用电信息采集系统及其分线器的制作方法

本实用新型涉及电力辅助设备，尤其涉及用于用电信息采集系统的RS485网络通信。

背景技术：

在电力系统的用电信息采集系统，用电信息采集设备（采集器或集中器）与电表之间的通信主要有三种模式：电力载波、微功率小无线和RS485总线。其中，RS485总线模式成本最低，通信受环境的影响最小，得到了广泛应用。但是，因为RS485总线模式是在总线上并接需要通信的电表，参见图1，在现有的这种用电信息采集系统10a中，若干个电表2是并用同一根RS485总线构成的RS485通信网络3来与用电信息采集设备1实现通信。一旦，有任一个电表2上的RS485接口出现锁死或者输入阻抗低于一定的值，就会使连接在这个RS485通信网络3上的所有电表2无法与用电信息采集设备1进行通信，导致RS485通信瘫痪。由于一个RS485通信网络3上连接的电表2数量比较多，最多的能够达到128个，因此在故障处理中，要判断、定位一个RS485通信网络3上的出现R485故障的电表2的难度和工作量大，造成通信排障效率低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，基于现有技术的上述缺陷，提出一种分线器，能够大大提高用于用电信息采集系统的通信排障效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种分线器，其包括：微处理器、与该微处理器相连的RS485接口电路和若干连接开关、与该RS485接口电路相连的联接口以及与这些连接开关分别一一相连的若干表位接口；其中，在RS485网络通信正常时，这些连接开关均处于连接状态，该联接口与这些表位接口连接成一条RS485总线，该分线器不需要消耗电能；在RS485网络通信异常时，该分线器能够通过外部提供的电源进行故障检测，此时这些连接开关是受控于该微处理器而处于连接/断开状态的。

在一些实施例中，该分线器还包括：与该微处理器相连的A/D采样电路，用于检测该RS485接口电路的两个通信端子上的电压压差。

在一些实施例中，该分线器还包括：与该A/D采样电路相配合的通道开关，用于将该RS485接口电路的两个通信端子之一上的电压传送给该A/D采样电路，该A/D采样电路再将采样电压输送给该微处理器。

在一些实施例中，该分线器还包括：与该RS485接口电路相连的级联接口，用于扩展RS485接口的数量。

在一些实施例中，该分线器还包括：与该微处理器相连的若干表位指示灯，每个表位指示灯用于指示一个连接开关及与之相配合的一个表位接口所对应的一条通信支路是否正常。

在一些实施例中，该连接开关为继电器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案还是：提供一种用电信息采集系统，包括用电信息采集设备和与该用电信息采集设备通过RS485通信网络相连的若干电表，该RS485通信网络包括如上所述的分线器，其中，这些电表的RS485通信接口分别与分线器上的这些表位接口一一相连，在RS485网络通信正常时，该用电信息采集设备的RS485通信接口与分线器上的联接口相连。

在一些实施例中，在RS485网络通信异常时，该分线器上的联接口与一手持终端相连，以进行故障检测。

本实用新型的有益效果在于，通过巧妙地用微处理器、与该微处理器相连的RS485接口电路和受控于该微处理器的连接开关，构成一个分线器，可以在RS485网络通信正常时，无需电源，使RS485通信网络与一条RS485总线相当，在RS485网络通信异常时，进入检测状态，使RS485通信网络变化为不同连接状态进行自动检测，能够大大提高用电信息采集系统的通信排障效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为现有的用电信息采集系统的框图。

图2为本实用新型的用电信息采集系统的框图。

图3为本实用新型的分线器的框图。

图4为本实用新型的通信网络故障检测的流程图。

其中，附图标记说明如下：10、10a 用电信息采集系统 1 用电信息采集设备 2 电表 3、3a RS485通信网络 31 分线器 32 下游接口 33 上游接口 37 联接口 38 级联接口 4 手持终端 301 微处理器 302 RS485接口电路 303 AD采样 304 通道开关 305 拨码开关 306 系统指示 307、308 RS485接口 310 连接开关 320 表位接口 330 指示灯 350 RS485总线 360 供电总线。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

参见图2，图2为本实用新型的用电信息采集系统的框图。本实用新型提出一种用电信息采集系统10，其包括：用电信息采集设备1，若干电表2以及用于将该用电信息采集设备1和这些电表2通信连接起来的RS485通信网络3。该用电信息采集设备1可以是采集器，也可以是集中器。

该RS485通信网络3具体包括分线器31、用于将该分线器31与该用电信息采集设备1连接起来的上游接口33、用于将该分线器31与这些电表2连接起来的若干下游接口32、用于与手持终端4等外部设备相连的联接口37以及用于与下一个分线器31相连的级联接口38。其中，每个电表2通过专属的一个下游接口32与该分线器31相连。在本实施例中，该分线器31的联接口37与手持终端4相连，能够从该手持终端4获得电源供给，并与该手持终端4通信连接。值得一提的是，该分线器31与该手持终端4配合，可以高效地实现该RS485通信网络3的通信故障排查，这一点在后面会予以详细说明。

参见图3，图3为本实用新型的分线器的框图。本实用新型提出一种分线器31，其包括：微处理器301，RS485接口电路302、AD采样303、通道开关304、拨码开关305、系统指示306、RS485接口307、308若干表位指示灯309、若干连接开关310，若干表位接口320、RS485总线350以及供电总线360。其中，RS485总线350以及供电总线360和RS485接口307、308相连，能够与外部设备进行RS485通信连接，并从外部设备获得电源供给。在本实施例中，该连接开关310选用继电器实现。

其中，微处理器301是核心。微处理器301通过串行通信口UART与该RS485接口电路302相连，可经由与该RS485接口电路302相连的RS485总线350与连接在RS485接口307、308上的RS485通信设备通信连接。该RS485通信设备可以是前述的用电信息采集设备1、手持终端4或者另一个分线器31。结合图2，在本实施例中，该分线器31通过上游接口33与该用电信息采集设备1相连，可以理解的是，该上游接口33为该RS485接口307、308中的一个。该分线器31通过联接口37与该手持终端1相连，可以理解的是，该联接口37为该RS485接口307、308中的一个，类似地，该级联接口38为该RS485接口307、308中的一个。换言之，用电信息采集设备1与手持终端4可以复用该RS485接口307、308中的同一个。

该AD采样303负责对该RS485总线350的A、B线上的电压进行采样，并分别送到该微处理器301上的AD转换端口。该通道开关304设置在该RS485总线350的A、B线与该AD采样303的输入端之间，该通道开关304受控于该微处理器301，可以选择性地将该RS485总线350的A、B线上的电压送到该AD采样303的输入端，再经由该AD采样303的输出端送到该微处理器301上的AD转换端口。

该拨码开关305与该微处理器301相连，用于对该微处理器301进行配置。该系统指示306可以提供该微处理器301的工作状态指示，例如：用于指示电源上电，测试进行，及测试完成等状态。

每个表位指示灯309，用于指示一个电表2及与该电表2相连的一个下游接口32的通信线路是否正常。每个表位连接开关310受控于该微处理器301而连通/断开，相应地能够决定与特定电表2对应的一个下游接口32所在通信线路是否与该RS485总线350连通/断开。每个表位接口320与一个表位连接开关310相连，每个表位接口320对应于一个前述的下游接口32。

可以理解的是，该分线器31按RS485总线的结构，可以分为作为主干的RS485总线350和作为分支的若干表位接口320，从而可以将该用电信息采集设备1/手持终端4与这些电表2连接成星形网络结构。在本实施例中，表位接口320的数目为16，该分线器31可以对应连接16个电表2；外加通过该RS485接口电路302连接在该RS485总线350上的微处理器301，则该分线器31内部具有17个RS485通信节点。

参见图4，图4为本实用新型的通信网络故障检测的流程图。其大致包括以下步骤：

S401、设置通信网络连接的电表2数目K。

S402、断开所有电表2；也就是说，图3中的所有连接开关310均处于断开状态，没有一个电表2能够与该用电信息采集设备1/手持终端4进行RS485通信。

S403、连接第一个电表2；此处的第一个电表2是逻辑上的。连接，意味着：对应于这个电表2的连接开关310处于连接状态，其他连接开关310则处于断开状态。

S404、通信检测，即检测该电表2与该用电信息采集设备1/手持终端4之间是否能够进行RS485通信，例如：该用电信息采集设备1/手持终端4发出读取表号的命令，如果一切正常，则该用电信息采集设备1/手持终端4能够得到该电表2报告的表号，检测结果通过状态字/位予以记录，保存。

S405、负载检测，即检测电表2是否有点，有的话，存在负载，没有连接上（即断开）的话，不存在负载，检测结果通过状态字/位予以记录，保存。

S406、总线电压检测，即检测电表2的RS485通信接口是否损坏，总线电压异常的话，表示存在损坏，总线电压正常的话，表示没有损坏，检测结果通过状态字/位予以记录，保存。

S407、断开所有电表2；考虑到当前只有一个电表2处于连接状态，也就是说，断开先前处于连接状态的一个电表2，使其对应的连接开关310由连接转换为断开。

S408、准备检测下一个电表2。

S409、准备刚刚检测完的电表2是否已经是最后一个？是的话，转步骤S410，否则的话，转步骤S411。

S410、输出检测结果，检测结束。

S411、连接下一个电表2，转到步骤S404进行循环检测。

可以理解的是，借助该分线器31，借助该手持终端4上运行的有关应用程序，可以实现多种策略的检测，并不以上述流程图所例举的检测策略为限。另外，上述的有关应用程序的功能，可以在该用电信息采集设备1中实现，从而可以实现该用电信息采集系统10 的RS485通信网络3的自检。

值得一提的是，在该用电信息采集系统10的正常运行状态，该分线器31相当于一个无源装置，各个连接开关310均处于连接状态，可以理解这时的RS485通信网络3与一条RS485总线相当。在需要实现RS485通信网络3的检测功能时，可以通过该用电信息采集设备1/该手持终端4，给该分线器31提供电源供给，使得其上的微处理器301等有源器件得电进入工作状态。另外，虽然上述是以用电信息采集设备1与电表2之间的RS485通信网络3为例进行说明，在其他实施例中，电表2也可以替换诸如带RS485通信接口的水表、气表之类其他设备。

本实用新型的有益效果在于，通过巧妙地用微处理器301、与该微处理器301相连的RS485接口电路302和受控于该微处理器301的连接开关310，构成一个分线器31，可以在RS485网络通信正常时，无需电源，使RS485通信网络与一条RS485总线相当，在RS485网络通信异常时，进入检测状态，使RS485通信网络变化为不同连接状态进行自动检测，能够大大提高用电信息采集系统10的通信排障效率。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部份技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。