用电信息采集系统在线协议侦听监测分析装置的制作方法

文档序号:15595812发布日期:2018-10-02 19:30阅读:442来源:国知局

本实用新型涉及用电信息采集系统领域一种在线协议侦听监测分析装置。



背景技术:

用电信息采集系统应用到多种通信技术,主要有GPRS远程通信、PLC电力线载波本地通信、微功率无线本地通信、宽带载波通信等技术等,汲及到多种设备如集中器、采集器、电能表等,各个不同设置又分为多种功能模块,这对现场信息采集系统的通信协议的问题分析提出了挑战。为了能够准确的判断用电信息采集系统台区设备的通信工作状况,实现快速分析解决现场出现的通信问题,甚至实现对台区设备进行远程维护,设计了一种用电信息采集系统在线协议侦听监测分析装置。这种装置可以侦听、存储、远程传输、分析通信报文,为快速解决问题,提供了一种实用工具,提高了工作效率。

用电信息采集系统现场工作状况复杂,汲及到的不同厂家众多,一但发现通信异常,如何判断是那个设备的问题,是一件工作量很大的任务。首先涉及到集中器GPRS远程通信,这通过主站分析可以判断是否是GPRS通信模块没有在线;如果GPRS通信正常,就要对本地通信设备进行判断,一般要分析本地通信模块与集中器的交互报文、集中器中电能表信息的配置是否正确、集中器本地通信模块与电能表之间的电力线载波或空中通信报文,甚至在对采集器与电能表之间的通信报文进行判断。这种工作需要专业的人员来做,但又不可能要求现场的技术支持人员,全部具备分析通信报文的能力。这种装置的应用,使这一问题得到解决。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种能解决用户用电信息采集系统应用问题的一种能够实现现场通信报文侦听、监测、存储、远程传送、分析的装置。

该新型用电信息采集系统在线协议侦听监测分析装置主要由电源电路、时钟芯片电路、主控CPU芯片、看门狗电路、GPRS通信模块、电力线载波通信模块、RS485电路、SPI扩串口电路组成。

电源电路采用2路隔离电路,将RS485接口、TTL输入接口与主控芯片电路和GPRS通信模块电路电源进行隔离,增强其安全情能。

时钟电路为侦听监测分析装置提供准确的时钟,能够对报文发生时间提供准确的时标,利于分析问题发生时间。

主控CPU芯片实现对GPRS模块、SPI扩串口芯片、载波模块侦听报文输入处理、RS485电路通信、SD卡读写等所有处理任务的控制功能,是整个装置的核心电路。

看门狗电路实现对主控芯片的监控,保证芯片正常工作。

GPRS通信模块实现远程通信功能。

电力线载波通信模块实现对电力线上的通信信号进行侦听,经过解调后,通过串口输出到主控CPU芯片,进行存储。该模块是实现载波侦听的核心部件。

RS485电路实现对输入485信号转换为TTL电平,然后,输入到主控CPU中,进行处理。

SPI扩串口电路,由2个相同功能电路组成,实现对输入TTL电平的转换,将TTL输入信号转换为SPI输入信号,通过主控CPU的中断实现,对TTL信号的输入处理。

该实用新型装置主要实现以下功能:

1)通过4路TTL电路输入接口,2路实现对集中器与集中器本地通信模块的收发侦听,2路实现对路由板与集中器载波板之间通信串口的侦听;

2)通过RS485接口实现对采集器与电能表之间通信报文的侦听;

3)内置电力线载波通信模块,实现对电力线上载波报文的侦听;

4)内置GPRS模块,实现远程通信功能;

5)内置SD卡,实现大量报文的记录功能;

6)同时通过配置参数,可以将PLC模块侦听到的电力线上报文输出到RS485接口上,实现现场实时监测通信报文;

7)可以远程对现场运行侦听监测分析装置进行维护、参数调整;

8)可以远程实时读取侦听到的上述通信报文与故障分析报告。

技术特征

本实用新型还具有这样一些技术特征:

1)集成了多种通信接口,如TTL、RS485、PLC等,具备侦听多种接口协议的功能;

2)具备SD卡读写功能,能够不间隔记录长时间侦听数据;

3)具备GPRS远程控制功能,将监听分析装置连接到主站后,可以远程读取存在SD卡中的不同协议文件的数据;

4)内置PLC模块,只需上电,不需要接线,即可侦听电力线上载波数据,简单方便;

5)可以用PC机软件通过RS485电路对设置参数进行配置,如配置IP地址、端口号,事件上报模式字等;

6)通过SPI接口扩充4个串口,用较低成本实现了多串口的接收功能;

7)应用光电耦合器对外部TTL电平与内部接口进行隔离,增强设置的安全情能。

附图说明

图1是侦听监测分析装置内部框图;

图2是侦听监测分析装置应用说明图;

图3是主控芯片;

图4电源系统;

图5SPI扩串口电路;

图6GPRS模块接口;

具体实施方式

如图1所示为该看见听监测分析装置内部框图,由电源电路、时钟芯片电路、主控CPU芯片、看门狗电路、GPRS通信模块、电力线载波通信模块、RS485电路、SPI扩串口电路组成。

如图2所示,将集中器与路由板之间通信的TTL串口收发信号连接至侦听监测分析装置的2路TTL接口上,实现对集中器与路由板之间通信报文的侦听,1路集中器发送报文,1路集中器接收报文。

如图2所示,将路由板与集中器载波通信板之间的TTL串口收发信号连接至侦听监测分析装置的另2路TTL接口上,实现对路由板与集中器载波板之间通信报文的侦听,1路路由板发送报文,1路路由板接收报文。

如图2所示,将采集器与电能表之间的RS485线与本装置的RS485接口相连,实现对RS485信号的监控。通过RS485线连接至PC机,即可以实现本地对侦听分析监测装置的参数设置、报文读取功能。

如图2所示,内置电力线载波模块,将集中抄表台区系统中发送的电力线载波信号耦合至电力线载波模块上,实现解调后,即可将通信报文传送至主控CPU芯片。

各个模块电路实施方式如下所示:

图3所示为主控CPU芯片,采用TI公司的LM3S1911芯片。

图4所示为电源电路,通过一两路变压器,将220V市电变为交流9V、12V的两路电源,通过整流桥电路DB104S、MD4S实现整流,输出直流电压,通过78L05稳压芯片实现对主控CPU的供电。

图5所示为SPI扩串口电路,采用南京师大阳光电子科技公司的CH432芯片,光电耦合隔离电路采用Avago Technologies US Inc公司的HCPL-0600芯片。

图6所示为GPRS模块接口电路采用Telit公司的GL868-DUAL模块。

时钟芯片电路采用HYM8025,与主控CPU通过12C接口进行通信,能够精确计时(时、分、秒),并具有日历(年、月、日、星期)的计数功能(BCD代码)。

看门狗芯片采用5引脚微处理器监控电路MAX823S,实现长达1.6s超时监控,无外接器件,实现简单可靠。

内置电力线载波通信模块采用国电龙源电气公司生产的TXZX13-GDLY22模块,载波通信芯片采用GDLYEC-14A-01B芯片。该模块能够对符合吉林规约的电力线载波通信协议进行侦听。

RS485电路,电平转换芯片采用65LBC184芯片,隔离电路采用光电耦合器NEC2501,实现简单经济实用。

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