串口通信网口通信和光纤通信混合采集的电能量采集终端的制作方法

本实用新型涉及配电网中的电能量采集终端领域，尤其涉及各式样电能表混合使用的配电网电能量采集终端领域。

背景技术：

在配电网中，电能量采集终端采用各种通信通道，完成电能表数据的采集、存储和远方数据的传送。伴随着新一代数字化变电站和智能电厂的发展，出现了一大批以太网口，光口为主的配网组网设备，在电表领域也相继出现了国电南自、威胜、北京煜邦等新一代数字化电能表，相应的数字化电能量采集终端应运而生，各级电网以及各种用户对电能量采集终端设备能否满足复杂的现场运行环境，以及成本，现场安装，易维护性，调试的可操作性，可扩展性等方面的要求也越来越高。

电能量采集终端是系统的重要环节，它的技术性能直接影响到系统的运行水平。在实际应用中，由于现场施工环境的复杂性，终端的实现方式各有差异。这就对企业生产制造，各级电网以及各种用户的维护扩展提出了更高的要求。

但是，目前的电能量采集终端对下行各式样电能表数据采集功能的易维护性和可扩展性存在一定的不足。为了满足复杂的现场运行环境，提高电能量采集的易维护性和可扩展性，一种串口通信、网口通信和光纤通信混合采集的新型电能量采集终端应运而生。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的电能量采集终端面对现场复杂的运行环境，可扩展性以及易维护性存在一定的不足，提供一种串口通信、网口通信和光纤通信混合采集的新型电能量采集终端。

本实用新型的技术解决方案是重新对电能量采集终端进行了升级改造，使电能量采集终端能够实现对各式样电能表采集和通讯。

本实用新型采用的技术方案为：一种串口通信、网口通信和光纤通信混合采集的新型电能量采集终端，其特征在于，它包括：

串口通信接入模块，接入串口通信电能表，所用的通信协议包括DL/T645-2007通信协议和DL/T645-1997通信协议，和外部电能表连接形式采用星形总线方式；

光口通信接入模块，接入光纤通信电能表,以及IEC618500-9标准规范下的数字化计量设备；

网口通信接入模块，接入网口通信电能表，用于接收基于IEC61850-9的数字化多功能电能表以太网双绞线数字量信号输出，在IEC618500-9标准规范下的数字化变电站采用基于IEC61850-9的数字化电能表，以及基于IEC618500-9标准规范下的计量设备，接入数据处理模块；

电能量处理模块，实现对接收到来自所述串口通信接入模块、光口通信接入模块、网口通信接入模块的电量数据帧的分析，分类存储；

人机交互模块，与所述电能量处理模块相连，实现人机交互；

串口接口模块，与所述电能量处理模块相连，实现电量数据以串口接口方式上送；

网口接口模块，与所述电能量处理模块相连，实现电量数据以网口接口方式上送；

MODEN接口模块，即调制解调器的电话接口，与所述电能量处理模块相连，实现电量数据以MODEN接口方式上送；

光口接口模块，与所述电能量处理模块相连，实现电量数据以光口接口方式上送。

所述电能量处理模块是一台以SCM.6456模板为核心的CPU板，扩展一块多功能扩展基板构成的X86嵌入式工业计算机。

所述串口接口模块，和主站或者后台连接形式采用RS-232方式，基于IEC60870-5-102规约；

所述网口接口模块，和主站或者后台连接形式为以太网100Base-T4接口，采用器件为RJ45水晶头和双绞线制作的网口，发送或者接收依据IEC60870-5-102协议传输的数据报文帧；

所述光口接口模块，和主站或者后台连接形式为ST型100M光纤以太网端口，发送或者接收电能表依据IEC 61850协议传输的数据报文帧。

有益效果：本实用新型提高了电能量采集终端的易维护性，可扩展性，控制成本，调试的可操作性，能够满足各种各样的现场运行环境，使得电能量采集终端在功能、性能及通讯等方面有了很大的提高。它为电能量采集终端的建设和发展提供了技术支持，为电能量采集终端的完善和技术进步提供了帮助，保证了自动化系统的统一管理、可靠运行、易扩展、易维护。一种串口通信、网口通信和光纤通信混合采集的新型电能量采集终端的各种新技术应用，为电能量采集终端未来的发展积累技术和经验。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型专利和相关的技术方案，下面将对本申请描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。

图1为本实用新型的一种串口通信、网口通信和光纤通信混合采集的新型电能量采集终端的结构示意图。

图2为传统电能量采集终端的传统变电站电能量计费系统图。

图3为本实用新型的配置新型电能量采集终端的新型变电站电能量计费系统图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实施例的串口通信、网口通信和光口通信混合采集的新型电能量采集终端可由电子式电能表、数字化电能表、网口式电能表任意组合接入，此新型电能量采集终端，从而满足特殊的应用场合，该新型电能量采集终端不同于目前电能量采集终端，传统电能量采集终端仅能单纯的接入串口通讯的电能表，也即仅支持DL/T-1997和DL/T-2007通讯规约。综上所述，该电能量采集终端是一种功能综合性新型电能量采集终端，既适用于传统的电厂或变电站，又适用于新一代的数字化变电站或智能电厂，更适用于适应各式样电能表混合使用的变电站或电厂，回避了目前混合计量使用情况下，必须加装网口转串口、光口转网口、光口转网口装置的现状，节约了建设投资，具有较好的工程实践价值。

传统电能量远方终端(ERTU)是电能量计量计费系统的核心设备之一，它与下位设备的通讯连接大多采用外部连接形式采用RS-485通讯方式，示意图如图2所示。

一种串口通信、网口通信和光口通信混合采集的新型电能量采集终端(ERTU)是电能量计量计费系统的核心设备之一，它与上下位设备的通讯连接示意图如图3所示。

图1为本实用新型的一种串口通信、网口通信和光纤通信混合采集的新型电能量采集终端的模块结构示意图，如图所示：一种串口通信、网口通信和光纤通信混合采集的新型电能量采集终端的模块结构示意图包括串口通信接入模块，接入串口通信电能表，所用的通信协议包括DL/T645-2007通信协议和DL/T645-1997通信协议，和外部电能表连接形式采用星形总线方式；光口通信接入模块，接入光纤通信电能表,以及其他IEC618500-9标准规范下的数字化计量设备；前端网口通讯接入模块，用于接收基于IEC61850-9的数字化多功能电能表以太网双绞线数字量信号输出，在IEC618500-9标准规范下的数字化变电站多采用基于IEC61850-9的数字化电能表，以及其他基于IEC618500-9标准规范下的计量设备，接入数据处理模块；电能量处理模块，实现对接收到的电量数据帧的分析，分类存储；人机交互模块，实现人机交互；串口接口模块，实现电量数据以串口方式上送；网口接口模块，实现电量数据以网口方式上送；MODEN接口模块，即调制解调器的电话接口，实现电量数据以MODEN接口方式上送；光口接口模块，实现电量数据以光口接口模块上送。

前端串口通信接入模块，用于接收传统的电子式电能表模拟量信号输出，传统的电子式电能表采用DL/T-1997和DL/T-2007通讯规约等以及RS-485总线标准的通讯方式接入采用LPC2366芯片和8bitADC器件的串口数据处理模块；

前端网口通讯接入模块，用于接收基于IEC61850-9的数字化多功能电能表以太网双绞线数字量信号输出，在IEC618500-9标准规范下的数字化变电站多采用基于IEC61850-9的数字化电能表，以及其他基于IEC618500-9标准规范下的计量设备，接入数据处理模块；

前端光口口通讯接入模块，用于接收基于IEC61850-9的数字化多功能电能表光纤通信模拟量信号输出，在IEC618500-9标准规范下的数字化变电站多采用基于IEC61850-9的数字化电能表，以及其他基于IEC618500-9标准规范下的计量设备，接入数据采集模块；

电力电量数据处理模块，用于数字信号数据采集模块和模拟信号数据采集模块以串行IO口线的方式发出的信号，电力电量数据处理模块对采集到的数据进行数据分析，以及对采集到的数据进行分类存储在4M～2G字节工业级FlashDisk。

人机交互模块由显示屏、键盘、系统运行指示灯组成。支持中/英文、字符和图形显示。支持26个英文字符大、小写和0～9数字的输入。

显示屏：冷阴极背光320x240点阵液晶显示屏。

键盘：一共23个按键，其中18个按键的小键盘用于实现输入英文字符、数字，方向控制(上、下、左、右)，确认，取消，开显示等诸多操作。5个快捷功能键用来实现快捷操作。

所述前端串口通信接入模块，和外部连接形式采用RS-485或者RS-232方式。

所述前端网口通信接入模块，和外部连接形式为以太网100Base-T4接口，采用器件为RJ45水晶头和双绞线制作的网口，可接收电能表依据IEC 61850协议传输的数据报文帧。

所述前端光口口通信接入模块，和外部连接形式为ST型100M光纤以太网端口，采用器件为HFBR5803，可接收电能表依据IEC 61850协议传输的数据报文帧。

串口通信、网口通信和光口通信混合采集的数据包括：电压数据、电流数据、有功功率数据、无功功率数据、正向有功数据、正向无功数据、反向有功数据、反向无功数据、电能累积量数据和/或时间数据。

所述电能量处理模块，它的硬件本质上是一台以SCM.6456模板为核心的CPU板，扩展一块多功能扩展基板构成的X86嵌入式工业计算机。它和装置的软件一起用于实现电能量远方终端所需求的各项功能。其中：

a.CPU板。CPU板采用了SCM.6456系统核心模板。该板上集成有32M内存、DOC2000固态盘等。

b.多功能扩展基板。它是本文以SCM.6456系统核心模板为基础设计的一块多功能扩展模块，其主要用于扩展串行通信、薄膜键盘、液晶显示器和拨号MODEM等功能。

所述串口接口模块，和主站或者后台连接形式采用RS-232方式，基于IEC60870-5-102规约。

所述网口接口模块，和主站或者后台连接形式为以太网100Base-T4接口，采用器件为RJ45水晶头和双绞线制作的网口，可发送或者接收依据IEC60870-5-102协议传输的数据报文帧。

所述光口接口模块，和主站或者后台连接形式为ST型100M光纤以太网端口，可发送或者接收电能表依据IEC 61850协议传输的数据报文帧。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更改或修饰进行等同变化的等效实施例，但该等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的权利保护范围内。