專利名稱：一種數(shù)字小區(qū)用電管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用電管理系統(tǒng)，特別涉及數(shù)字小區(qū)用電管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了解決單位集體住宅用電控制與管理中出現(xiàn)的新問(wèn)題，目前許多購(gòu)買單位集體住宅用電控制與管理系統(tǒng)。這些用電智能控制與管理系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上各有千秋，功能上也稍有不同，但最終都較好地解決了單位集體住宅用電控制與管理上存在的問(wèn)題，使后勤改革上了嶄新的臺(tái)階。但有些院校由于資金不足，對(duì)這些產(chǎn)品只能望塵莫及，單位集體住宅用電一直處于混亂狀態(tài)，更談不上收取電費(fèi)，單位的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)明顯加重。因此也有不少出于經(jīng)濟(jì)和適應(yīng)性的考慮，自發(fā)設(shè)計(jì)和研制適合本校情況的單位集體住宅用電控制與管理系統(tǒng)。在這種形勢(shì)下，IC卡預(yù)付費(fèi)電表、紅外無(wú)線式抄表、單片機(jī)抄表、電力載波等許多新的用電管理方法在的單位集體住宅得到了推廣和使用，并取得了一定的管理效果，但也存在著一些不足。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題，以較高的性價(jià)比，吸取上述各種用電控制與管理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，充分利用當(dāng)前成熟、可靠的局域網(wǎng)絡(luò)和目前流行的嵌入式技術(shù)，研發(fā)并設(shè)計(jì)了數(shù)字小區(qū)用電管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備。該數(shù)字小區(qū)用電管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，該設(shè)備包括現(xiàn)場(chǎng)控制器、LCD顯示屏以及電能表；現(xiàn)場(chǎng)控制器采用內(nèi)置嵌入式單片機(jī)；LCD顯示屏懸掛于用戶樓大廳，通過(guò)LCD 顯示屏接口與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連；電能表通過(guò)RS485總線與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連，電能表中放置有若干個(gè)電量采集板，每個(gè)采集板包含8個(gè)電量采集卡、I個(gè)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接□。該設(shè)備適合單位集體住宅用電特點(diǎn)，較好地解決了單位集體住宅用電存在的問(wèn)題，并且該裝置只需要購(gòu)買一些必要的硬件設(shè)備，比如現(xiàn)場(chǎng)控制器、大屏幕漢字液晶顯示屏以及電能表等。因此價(jià)格相對(duì)較低。對(duì)普及推廣使用單位集體住宅用電控制與管理系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)意義。

圖I是數(shù)字小區(qū)用電管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備框架結(jié)構(gòu)圖；圖2是嵌入式單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的硬件包括現(xiàn)場(chǎng)控制器、IXD顯示屏以及電能表；現(xiàn)場(chǎng)控制器采用內(nèi)置嵌入式單片機(jī)；LCD顯示屏懸掛于用戶樓大廳，通過(guò)LCD顯示屏接口與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連；電能表通過(guò)RS485總線與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連，電能表中放置有若干個(gè)電量采集板，每個(gè)采集板包含8個(gè)電量采集卡、I個(gè)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接口。(I)現(xiàn)場(chǎng)控制器每棟住宅樓配置一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制器。現(xiàn)場(chǎng)控制器是基于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式用電管理系統(tǒng)的直接控制部分，控制中心的遠(yuǎn)程控制通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制器實(shí)現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)時(shí)獨(dú)立工作，存儲(chǔ)各個(gè)單位集體住宅一切當(dāng)前用電數(shù)據(jù)，是基于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式用電管理系統(tǒng)的通訊控制樞組，因此保證現(xiàn)場(chǎng)控制器的可靠性與穩(wěn)定性是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。考慮到安裝和放置的方便以及可靠性和穩(wěn)定性的較高要求，現(xiàn)場(chǎng)控制器采用嵌入式內(nèi)核，即內(nèi)置嵌入式單片機(jī)。嵌入式單片機(jī)主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備等組成。嵌入式微處理器 (CPU)是嵌入式單片機(jī)的核心，主要負(fù)責(zé)與控制中心的通信，報(bào)警信息，與多用戶柜(箱)式電能表通信采集電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，并完成現(xiàn)場(chǎng)控制終端的數(shù)據(jù)處理和綜合控制。現(xiàn)場(chǎng)控制裝置硬件平臺(tái)的核心決定采用32位ARM920T處理器S3C2410，S3C2410是32位低功耗RISC宏單元，其工作頻率為203MHz，可在上面運(yùn)行絕大多數(shù)操作系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)。配置2MB NOR Flash所用芯片為AM29LV80DB-90EC，用于固化測(cè)試程序；配置64MB SDRAM，所用芯片為K4S56832，用于系統(tǒng)內(nèi)存，SDRAM可外接電池來(lái)保持?jǐn)?shù)據(jù)， 發(fā)生掉電時(shí)SDRAM的內(nèi)容可保持，因此可將重要的數(shù)據(jù)保存在SDRAM中，如采集到的電表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；配置64MB NAND Flash，用于固化LINUX內(nèi)核、根文件系統(tǒng)以及VIVI等。外圍擴(kuò)展部分包括IOM以太網(wǎng)接口，UART接口，USB接口，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，自定義鍵盤(5*5)，IXD接口，可以連接TFT或者STN規(guī)格的液晶屏，其中UART接口有三個(gè)，分別為UART0、UART1和UART2， 其中UARTO和UARTl為標(biāo)準(zhǔn)9針RS-232串口，UART2為RS-485串口。配備操作鍵盤，進(jìn)行安裝和調(diào)試，配備手動(dòng)操作砸和相關(guān)按鈕，實(shí)現(xiàn)故障檢修等操作。嵌入式硬件平臺(tái)充分保證了系統(tǒng)的抗干擾性強(qiáng)，防曬、防潮、防電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。(2) LCD 顯示屏配備大屏幕IXD顯示屏，懸掛于用戶樓，通過(guò)IXD顯示屏接口與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連， 循環(huán)顯示整個(gè)住宅樓各個(gè)房間的用電信息(總電量、剩余電量、斷電次數(shù)等)并指示相關(guān)狀態(tài)(正常供電、異常斷電、通訊中斷、單元預(yù)存電量低限報(bào)警等)。(3)電能表電能表是一種新型的電能表，柜式電能表分三種可分別管理96間、128間、208間住宅，箱式電能表分兩種可分別管理8間、32間住宅，一般來(lái)說(shuō)，每層安裝一個(gè)電能表，柜式可安放在單位集體住宅的配電間，箱式可安放在住宅樓的每一層走廊墻壁上。它較普通用電管理設(shè)備，具有智能管理模式、LCD漢字顯示系統(tǒng)、防短路、防過(guò)載、防竊電以及惡性負(fù)載的識(shí)別等多項(xiàng)功能，其中惡性負(fù)載的識(shí)別是指電爐子、熱得快、電熱杯等嚴(yán)重存在安全隱患的用電器的識(shí)別，準(zhǔn)許住宅使用一些電腦、空調(diào)、冰箱等不存在安全隱患的大負(fù)載用電設(shè)備，節(jié)約成本的同時(shí)提高了可靠性。此外還具有體積小，安裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)。電能表中放置有若干個(gè)電量采集板(功能相當(dāng)于智能電表)，每個(gè)采集板包含8個(gè)電量采集卡、I個(gè)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接口及相關(guān)電路等部分，可采集8個(gè)房間的用電信息，主要是住宅剩余電量、惡性負(fù)載使用情況等，其中惡性負(fù)載的識(shí)別主要依據(jù)瞬時(shí)功率和功率因數(shù)。其中單片機(jī)數(shù)據(jù)處理卡具有電量數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)等功能；它以脈沖采集方式采集數(shù)據(jù)，并以一定的算法或程式將采集數(shù)據(jù)加以周期性和選擇性的存儲(chǔ)，同時(shí)將實(shí)時(shí)或歷史電量數(shù)據(jù)以現(xiàn)場(chǎng)控制器要求的格式和內(nèi)容傳遞給現(xiàn)場(chǎng)控制器。三類柜式電能表中分別放置6塊、8塊、13塊電量采集板，兩類箱式電能表分別放置I塊、2塊電量采集板。電量采集板通過(guò)RS-485總線將所測(cè)數(shù)據(jù)上傳至現(xiàn)場(chǎng)控制器，同時(shí)接受現(xiàn)場(chǎng)控制器的下傳信號(hào)，開(kāi)啟或關(guān)斷某一單元電路。盡管本實(shí)用新型在這里結(jié)合特定的實(shí)施例進(jìn)行了具體描述，但可以理解的是這是例證而不是限制，在不脫離附帶權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神的前提下，在前文所公開(kāi)的和附圖的范圍內(nèi)，合理的變化和修正都是可能的。
權(quán)利要求1. 一種數(shù)字小區(qū)用電管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，該設(shè)備包括現(xiàn)場(chǎng)控制器、LCD顯示屏以及電能表；其特征在于現(xiàn)場(chǎng)控制器采用內(nèi)置嵌入式單片機(jī)；IXD顯示屏懸掛于用戶樓大廳，通過(guò)IXD顯示屏接口與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連；電能表通過(guò)RS485總線與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連， 電能表中放置有若干個(gè)電量采集板，每個(gè)采集板包含8個(gè)電量采集卡、I個(gè)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理卡、RS-485 接口。
專利摘要本實(shí)用新型以較高的性價(jià)比，吸取上述各種用電控制與管理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，充分利用當(dāng)前成熟、可靠的局域網(wǎng)絡(luò)和目前流行的嵌入式技術(shù)，研發(fā)并設(shè)計(jì)了數(shù)字小區(qū)用電管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備。該數(shù)字小區(qū)用電管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，該設(shè)備包括現(xiàn)場(chǎng)控制器、LCD顯示屏以及電能表；現(xiàn)場(chǎng)控制器采用內(nèi)置嵌入式單片機(jī)；LCD顯示屏懸掛于用戶樓大廳，通過(guò)LCD顯示屏接口與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連；電能表通過(guò)RS485總線與現(xiàn)場(chǎng)控制器相連，電能表中放置有若干個(gè)電量采集板，每個(gè)采集板包含8個(gè)電量采集卡、1個(gè)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理卡、RS-485接口。對(duì)普及推廣使用單位集體住宅用電控制與管理系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)意義。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202351690SQ201120520768
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者何寬, 宋蕊, 常強(qiáng), 楊華 申請(qǐng)人:河南省電力公司開(kāi)封供電公司