn)換，與配電主站/子站的通信有GPRS和以太網(wǎng)兩種方式供選擇，具備多個串行通信接口，實現(xiàn)自定義規(guī)約及DL/T645規(guī)約與IEC60870-5-104通信規(guī)約間的轉(zhuǎn)換，并可根據(jù)不同應(yīng)用場合進行規(guī)約的添加及擴展，可應(yīng)用于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的小區(qū)集中抄表、大用戶抄表、線路狀態(tài)監(jiān)測等。

圖I所示為本實用新型所述配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本實用新型主處理器模塊及各個通信模塊的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)圖。下面結(jié)合實施例對本實用新型做進一步描述。
具體實施例最佳實施例參照附圖I，配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，包括了一個RS-232接口、四個RS-485接口、一個ZigBee通信模塊、一個GPRS通信模塊及一個以太網(wǎng)接口模塊，其要點在于所述主處理器模塊RCM6700的硬件資源包括6個(可配置)高速CMOS兼容的串口，I個以太網(wǎng)接口模塊，IM程序FLASH，IM快速SRAM，32個GPIO等，與外圍電路的接口總線采用52-pin Mini PCI。所述數(shù)據(jù)存儲器為所述主處理器模塊硬件資源上的IM快速SRAM。所述RS-232接口作為調(diào)試接口并可轉(zhuǎn)為RS-485接口，復用一個串口 ；所述RS-485接口與具備DL/T645規(guī)約的多功能電能表連接或與具有串行通信口的現(xiàn)場配電終端相連接。所述撥碼開關(guān)連接至所述主處理器模塊的GPI0，用于控制RS-485接口功能的開啟或關(guān)閉，可選擇啟用GPRS通信模塊或以太網(wǎng)接口模塊之一。所述的ZigBee模塊為Digi公司無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信模塊，選用通信距離較遠的XBee PRO模塊。將模塊配置為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，使其負責網(wǎng)絡(luò)的建立與維護，XBee PRO模塊通過UART與所述主處理器模塊連接，承擔數(shù)據(jù)匯總的任務(wù)，接收眾多配電終端的ZigBee模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)包。使用前利用模塊配置軟件對XBee PRO模塊的通信模式及其他相關(guān)參數(shù)進行合理設(shè)置，參數(shù)設(shè)置主要內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備地址、協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)安全、串行接口參數(shù)等。采用API操作模式，配合多對一路由方式，提高ZigBee網(wǎng)絡(luò)的路由效率，保證ZigBee網(wǎng)絡(luò)暢通。所述的GPRS通信模塊ME3000通過UART與所述主處理器模塊連接，其外圍電路包括模塊供電電路與SIM卡接口電路，采用專用供電芯片MIC29302保證所述GPRS通信模塊工作所需的供電電流。所述主處理器模塊使用AT指令對所述GPRS通信模塊操作，其操作分兩部分， 一是實現(xiàn)GPRS基本通信所用到的操作，包括上/下電控制、復位、打開GPRS數(shù)據(jù)連接，建立TCP服務(wù)器連接、數(shù)據(jù)收發(fā)等；二是采取狀態(tài)監(jiān)測措施保證GPRS通信的可靠性，包括信號強度查詢、SIM卡狀態(tài)查詢、網(wǎng)絡(luò)注冊查詢、當前TCP連接狀態(tài)查詢，依據(jù)狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，采用合理的操作及合適的操作節(jié)奏快速排除GPRS通信故障。所述的以太網(wǎng)接口模塊與GPRS通信模塊不同時使用，二選一，與配電主站/子站采用標準IEC 60870-5-104通信規(guī)約進行數(shù)據(jù)傳輸，與以太網(wǎng)連接的RJ-45接頭內(nèi)封裝有網(wǎng)絡(luò)隔離芯片ST-JP044。所述主處理器模塊使用Dynamic C提供的DCRTCP. LIB庫實現(xiàn)TCP/IP操作，利用編譯器提供的Costatement機制協(xié)同多任務(wù)特性每間隔一定時間調(diào)用Ping函數(shù)進行網(wǎng)絡(luò)連接的判斷，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠傳輸。為了進一步闡述本實用新型，請參閱圖2所示，對所述主處理器模塊及所連接的各通信模塊的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)進行說明。軟件基于y C/OS- II操作系統(tǒng)設(shè)計，初始化時根據(jù)FLASH中存儲的配置參數(shù)對系統(tǒng)功能進行初始化。應(yīng)用程序采用多任務(wù)、多緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)，按照接口功能劃分任務(wù)，并根據(jù)任務(wù)的實時性要求分配任務(wù)優(yōu)先級。配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機的主要任務(wù)分為ZigBee通信任務(wù)、RS-485通信任務(wù)、GPRS通信任務(wù)、以太網(wǎng)通信任務(wù)和IEC 60870-5-104通信規(guī)約解析任務(wù)，實現(xiàn)DL/T645抄表規(guī)約及自定義配電網(wǎng)自動化通信規(guī)約與IEC 60870-5-104通信規(guī)約的相互轉(zhuǎn)換。IEC 60870-5-104通信規(guī)約解析任務(wù)為核心任務(wù)，實現(xiàn)對各個通道數(shù)據(jù)的解析、轉(zhuǎn)換，要求實時性高，其優(yōu)先級設(shè)為最高，GPRS通信任務(wù)或以太網(wǎng)通信任務(wù)的優(yōu)先級其次，ZigBee通信任務(wù)優(yōu)先級次之，RS-485通信任務(wù)優(yōu)先級為最低。所述的ZigBee通信任務(wù)和RS-485通信任務(wù)包含了接收、發(fā)送及解析三部分，任務(wù)采用查詢方式無限循環(huán)執(zhí)行，接收現(xiàn)場配電終端上傳的數(shù)據(jù)，任務(wù)中數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)發(fā)送采用Dynamic C提供的串口讀寫庫函數(shù)。ZigBee通信任務(wù)接受到數(shù)據(jù)后依據(jù)自定義規(guī)約解析出用戶數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)，對需上傳數(shù)據(jù)打包放入ZigBee通信數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，并將相應(yīng)接收緩沖區(qū)置位，等待IEC 60870-5-104通信規(guī)約解析任務(wù)對其處理。RS-485通信任務(wù)首先判斷四個RS-485接口開啟情況，任務(wù)依次對開啟的串口進行操作，由通信管理機提出數(shù)據(jù)請求，電能表響應(yīng)數(shù)據(jù)，根據(jù)RS-485接口所連接的電能表具備的不同通信規(guī)約(DL/T645-1997或DL/T645-2007)設(shè)置相應(yīng)請求命令。所述IEC 60870-5-104通信規(guī)約解析任務(wù)的執(zhí)行方式采用查詢觸發(fā)式，任務(wù)輪詢?nèi)謽酥疚幌到y(tǒng)中表示各接收緩沖區(qū)的標志位，一旦發(fā)現(xiàn)某接收緩沖區(qū)有需要處理的數(shù)據(jù)則立即將其按照IEC 60870-5-104通信規(guī)約構(gòu)造數(shù)據(jù)幀，實現(xiàn)規(guī)約轉(zhuǎn)換，然后清此標志位。任務(wù)循環(huán)一次的流程為輪詢檢查、發(fā)現(xiàn)待處理數(shù)據(jù)，鎖定執(zhí)行(讀寫數(shù)據(jù)緩存區(qū)、FLASH數(shù)據(jù)存儲區(qū)，構(gòu)造數(shù)據(jù)幀)、輸出結(jié)果(將構(gòu)造幀填入各數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū))。本實用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求1.配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其特征在于，包括有主處理模塊、無線通信模塊、復數(shù)個串行接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊以及與主處理模塊連接的數(shù)據(jù)存儲器，其中無線通信模塊與現(xiàn)場無線通信配電終端相連接，串行接口模塊與具有串行通信口的現(xiàn)場配電終端相連接，網(wǎng)絡(luò)通信模塊與采用標準規(guī)約的配電主站/子站數(shù)據(jù)傳輸連接；而無線通信模塊、復數(shù)個串行接口模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊均分別與主處理模塊雙向通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其特征在于，數(shù)據(jù)存儲器為一種FLASH數(shù)據(jù)存儲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其特征在于，主處理模塊包括有依序連接的標準規(guī)約解析模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和標準規(guī)約打包模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其特征在于，所述的主處理器模塊采用Rabbit公司工業(yè)級RCM6700模塊，數(shù)據(jù)存儲器使用Rabbit 6000微處理器內(nèi)置IM 的 SRAM。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其特征在于，無線通信模塊為一種ZipBee通信模塊，具體為一種Digi公司的XBee PRO模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括有以太網(wǎng)接口模塊和GPRS通信模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其特征在于，GPRS通信模塊采用中興公司的ME3000模塊，以太網(wǎng)接口模塊采用所述的主處理器模塊內(nèi)置的以太網(wǎng)接口模塊，并外加I個RJ-45連接器。
專利摘要本實用新型涉及一種通信管理設(shè)備，特別是一種配電網(wǎng)自動化遠程通信管理機，其結(jié)構(gòu)要點在于，包括有主處理模塊、無線通信模塊、復數(shù)個串行接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊以及與主處理模塊連接的數(shù)據(jù)存儲器，無線通信模塊及串行接口模塊與現(xiàn)場配電終端相連接，網(wǎng)絡(luò)通信模塊與配電主站/子站數(shù)據(jù)傳輸連接；而無線通信模塊、復數(shù)個串行接口模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊均分別與主處理模塊雙向通信連接。優(yōu)點在于可實現(xiàn)不同配電終端與配電主站/子站間不同通信規(guī)約的轉(zhuǎn)換，具備多個串行通信接口，實現(xiàn)自定義規(guī)約及DL/T645規(guī)約與IEC60870-5-104通信規(guī)約間的轉(zhuǎn)換，能夠應(yīng)用于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的小區(qū)集中抄表、大用戶抄表、線路狀態(tài)監(jiān)測等。
文檔編號H02J13/00GK202424743SQ201120497809
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者佘永紅, 羅紅玲, 蔡劍福, 蔡文檢, 陳坤洲, 顏碧蓮 申請人:福建省石獅電力有限責任公司