计量负控终端的制作方法

本申请涉及负控终端领域，特别是涉及计量负控终端。

背景技术：

负控终端用于现场服务与管理的终端设备，实现对专变用户的远程抄表、电能计量、设备工况、客户用电负荷与电能量监控等功能。随着电力市场建设加速推进，尤其现货市场建立以后，市场对计量装置的采集性能要求越来越高。传统的计量装置已经不能满足现在的电力现货市场电量结算要求，在实时性和稳定性等方面都存在诸多不足之处。为了提高终端产品的稳定性，需提高硬件使用寿命、计量可靠性与准确度、提高抄表、在线可靠性以及三防能力。

传统的负控终端主要由单片机、显示、存储器、负荷控制、通讯(rs-485/上下行模块)、esam模块、时钟单元、采集单元、键盘、遥控、看门狗、以太网、rs232、usb等组成。以往设计主要采用“单个mcu+专用电能计量模块”的设计思路，是将采样的信号传给计量模块、由计量模块算出各种点参量信息传给管理mcu单元进行处理。这种设计模式在运行模式下，尤其是大量、长期运行时，容易出现某个功能模块故障导致计量可靠性及准确度异常工作，这样无法确保计量可靠性及稳定性。

但是，在现在的监控系统中，一般都是采用报警传感器与监控系统主机直接相连的连接方式，当有些监控系统要设置几百、甚至几千个报警点时，采用该种连接方式将会造成施工复杂、成本较高的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种计量负控终端。

一种计量负控终端，其包括：计量装置及传输管理装置；

所述计量装置采用串行通讯接口连接所述传输管理装置；

所述计量装置用于实现电能计量；

所述传输管理装置用于实现电能管理及功能升级。

上述计量负控终端，采用了分离设置且相连接的计量装置及传输管理装置，计量部分功能简单可靠，能实现精确的电能计量，着重保证未来相当长的时间内没有程序升级的要求，安全可靠；管理部分在实现当前管理的需求基础上，着重于保证在功能需求增加或改变的情况下，软件能够实现升级，同时避免对计量部分的影响，保证计量数据准确性、稳定性及可靠性；在长期运行模式下，不容易出现某个功能模块故障导致计量可靠性及准确度异常工作，保证计量可靠、稳定，计量数据准确及存储安全。

在其中一个实施例中，所述计量负控终端还包括系统电源模块，所述系统电源模块分别连接所述计量装置及所述传输管理装置，所述系统电源模块用于供电。

在其中一个实施例中，所述计量装置包括采样模块、计量模块及计量微控制单元；

所述采样模块用于采样电网中的电压电流信号，并将采样得到的信号传给所述计量模块；

所述计量模块用于计算电参量信息且传给所述计量微控制单元；

所述计量微控制单元用于对所述电参量信息进行处理且通过串口传给所述传输管理装置。

在其中一个实施例中，所述采样模块包括乘法器及分别与所述乘法器连接的电压变换器和电流变换器；所述计量模块包括相连接的电压/频率转换器及分频器、计数器；所述乘法器还与所述电压/频率转换器连接，所述电压/频率转换器还与所述计量微控制单元连接。

在其中一个实施例中，所述计量装置及所述传输管理装置分别设有硬时钟模块。

在其中一个实施例中，所述硬时钟模块包括时钟电池及实时时钟芯片。

在其中一个实施例中，所述计量负控终端还包括与所述计量微控制单元连接的看门狗电路。

在其中一个实施例中，所述计量负控终端还包括与所述计量微控制单元连接的存储器。

在其中一个实施例中，所述传输管理装置设有电能管理模块及功能升级模块；所述功能升级模块与所述电能管理模块连接，所述功能升级模块用于为所述电能管理模块进行功能升级。

在其中一个实施例中，所述电能管理模块包括显示模块、通信模块、键盘模块、遥控模块、检测模块、负控模块及嵌入式安全控制模块中的至少一项。

附图说明

图1为本申请一实施例的结构示意图。

图2为本申请另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请一个实施例中，一种计量负控终端，其包括：计量装置及传输管理装置；所述计量装置采用串行通讯接口连接所述传输管理装置；所述计量装置用于实现电能计量；所述传输管理装置用于实现电能管理及功能升级。上述计量负控终端，采用了分离设置且相连接的计量装置及传输管理装置，计量部分功能简单可靠，能实现精确的电能计量，着重保证未来相当长的时间内没有程序升级的要求，安全可靠；管理部分在实现当前管理的需求基础上，着重于保证在功能需求增加或改变的情况下，软件能够实现升级，同时避免对计量部分的影响，保证计量数据准确性、稳定性及可靠性；在长期运行模式下，不容易出现某个功能模块故障导致计量可靠性及准确度异常工作，保证计量可靠、稳定，计量数据准确及存储安全。

在其中一个实施例中，一种计量负控终端，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，所述计量负控终端包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在其中一个实施例中，一种计量负控终端，其包括计量装置及传输管理装置；所述计量装置采用串行通讯接口连接所述传输管理装置；进一步地，在其中一个实施例中，所述计量装置及所述传输管理装置分别独立形成一个单独件例如一个盒体，两个单独件之间通过串口连接，例如通过rs485或者usb线连接。在其中一个实施例中，所述单独件为盒状。在其中一个实施例中，所述单独件设有所述串行通讯接口。例如做成两个小盒子，其间通过rs485或者usb线连接。进一步地，在其中一个实施例中，所述计量装置及所述传输管理装置分别独立形成一个单独件且相互串口对接设置，这样可以快速组配及快速安装，易于更换。这样，就把计量及管理分开成两部分，计量装置及传输管理装置分离设置且相连接，两部分相互独立，各部分的功能需求不同，计量装置部分功能简单可靠，传输管理装置部分功能可升级，一方面满足了电能计量方面的准确、可靠的要求，另一方面满足了管理方面的有效管理及升级控制的要求，相对于传统技术，尤其适用于长期运行模式，保证计量可靠性及准确度，避免发生传输管理装置部分的某一功能模块故障导致计量装置部分的计量准确度。

在其中一个实施例中，本申请整体设计方案分为2大部分，第一部分表示计量装置，包含计量模块(即计量芯片)、计量微控制器(mcu)、存储器、rtc、时钟电池、看门狗、ct检测等，第二部分表示传输管理装置，包含管理mcu、lcd单元、看门狗、esam(embeddedsecureaccessmodule，嵌入式安全控制模块，实质为dip或者sop芯片封装的cpu卡芯片)、时钟电池、rtc(实时时钟)、磁场检测、负控、nandflash、键盘、遥控、远程通信模块、以太网、rs232、usb、3路485、微功率无线等。

在其中一个实施例中，所述计量装置用于实现电能计量；在其中一个实施例中，所述计量装置包括采样模块、计量模块及计量微控制单元；所述采样模块用于采样电网中的电压电流信号，并将采样得到的信号传给所述计量模块；所述计量模块用于计算电参量信息且传给所述计量微控制单元；所述计量微控制单元用于对所述电参量信息进行处理且通过串口传给所述传输管理装置。在其中一个实施例中，所述计量装置采用串行通讯接口连接所述传输管理装置，所述计量装置用于采样；在其中一个实施例中，所述计量装置设有用于采样的采样模块，所述采样模块包括乘法器及分别与所述乘法器连接的电压变换器和电流变换器。在其中一个实施例中，所述计量装置设有与所述采样模块连接的计量模块，所述计量模块包括电压/频率转换器及分频器、计数器，所述电压/频率转换器分别与所述分频器、所述计数器连接。在其中一个实施例中，如图2所示，所述采样模块包括乘法器及分别与所述乘法器连接的电压变换器和电流变换器；所述计量模块包括相连接的电压/频率转换器及分频器、计数器；所述乘法器还与所述电压/频率转换器连接，所述电压/频率转换器还与所述计量微控制单元连接。即，电压/频率转换器分别与分频器、计数器相连接。这样的设计，有利于实现采样的可靠性，而且结构简单易用，从而保证计量数据准确性、稳定性及可靠性。进一步地，在其中一个实施例中，所述分频器及所述计数器一体设置。进一步地，在其中一个实施例中，所述计量装置设有与所述计量模块连接的计量微控制器，所述计量微控制器用于对采样数据进行计量。在其中一个实施例中，所述计量微控制器与所述电压/频率转换器连接。在其中一个实施例中，所述计量装置包括采样模块、计量模块、存储器、ct检测器、485串口、第一时钟电池、第一实时时钟模块、第一看门狗模块及计量微控制器；所述采样模块与所述计量模块连接；所述计量模块、所述存储器、所述ct检测器、所述485串口、所述第一看门狗模块分别与所述计量微控制器连接；所述第一时钟电池与所述第一实时时钟模块连接，所述计量微控制器与所述第一实时时钟模块连接。

进一步地，在其中一个实施例中，所述计量装置采用计量模块化设计方式，其中，所述采样模块等功能模块，具有功能的独立性和接口的一致性，使模块更加专业化和深入，可以不断通过升级自身性能来提高产品的整体性能和可靠性，而不会影响到产品其他摸块，以提高产品的独立性，互换性和通用性。计量装置或其计量模块及计量微控制器等可单独更换升级；当计量出现故障时，可用单独的计量模块进行更换，保持计量的正常运行，提高其适用性，可做到即插即用的目的。

在其中一个实施例中，所述传输管理装置用于实现电能管理及功能升级。在其中一个实施例中，所述传输管理装置还用于传输数据。进一步地，在其中一个实施例中，所述传输管理装置包括通信模块及管理微控制器，所述通信模块与所述管理微控制器连接；所述通信模块用于与外部进行通信，所述管理微控制器用于接收所述计量装置的采样计量数据。在其中一个实施例中，所述传输管理装置包括通信模块、显示模块、第二看门狗模块、嵌入式安全控制模块、第二时钟电池、第二实时时钟模块、磁场检测模块、负控模块、闪存模块、键盘模块、遥控模块及管理微控制器；所述通信模块与所述管理微控制器连接；所述第二时钟电池与所述第二实时时钟模块连接；所述显示模块、所述第二看门狗模块、所述嵌入式安全控制模块、所述第二实时时钟模块、所述磁场检测模块、所述负控模块、所述闪存模块、所述键盘模块、所述遥控模块分别与所述管理微控制器连接。在其中一个实施例中，所述显示模块为或包括lcd。在其中一个实施例中，所述闪存模块为或包括nandflash。

在其中一个实施例中，所述计量装置及所述传输管理装置分别设有硬时钟模块。在其中一个实施例中，所述硬时钟模块包括时钟电池及实时时钟芯片。在其中一个实施例中，所述计量负控终端还包括与所述计量微控制单元连接的看门狗电路。进一步地，在其中一个实施例中，所述计量负控终端还包括与所述管理微控制单元连接的看门狗电路。在其中一个实施例中，所述计量负控终端还包括与所述计量微控制单元连接的存储器。进一步地，在其中一个实施例中，所述计量负控终端还包括与所述管理微控制单元连接的存储器。在其中一个实施例中，所述传输管理装置设有电能管理模块及功能升级模块；所述功能升级模块与所述电能管理模块连接，所述功能升级模块用于为所述电能管理模块进行功能升级。在其中一个实施例中，所述电能管理模块包括显示模块、通信模块、键盘模块、遥控模块、检测模块、负控模块及嵌入式安全控制模块中的至少一项。在其中一个实施例中，所述电能管理模块包括显示模块、通信模块、键盘模块、遥控模块、检测模块、负控模块或嵌入式安全控制模块。在其中一个实施例中，所述电能管理模块包括显示模块、通信模块、键盘模块、遥控模块、检测模块、负控模块及嵌入式安全控制模块。

在其中一个实施例中，所述通信模块包括远程通信模块、以太网模块、rs232模块、usb模块、rs485模块及微功率无线模块中的至少一项。在其中一个实施例中，所述通信模块包括远程通信模块、以太网模块、rs232模块、usb模块、rs485模块或微功率无线模块。在其中一个实施例中，所述通信模块包括远程通信模块、以太网模块、rs232模块、usb模块、rs485模块及微功率无线模块。进一步地，在其中一个实施例中，所述计量装置包括采样模块、计量模块、存储器、ct检测器、485串口、第一时钟电池、第一实时时钟模块、第一看门狗模块及计量微控制器；所述采样模块与所述计量模块连接；所述计量模块、所述存储器、所述ct检测器、所述485串口、所述第一看门狗模块分别与所述计量微控制器连接；所述第一时钟电池与所述第一实时时钟模块连接，所述计量微控制器与所述第一实时时钟模块连接，所述传输管理装置包括通信模块、显示模块、第二看门狗模块、嵌入式安全控制模块、第二时钟电池、第二实时时钟模块、磁场检测模块、负控模块、闪存模块、键盘模块、遥控模块及管理微控制器；所述通信模块与所述管理微控制器连接；所述第二时钟电池与所述第二实时时钟模块连接；所述显示模块、所述第二看门狗模块、所述嵌入式安全控制模块、所述第二实时时钟模块、所述磁场检测模块、所述负控模块、所述闪存模块、所述键盘模块、所述遥控模块分别与所述管理微控制器连接。进一步地，在其中一个实施例中，所述计量装置包括采样模块、计量模块、存储器、ct检测器、485串口、第一时钟电池、第一实时时钟模块、第一看门狗模块及计量微控制器；所述采样模块与所述计量模块连接；所述计量模块、所述存储器、所述ct检测器、所述485串口、所述第一看门狗模块分别与所述计量微控制器连接；所述第一时钟电池与所述第一实时时钟模块连接，所述计量微控制器与所述第一实时时钟模块连接，所述传输管理装置包括通信模块、显示模块、第二看门狗模块、嵌入式安全控制模块、第二时钟电池、第二实时时钟模块、磁场检测模块、负控模块、闪存模块、键盘模块、遥控模块及管理微控制器；所述通信模块与所述管理微控制器连接；所述第二时钟电池与所述第二实时时钟模块连接；所述显示模块、所述第二看门狗模块、所述嵌入式安全控制模块、所述第二实时时钟模块、所述磁场检测模块、所述负控模块、所述闪存模块、所述键盘模块、所述遥控模块分别与所述管理微控制器连接；所述通信模块包括远程通信模块、以太网模块、rs232模块、usb模块、rs485模块及微功率无线模块；所述远程通信模块、所述以太网模块、所述rs232模块、所述usb模块、所述rs485模块及所述微功率无线模块分别与所述管理微控制器连接。进一步地，在其中一个实施例中，所述计量装置包括采样模块、计量模块、存储器、ct检测器、485串口、第一时钟电池、第一实时时钟模块、第一看门狗模块及计量微控制器；所述采样模块与所述计量模块连接；所述计量模块、所述存储器、所述ct检测器、所述485串口、所述第一看门狗模块分别与所述计量微控制器连接；所述第一时钟电池与所述第一实时时钟模块连接，所述计量微控制器与所述第一实时时钟模块连接，所述传输管理装置包括通信模块、显示模块、第二看门狗模块、嵌入式安全控制模块、第二时钟电池、第二实时时钟模块、磁场检测模块、负控模块、闪存模块、键盘模块、遥控模块及管理微控制器；所述通信模块与所述管理微控制器连接；所述第二时钟电池与所述第二实时时钟模块连接；所述显示模块、所述第二看门狗模块、所述嵌入式安全控制模块、所述第二实时时钟模块、所述磁场检测模块、所述负控模块、所述闪存模块、所述键盘模块、所述遥控模块分别与所述管理微控制器连接；所述通信模块包括远程通信模块、以太网模块、rs232模块、usb模块、3路rs485模块及微功率无线模块；所述远程通信模块、所述以太网模块、所述rs232模块、所述usb模块、所述3路rs485模块及所述微功率无线模块分别与所述管理微控制器连接。其余实施例以此类推。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述计量装置包括用于实现电压采样和电流采样的采样模块、计量模块、存储器、ct检测(ct检测器)、485串口、时钟电池(第一时钟电池)、rtc(第一实时时钟模块)、看门狗(第一看门狗模块)及计量mcu(计量微控制器)；所述采样模块与所述计量模块连接；所述计量模块、所述存储器、所述ct检测器、所述485串口、所述第一看门狗模块分别与所述计量微控制器连接；所述第一时钟电池与所述第一实时时钟模块连接，所述计量微控制器与所述第一实时时钟模块连接，所述计量装置与所述传输管理装置采用串行通讯接口连接；所述传输管理装置包括通信模块、lcd(显示模块)、看门狗(第二看门狗模块)、esam(嵌入式安全控制模块)、时钟电池(第二时钟电池)、rtc(第二实时时钟模块)、磁场检测(磁场检测模块)、负控(负控模块)、nandflash(闪存模块)、键盘(键盘模块)、遥控(遥控模块)及管理mcu(管理微控制器)；所述通信模块与所述管理微控制器连接；所述第二时钟电池与所述第二实时时钟模块连接；所述显示模块、所述第二看门狗模块、所述嵌入式安全控制模块、所述第二实时时钟模块、所述磁场检测模块、所述负控模块、所述闪存模块、所述键盘模块、所述遥控模块分别与所述管理微控制器连接；所述通信模块包括远程通信模块、以太网(以太网模块)、rs232(rs232模块)、usb(usb模块)、3路rs485(3路rs485模块)及微功率无线(微功率无线模块)；所述远程通信模块、所述以太网模块、所述rs232模块、所述usb模块、所述3路rs485模块及所述微功率无线模块分别与所述管理微控制器连接。其余实施例以此类推。上述计量负控终端，采用了分离设置且相连接的计量装置及传输管理装置，计量部分功能简单可靠，能实现精确的电能计量，着重保证未来相当长的时间内没有程序升级的要求，安全可靠；管理部分在实现当前管理的需求基础上，着重于保证在功能需求增加或改变的情况下，软件能够实现升级，同时避免对计量部分的影响，保证计量数据准确性、稳定性及可靠性；在长期运行模式下，不容易出现某个功能模块故障导致计量可靠性及准确度异常工作，保证计量可靠、稳定，计量数据准确及存储安全。

进一步地，在其中一个实施例中，所述传输管理装置采用模组化设计，其中，所述显示模块、所述第二看门狗模块、所述嵌入式安全控制模块、所述第二时钟电池、第二实时时钟模块、所述磁场检测模块、所述负控模块、所述闪存模块、所述键盘模块、所述遥控模块等功能模块均独立设计，互不影响，以保证终端软件支持对各功能模块的独立升级，升级后不能影响计量模块正常工作。保证升级安全可靠、快捷方便。

由上述各实施例可见，本申请一方面实现了计量独立性，计量装置与传输管理装置软件系统相互独立设计、通过标准接口实现数据交互；另一方面实现了计量数据准确可靠性，增加数据存储安全防护，确保电能计量的准确性和可靠性。再一方面，配合时钟电池及实时时钟模块的实施例，实现了时钟安全性，时钟在电能计量中占据着重要的地位，为了保证时钟的准确性，终端采用双硬时钟设计，时钟电源由主电源、双时钟电池、三重保证，确保时钟能够正常运行，解决了电网断电而造成系统的时钟混乱等问题。

在其中一个实施例中，所述计量负控终端还包括系统电源模块，所述系统电源模块分别连接所述计量装置及所述传输管理装置，所述系统电源模块用于供电。在其中一个实施例中，所述计量负控终端包括系统电源装置、计量装置及传输管理装置；所述系统电源模块分别连接所述计量装置及所述传输管理装置，所述系统电源模块用于供电；所述计量装置采用串行通讯接口连接所述传输管理装置，所述计量装置用于采样；所述传输管理装置用于传输数据。其余实施例以此类推。在其中一个实施例中，所述系统电源模块包括两个子电源模块，其一所述子电源模块用于为所述计量装置供电，另一所述子电源模块用于为所述传输管理装置供电。这样的设计，有利于实现模块化的生产及装配，也有利于连接且实现稳定的供电效果。在其中一个实施例中，所述系统电源模块分别连接所述计量装置及所述传输管理装置中需要用电的各功能模块，用于为各功能模块进行供电。在其中一个实施例中，系统电源模块将外部输入的交流电转换成所需的直流电给计量装置和传输管理装置，即为计量装置和传输管理装置的系统模块及外围模块供电。计量装置部分主要负责电量计量，其中采样模块负责采样电网中的电压电流信号，并将采样到的信号传给计量模块由计量模块算出各种电参量信息传给计量微控制器进行处理后通过串口将信息传给传输管理装置。本申请各实施例的设计思路是在实现原有计量和管理的基础上，将计量部分和管理部分从硬件方面进行了分离设计，两部分采用串口进行数据的单向传递。计量部分功能简单可靠，能实现精确的电能计量，着重保证未来相当长的时间内没有程序升级的要求，安全可靠。管理部分在实现当前管理的需求基础上，着重于保证在功能需求增加或改变的情况下，软件能够实现升级；同时避免对计量部分的影响，保证计量数据准确性、稳定性及可靠性。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的计量负控终端。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。