專利名稱：電力配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于配電網(wǎng)電力數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)牟杉鳌?br> 背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)的電表大都采用數(shù)字電表，依靠人工抄表，采集的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，浪費(fèi)人力，而且無(wú)法提供各種線路上的數(shù)據(jù)及參數(shù)。由于這種數(shù)據(jù)的采集無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，且無(wú)實(shí)時(shí)性，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析及控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型解決了背景技術(shù)無(wú)實(shí)時(shí)性，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析及控制的技術(shù)問(wèn)題。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種電力配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸器，包括主控電路4，其特征在于所述主控電路4的輸入端接數(shù)字電表接口1，電力線耦合電路3通過(guò)采集單元5與主控電路4相接，調(diào)試接口2接于主控電路4的通訊口；所述的主控電路4由單片機(jī)構(gòu)成；所述的數(shù)字電表接口1包括光電耦合器IC1和接于其輸入端的接口J1，所述光電耦合器IC1的輸出接主控電路4，所述的電力線耦合電路3的諧振回路T1通過(guò)接口J3與輸電線路耦合，采集單元5由網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4構(gòu)成，所述的調(diào)試接口2包括接口電路IC2和接于其I/O端的通訊接口J2。
上述網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4的輸出端接低通濾波器；所述網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4的輸入端接諧振電路。
上述低通濾波器可包括相并聯(lián)的電阻R2、電感L2，其與電容C4串接后接放大器IC3的輸入端；上述諧振電路可采用LC諧振回路，其可由相并聯(lián)的電感L1、電阻R1與電容C3串接組成。
上述接口電路IC2可采用RS232或RS485等。
上述單片機(jī)以采用AT89C51單片機(jī)為宜。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，節(jié)省人力；2可以提供各種線路上的數(shù)據(jù)及各種參數(shù)，便于作進(jìn)一步的分析；3可實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，故可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析及控制，自動(dòng)化程度高。
附圖圖面說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型數(shù)字電表接口的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型調(diào)試接口的電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型電力線耦合電路的電路原理圖；圖5-7是本實(shí)用新型采集單元的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)附圖1，本實(shí)用新型主要應(yīng)用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，它采集用戶的電量，通過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)接口芯片發(fā)送和接收電力線上的數(shù)據(jù)。電力線上的數(shù)據(jù)是以載波形式傳輸?shù)?，目前?guó)內(nèi)主要采用50-400KHZ頻段。采集單元5采集本地脈沖量，通過(guò)其電力載波芯片可隨時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)端。各采集器可通過(guò)電力線組成網(wǎng)絡(luò)，分配不同的系統(tǒng)地址和設(shè)備地址，接收控制單元發(fā)送來(lái)的命令，或發(fā)送各種數(shù)據(jù)。同時(shí)各采集器可以與監(jiān)控中心通訊，進(jìn)行簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議處理，作出相應(yīng)的分析。采集單元5通過(guò)數(shù)字電表接口1的外圍接光耦將電表的脈沖量記錄下來(lái)，通過(guò)單片機(jī)記錄脈沖數(shù)目，從而達(dá)到采集電量的目的。采集的電量通過(guò)采集單元5的電力載波芯片與電力線進(jìn)行耦合，以載波的形式傳輸電量。
參見(jiàn)圖2，數(shù)字電表接口1在數(shù)字表的接口J1通過(guò)光電耦合器IC1將脈沖量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，接至主控電路4的T0口，該T0口可設(shè)置為記數(shù)功能，用于記費(fèi)。調(diào)試接口2可采用RS232或RS485等，主要用于調(diào)試程序，也可通過(guò)其讀取單片機(jī)中電可擦除存儲(chǔ)器EEPROM的所保存的數(shù)據(jù)，留作測(cè)試用。為防止掉電后保存電表數(shù)據(jù)，所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)都須保存在電可擦除存儲(chǔ)器EEPROM中。
參見(jiàn)圖4，電力線耦合電路3的作用是把220V交流電上的載波信號(hào)通過(guò)接口J3取下來(lái)，同時(shí)把要發(fā)送的模擬信號(hào)耦合至220V交流線上。諧振回路T1調(diào)諧于50-400KHZ中的某一頻率上，該頻率就是調(diào)制頻率。
見(jiàn)圖5，接收電力線載波是通過(guò)LC諧振與載波頻率，將交流電力線上的信號(hào)取下來(lái)，通過(guò)電感L1、電阻R1和電容C3組成的諧振電路直接接至網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4的SI接口線上。網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4完成帶通濾波和A/D轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)。
參見(jiàn)圖6，發(fā)送電路是網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4輸出的模擬信號(hào)通過(guò)SO端輸出，經(jīng)電阻R2、電感L2和電容C4組成的低通濾波器，然后經(jīng)可調(diào)整放大倍數(shù)的放大電路IC3放大后，接至LC諧振回路上，后經(jīng)變壓器耦合到220V交流線上。網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4在發(fā)送時(shí)其TS端為低電平，可利用它來(lái)區(qū)分接收電路和發(fā)送電路。在發(fā)送時(shí)，TS端為低電平，放大器工作，發(fā)送的信號(hào)可發(fā)送出；接收信號(hào)時(shí)，TS為高電平，放大器不工作，發(fā)送電路不影響接收電路工作。
參見(jiàn)圖7，采集單元5的核心部件是網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4，該部件的穩(wěn)定性和性能直接決定整個(gè)產(chǎn)品的穩(wěn)定性和性能?？蛇x用Intellon公司的SSC P300 PL。網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4提供了標(biāo)準(zhǔn)信道存取和通訊服務(wù)的數(shù)據(jù)鏈路層的控制邏輯、擴(kuò)頻載波的電力線收發(fā)器及與同步并口兼容的主處理器接口。同步并口即SPI。
主控電路4的單片機(jī)可采用ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)，外部擴(kuò)展32K bytes的RAM作為工作存儲(chǔ)區(qū)。單片機(jī)的通信接口電路分為調(diào)試接口和電力網(wǎng)絡(luò)接口兩個(gè)部分。調(diào)試接口2包括接口電路IC2和接于其I/O端的通訊接口J2。調(diào)試接口2是UART通訊接口，其接口電路IC2可采用MAX232，采用串行口中斷與調(diào)試接口進(jìn)行通訊，參見(jiàn)圖3。網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4之間的通訊采用SPI接口，只需5根線就可與網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4通訊，分配了外部中斷0與之通訊。單片機(jī)的P0，P2端口用作數(shù)據(jù)線和地址線，P1端口用于和網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4的SPI通訊，P3端口用于第二功能，如讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的選定和與外部RS232口的調(diào)試通訊。SPI與主處理器的接口線有以下幾條PLC-CS用于選擇網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4，PLC-INT是網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4的中斷請(qǐng)求信號(hào)，PLC-INT連接到單片機(jī)的中斷0。PLC-INT為0表示要求主處理器提供服務(wù)。PLC-SDO為網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4輸出的數(shù)字量，接到CPU上，PLC-SDI為主處理器輸出的數(shù)字量，傳送給網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4。PLC-SCLK是用于網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4與單片機(jī)之間為了傳送數(shù)據(jù)而設(shè)置的時(shí)鐘線。PLC-RST為主處理器強(qiáng)行復(fù)位網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4的信號(hào)線。
權(quán)利要求1一種電力配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸器，包括主控電路(4)，其特征在于所述主控電路(4)的輸入端接數(shù)字電表接口(1)，電力線耦合電路(3)通過(guò)采集單元(5)與主控電路(4)相接，調(diào)試接口(2)接于主控電路(4)的通訊口；所述的主控電路(4)由單片機(jī)構(gòu)成；所述的數(shù)字電表接口(1)包括光電耦合器IC1和接于其輸入端的接口J1，所述光電耦合器IC1的輸出接主控電路(4)，所述的電力線耦合電路(3)的諧振回路T1通過(guò)接口J3與輸電線路耦合，采集單元(5)由網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4構(gòu)成，所述的調(diào)試接口(2)包括接口電路IC2和接于其I/O端的通訊接口J2。
2如權(quán)利要求1所述的電力配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸器，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4的輸出端接低通濾波器；所述網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片IC4的輸入端接諧振電路。
3如權(quán)利要求1或2所述的電力配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸器，其特征在于所述的低通濾波器包括相并聯(lián)的電阻R2、電感L2，其與電容C4串接后接放大器IC3的輸入端；所述的諧振電路為L(zhǎng)C諧振回路，其由相并聯(lián)的電感L1、電阻R1與電容C3串接組成。
4如權(quán)利要求3所述的電力配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸器，其特征在于所述的接口電路IC2采用RS232或RS485。
5如權(quán)利要求5所述的電力配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸器，其特征在于所述的單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)。
專利摘要一種電力配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸器，其主控電路的輸入端接數(shù)字電表接口，電力線耦合電路通過(guò)采集單元與主控電路相接，調(diào)試接口接于主控電路的通訊口；主控電路由單片機(jī)構(gòu)成；數(shù)字電表接口包括光電耦合器和接于其輸入端的接口，光電耦合器的輸出接主控電路，電力線耦合電路的諧振回路通過(guò)接口與輸電線路耦合，采集單元由網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片構(gòu)成，調(diào)試接口包括接口電路和接于其I/O端的通訊接口。本實(shí)用新型解決了背景技術(shù)無(wú)實(shí)時(shí)性，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析及控制的技術(shù)問(wèn)題。其數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，節(jié)省人力；既可供各種線路上的數(shù)據(jù)及各種參數(shù)，亦便于作進(jìn)一步的分析；自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)G08C19/00GK2667589SQ03262770
公開(kāi)日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2003年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月15日
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