电气监测设备多协议网关的制作方法
【专利摘要】本发明是一种电气监测设备多协议网关，包括STM32单片机控制系统，STM32单片机控制系统分别与开关电源模块、电力线载波通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块、CAN总线通信模块、USB总线通信模块、以太网通信模块及通信速率控制拨码盘模块连接。本发明实现将不同电气监测设备、不同通信方式及不同通信协议的数据进行解析、整合，再发送至远端控制中心；将这些数据进行解析、整合，再通过以太网通信模块传送至远端控制中心进行具体分析。本发明设计合理，可保证各类数据不冲突、不丢失，能极大的提高电气设备监测的管理、调度及信息化能力，促进智能电网的发展。
【专利说明】电气监测设备多协议网关
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气监测【技术领域】，特别是涉及一种电气监测设备多协议网关。
【背景技术】
[0002]输电线路及变电站中常用电工材料或电气设备包括线路电缆、变压器、断路器、互感器、隔离开关、母排等。上述电气设备待测的状态量通常有故障、温度、振动、绝缘、磨损、密度微水、全周期寿命等。针对不同电气设备，已有厂家研发了相应的状态监测装置，如输电线路在线监测系统、电缆故障测距系统、高压开关柜断路器温度监测系统、变压器振动噪声监测系统、绝缘子局放监测系统、电动汽车充电桩监测装置、智能家居监测系统等。
[0003]然而，由于各个监测设备的生产厂家、监测方法、通信接口及所使用的通信协议各不相同，导致了当前电气设备仍以小范围、分布式监测为主，各个监测点的信息只能在小区域范围观测和存储，无法统一调度、共享和管理，系统信息实时性不佳，若需将监测数据远传，则必须在这些监测设备上分别加装价格昂贵的通信装置，成本将大大增加。随着智能电网的发展，智能监测设备数量会快速增加，将给供电公司带来巨大经济负担。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可将不同电气监测设备、不同通信方式及不同通信协议的数据进行解析、整合，再通过以太网发送至远端控制中心的电气监测设备多协议网关。
[0005]本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种电气监测设备多协议网关，其特点是:包括STM32单片机控制系统、开关电源模块、电力线载波通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块、CAN总线通信模块、USB总线通信模块、以太网通信模块及通信速率控制拨码盘模块；
所述的开关电源模块与STM32单片机控制系统的电源接口相连，所述的电力线载波通信模块、以太网通信模块与STM32单片机控制系统的SPI接口相连，所述的RS232通信模块、RS485通信模块与STM32单片机控制系统的USART接口相连，所述的CAN总线通信模块与STM32单片机控制系统的CAN接口相连，所述的USB总线通信模块与STM32单片机控制系统的USB接口相连，所述的通信速率控制拨码盘模块与STM32单片机控制系统的GPIO接口相连。
[0006]本发明所述的电气监测设备多协议网关技术方案中:所述的以太网通信模块优选由以太网通信控制器和带网络变压器的RT45座组成。
[0007]本发明所述的电气监测设备多协议网关技术方案中:所述的通信速率控制拨码盘模块优选自RS232波特率控制拨码盘、RS485波特率控制拨码盘、电力线载波通信速率拨码盘及以太网通信速率拨码盘。
[0008]本发明中所述的开关电源，可以采用开关电源控制芯片LinkZeiO-AX开发，最终达到2.5ff,5V, 500mA的交流输入要求，给网关提供工作电源。所述的电力线载波通信模块可以采用TR-ZBTXMKC01A电力线宽带载波通信模块开发，达到200Mbps的速率及OFDM调制解调功能。所述的RS232通信模块，可以采用ST3232芯片开发，TTL电平，带有DB9接口。所述的RS485通信模块，可以采用MAX485芯片开发，TTL电平。所述的CAN总线通信模块，可以采用L9616芯片开发，TTL电平，带有DB9接口。
[0009]本发明所述的电气监测设备多协议网关，可安置在变电站或其他监测点，统一收发各种电气监测设备协议的监测数据，保证各类数据不冲突、不丢失。本发明可支持如下通信接口及协议:1.电力线载波通信(TCP/IP协议)；2.RS232串口通信(Modbus协议)；3.RS485串口通信(Modbus协议)、4.CAN总线通信(CAN总线协议2.0)；5.USB总线通信(USB总线协议)；6.以太网通信(TCP/IP协议)。
[0010]本发明实现将不同电气监测设备、不同通信方式及不同通信协议的数据进行解析、整合，再发送至远端控制中心；具体为接收电力线载波通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块、CAN总线通信模块及USB总线通信模块所传输的数据，将这些数据进行解析、整合，再通过以太网通信模块传送至远端控制中心进行具体分析。在网关工作时，电力线载波通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块及以太网通信模块的通信速率通过所述通信速率控制拨码盘模块进行实时调节；网关工作电源由所述开关电源模块提供。
[0011]本发明电气监测设备多协议网关的技术方案中，各元器件、模块及控制系统如无特别说明，均可以使用现有技术中公开的可适用于本发明的元器件、模块及控制系统。
[0012]与现有技术相比，本发明设计合理，可保证各类数据不冲突、不丢失，能极大的提高电气设备监测的管理、调度及信息化能力，促进智能电网的发展。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明电气监测设备多协议网关的整体结构框图；
图2为RS232通信模块的电路图；
图3为RS485通信模块的电路图；
图4为CAN总线通信模块的电路图；
图5为以太网通信模块的电路图。
【具体实施方式】
[0014]以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
[0015]实施例1，参照图1-5, —种电气监测设备多协议网关。
[0016]如图1所示，电气监测设备多协议网关:它包括STM32单片机控制系统1、开关电源模块2、电力线载波通信模块3、RS232通信模块4、RS485通信模块5、CAN总线通信模块6、USB总线通信模块7、以太网通信模块8及通信速率控制拨码盘模块9。
[0017]所述开关电源模块2与所述STM32单片机控制系统I的电源接口相连，所述电力线载波通信模块3、以太网通信模块8与所述STM32单片机控制系统I的SPI接口相连，所述RS232通信模块4、RS485通信模块5与所述STM32单片机控制系统I的USART接口相连，所述CAN总线通信模块6与所述STM32单片机控制系统I的CAN接口相连，所述USB总线通信模块7与所述STM32单片机控制系统I的USB接口相连，所述通信速率控制拨码盘模块9与所述STM32单片机控制系统I的GPIO接口相连。
[0018]所述通信速率控制拨码盘模块9选自RS232波特率控制拨码盘、RS485波特率控制拨码盘、电力线载波通信速率拨码盘及以太网通信速率拨码盘；在网关工作时，实时调节各通信模块的通信速率。
[0019]如图2所示，所述RS232通信模块4，采用ST3232电平转化芯片开发，TTL电平，带有DB9接口 ；DB9的6接口与2接口分别与ST3232电平转化芯片的Tl_out、Rl_in接口相连。
[0020]如图3所示，所述RS485通信模块5，采用MAX485芯片开发，TTL电平。
[0021]如图4所示，所述CAN总线通信模块6，采用L9616芯片开发，TTL电平，带有DB9接口 ；DB9的6接口与2接口分别与L9616芯片的CANL、CANH接口相连。
[0022]如图5所示，所述以太网通信模块8，其特征在于:它包括以太网通信控制器及带网络变压器的RT45座；所述以太网通信控制器可采用ENC28J60控制器；所述带网络变压器的RT45座可采用HR911105A ；HR911105A的L+接口、R+接口分别通过电阻串联后与ENC28J60控制器的LEDA、LEDB接口相连。
[0023]具体工作时，网关接收所述电力线载波通信模块3、RS232通信模块4、RS485通信模块5、CAN总线通信模块6及USB总线通信模块7所传输的数据，将这些数据进行解析、整合，再通过所述以太网通信模块8传送至远端控制中心进行具体分析；在网关工作时，所述电力线载波通信模块3、RS232通信模块4、RS485通信模块5及以太网通信模块8的通信速率通过所述通信速率控制拨码盘模块9进行实时调节；网关工作电源由所述开关电源模块2提供。
【权利要求】
1.一种电气监测设备多协议网关，其特征在于:包括STM32单片机控制系统、开关电源模块、电力线载波通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块、CAN总线通信模块、USB总线通信模块、以太网通信模块及通信速率控制拨码盘模块； 所述的开关电源模块与STM32单片机控制系统的电源接口相连，所述的电力线载波通信模块、以太网通信模块与STM32单片机控制系统的SPI接口相连，所述的RS232通信模块、RS485通信模块与STM32单片机控制系统的USART接口相连，所述的CAN总线通信模块与STM32单片机控制系统的CAN接口相连，所述的USB总线通信模块与STM32单片机控制系统的USB接口相连，所述的通信速率控制拨码盘模块与STM32单片机控制系统的GPIO接口相连。
2.根据权利要求1所述的电气监测设备多协议网关，其特征在于:所述的以太网通信模块由以太网通信控制器和带网络变压器的RT45座组成。
3.根据权利要求1所述的电气监测设备多协议网关，其特征在于:所述的通信速率控制拨码盘模块选自RS232波特率控制拨码盘、RS485波特率控制拨码盘、电力线载波通信速率拨码盘及以太网通信速率拨码盘。
【文档编号】H04L12/66GK103812764SQ201210446233
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】衡思坤, 朱立位, 尹雷, 冯凯, 郭昊坤, 应展烽, 贾子昊, 张博为 申请人:江苏省电力公司连云港供电公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司, 南京理工大学连云港研究院