专利名称：用于低压电力用户集中抄表系统的集中器的制作方法
技术领域：
用于低压电力用户集中抄表系统的集中器 本实用新型涉及一种用于低压电力用户集中抄表系统的集中器。 现有集中器是整个抄表系统的核心，接收下行命令，完成系统功能实现；每个配变 低压侧安装一台数据集中器，上行通过GPRS通道与总站连接，下行通过电力线与采集终端 (或载波表)相连，因此，每一个系统研制者都会在集中器上下功夫，集中器的功能、性能， 也直接反映出一个集抄系统的优劣。目前国内众多厂家的硬件结构和载波信道的通信性能 也差不多，不同的只是不同厂家有各自不一样的抄表机制、底层通信协议。因此反映出了不 同厂家，产品的差异性，目前很多厂家的产品都存在不同的问题，例如抄收率不高或不稳 定，系统前期调试工作繁重，维护工作量大等等。 就电力线载波通信而言，是随着相关技术的发展而发展的。根据国内多年的实践 可知，目前适合我国电网环境的载波通信方式是扩频(Spread Spectrum Communication) + 调相的通信方式，也是国内用得最多的一种电力线载波通信方式。而我们采用的信道芯片 的载波通信单元采用了扩频和QPSK(四相相移键控)调制方式，并首次在集抄系统中应用 了可变伪随机码速率(带宽)的CDMA(码分多址)通信技术。伪随机码速率可达到15K和 30K，由于采用QPSK调制技术，在带宽不变的情况下，数据速率是传统BPSK(二进制相移键 控)调制方式的一倍，根据伪随机码的速率不同数据速率可达1Kbps和500bps。同时采用 了 63位Gold/Kasami序列，从而实现码分多址，将台区之间的干扰减小到最小。 然而，现有的集中器内部不具有远程更新模块，这样，不能通过远程控制来实现集 中器内主控程序的更新，每次更新时，必须要将需要更新的集中器取下，然后进行更新，更 新后再放到原处，因此，系统升级比较麻烦，浪费人力资源，维护工作量大。为了解决上述问 题，本发明人设计出本实用新型。 本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种可以在主站上操作实现远程系统
更新的用于低压电力用户集中抄表系统的集中器。 为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案 用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其包括有 32位ARM控制器，其内部设置有远程更新模块； 存储模块，与32位ARM控制器双向连接； 上行通信模块，与32位ARM控制器内的远程更新模块双向连接； 载波通信模块，与32位ARM控制器双向连接； 三相载波调制模块，分别与载波通信模块双向连接并与三相电力线连接； 通信接口模块，与32位ARM控制器双向连接； 电源模块，与三相电力线连接并为32位ARM控制器、载波通信模块、通信接口模块供电。 所述通信接口模块包括有红外接口和RS485接口 。 所述通信接口模块包括有红外接口和RS232接口 。所述32位ARM控制器为一型号为PL3201C的32位微控制器。 所述存储模块包括5块FLASH存储器。 所述载波通信模块包括有三个型号为PL3201C的载波芯片。 所述三相载波调制模块包括有三个载波调制单元，每个载波调制单元分别与一相 电力线及一个载波芯片连接，每个载波调制单元都包括有载波接收电路和载波发送电路。 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是 1、集中器的主控程序可以通过远程更新，大大提高整个系统中的实用性、效率性， 并为以后系统升级、维护奠定基础，节约人力资源和维护工作量； 2、集中器的远程控制和远程设置提高到一个新的台阶，集中器的绝大多数功能都 可以通过主站服务器操控实现； 3、集中器采用主从工作模式， 一台主集中器能够级联多个从集中器，并通过主集 中器的上行通信信道与主站通信，从而实现主集中器及其级联的从集中器与主站之间的数 据交换。 4、集中器设计的综合我们多年实践经验，具有良好的抄表机制和稳定性。 [
] 图1是本实用新型的方框图； 图2是本实用新型的32位ARM控制器和存储模块的电路原理图； 图3是本实用新型的存储模块的电路原理图； 图4是本实用新型的三组载波芯片电路原理图； 图5是本实用新型的三相载波调制模块的电路原理图。
以下结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述 参见图1，本实用新型为用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其包括有32
位ARM控制器1 、存储模块2 、上行通信模块3 、载波通信模块4、三相载波调制模块5 、通信接
口模块6、电源模块7。 参见图2，所述32位ARM控制器1内部设置有远程更新模块。32位ARM控制器1 采用PHILIPS公司的型号为PL3201C的32位微控制器Ul，它有以下特性 (1) 、32位ARM7TDMI-S微处理器，LQFP144封装。 (3)、通过片内boot装载程序实现在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP) 。 512字 节行编程时间为lms。 (4) 、 EmbeddedICE-RT和嵌入式跟踪接口使用片内RealMonitor软件对任务进行 实时调试并支持对执行代码进行无干扰的高速实时跟踪。 (6) 、2个32位定时器(带4路捕获和4路比较通道)、P丽单元(6路输出)、实时 时钟和看门狗。[0038] (7)、多个串行接口，包括2个16C550工业标准UART、高速12C接口 (400kbit/s) 和2个SPI接口。 (8)、向量中断控制器。可配置优先级和向量地址。 (10)、多达112个通用I/O 口 (可承受5V电压)，9个边沿或电平触发的外部中断 (11)、通过片内PLL可实现最大为60腿z的CPU操作频率。 (13) 、2个低功耗模式空闲和掉电。
(14)、通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒。 参见图3，所述存储模块2与32位ARM控制器1双向连接。存储模块2包括5块 FLASH存储器U2、 U3、 U4、 U5、 U6。 所述上行通信模块3与32位ARM控制器1内的远程更新模块双向连接；所述上行 通信模块3采用GPRS或CDMA通信方式与总站连接，通过该模块可以将集中器与总站连接。 由于32位ARM控制器1内部设置有远程更新模块，需要更新集中器的主控程序时，在主站 上将新的程序通过上行通信模块3传给远程更新模块，就可以方便的实现系统的更新。 参见图4，所述载波通信模块4与32位ARM控制器1内的载波通信模块双向连接， 载波通信模块4包括有三个型号为PL3201C的载波芯片A、 B、 C。 参见图5，所述三相载波调制模块5 —端分别与三个载波芯片双向连接，另一端与 三相电力线连接。可以将采集终端或载波电表与三相载波调制模块5连接，实现采集终端 或载波电表与集中器采用电力载波形式通信。所述三相载波调制模块5包括有三个载波调 制单元，每个载波调制单元分别与一相电力线及一个载波芯片连接，每个载波调制单元都 包括有载波发送电路和载波接收电路。 现在以与A相电力线连接的载波调制单元为例说明载波调制单元的内部结构。载 波发送电路主要包括功率放大电路，功率放大电路包括有四个三极管Q1、Q4、Q7、Q11。载波 通信信号从32位ARM控制器1发出，经过一个载波芯片A后，从SIGIN-A进入功率放大电 路，经过功率放大电路放大以及电容C44、电感L14的完成整形滤波后，再通过耦合线圈耦 合到低压电力线上，完成载波发送。双向二极管D24起到保护作用。载波接收电路主要是 由电感L17和电容C7、C50组成并联谐振回路，谐振以中心频率为120KHz，完成对有效信号 的带通滤波，然后信号经载波通信模块进入主控MCU模块，再进行数据分析处理。 B相、C相电力线连接的载波调制单元的内部结构同上，在此不必详细描述。 所述通信接口模块6与32位ARM控制器1双向连接；通信接口模块6包括有红外 接口和RS485接口 ；也可以包括有红外接口和RS232接口 。 电源模块7，与三相电力线连接，并为32位ARM控制器1、载波通信模块4、通信接 口模块6供电。
权利要求用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其特征在于包括有32位ARM控制器(1)，其内部设置有远程更新模块；存储模块(2)，与32位ARM控制器(1)双向连接；上行通信模块(3)，与32位ARM控制器(1)内的远程更新模块双向连接；载波通信模块(4)，与32位ARM控制器(1)双向连接；三相载波调制模块(5)，分别与载波通信模块(4)双向连接并与三相电力线连接；通信接口模块(6)，与32位ARM控制器(1)双向连接；电源模块(7)，与三相电力线连接并为32位ARM控制器(1)、载波通信模块(4)、通信接口模块(6)供电。
2. 根据权利要求1所述的用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其特征在于所述 通信接口模块(6)包括有红外接口和RS485接口 。
3. 根据权利要求1所述的用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其特征在于所述 通信接口模块(6)包括有红外接口和RS232接口。
4. 根据权利要求2或3所述的用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其特征在于 所述32位ARM控制器(1)为一型号为PL3201C的32位微控制器(Ul)。
5. 根据权利要求2或3所述的用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其特征在于 所述存储模块(2)包括5块FLASH存储器(U2、 U3、 U4、 U5、 U6)。
6. 根据权利要求2或3所述的用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其特征在于 所述载波通信模块(4)包括有三个型号为PL3201C的载波芯片(A、B、C)。
7. 根据权利要求2或3所述的用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其特征在于 所述三相载波调制模块(5)包括有三个载波调制单元，每个载波调制单元分别与一相电力 线及一个载波芯片连接，每个载波调制单元都包括有载波接收电路和载波发送电路。
专利摘要本实用新型公开了用于低压电力用户集中抄表系统的集中器，其包括有32位ARM控制器，其内部设置有远程更新模块；存储模块，与32位ARM控制器双向连接；上行通信模块，与32位ARM控制器内的远程更新模块双向连接；载波通信模块，与32位ARM控制器双向连接；三相载波调制模块，分别与载波通信模块双向连接并与三相电力线连接；通信接口模块，与32位ARM控制器双向连接；电源模块，与三相电力线连接并为32位ARM控制器、载波通信模块、通信接口模块供电。本实用新型的目的在于提供一种可以在主站上操作实现远程系统更新的用于低压电力用户集中抄表系统的集中器。
文档编号G01R22/00GK201518037SQ20092023649
公开日2010年6月30日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者林镇葵 申请人:广东汇海华天科技有限公司