专利名称：一种电网集中器的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种电网集中器，尤其涉及一种用于低压电力线载波集中抄表系统的电网集中器。
背景技术：
电网集中器是低压电力线载波集中抄表系统中的关键设备，集抄系统中心管理设备，负责主站命令的传送，抄表数据的存储，自动抄表任务的执行与事件的记录等功能。其能够通过下行信道自动抄收并存储各种具有载波通信功能的智能仪表、采集终端或采集模块以及各类载波通信终端的电量数据，并能采集外部485表数据，其下行信道可以是低压电力线载波及RS-485串行通信通道；同时能通过上行信道与主站或手持设备进行数据交换，其上行信道采用公用通讯网，支持客户端、服务器两种通讯模式，并且采用模块化设计， 可通过更换通信模块直接改变通信方式。现有的集中器方案通常采用多芯片方案，通常采用4 5片单片机或专用控制芯片分别负责电能计量、路由通信、各种通信接口控制和信息显示等功能的实现，如下图所示就为一例。这种方法保证了集中器功能的全面性，但是在一些应用场合中，这种方案成本过高，功能全面却有了冗余，有些功能没有应用到，或者方案提供的资源过多，应用只利用了其中的一部分。在大规模应用集中器时，成本也是影响智能电网推广的重要因素。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种电网集中器。它结构简单，成本较低，且功能完離
iF. ο本实用新型的技术方案一种电网集中器，其特征在于包括计量和接口芯片，计量和接口芯片与数据处理和控制芯片相连；计量和接口芯片还与显示模块、按键模块、采样电路和RS-485模块相连；数据处理和控制芯片与FLASH (FLASH存储器)和通讯接口相连； 计量和接口芯片以及数据处理和控制芯片均与电源模块相连。前述的电网集中器中，所述计量和接口芯片为MSP430FX。前述的电网集中器中，所述数据处理和控制芯片为ARMCorteX-M3。前述的电网集中器中，所述计量和接口芯片内的ADC与采样电路相连，计量和接口芯片内的USCI (USCI是MSP430全新的通用通信接口 )与RS-485模块以及数据处理和控制芯片内的SPI (串行外设接口 )相连，且SPI和所述FLASH相连。前述的电网集中器中，所述通讯接口包括标准串口 Modem(调制解调器)、远程 GPRS模块、本地串口模块、电力载波模块、以太网接口和USB接口。与现有技术相比，本实用新型硬件结构简单，只需要两块芯片即实现了集中器的功能。因此结构更简单，成本更低。本实用新型使用MSP430FX作为计量监控芯片，同时兼有接口输入和显示驱动功能。电网电信号经过模拟前端调整后计量监控芯片通过采样获得各种电参数，通过电能脉冲和SPI通信总线传送到主控ARM Cortex-M3芯片中，其负责与主站或其他采集设备进行通信交互，实现路由功能。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。实施例。一种电网集中器，其特征在于包括计量和接口芯片，计量和接口芯片与数据处理和控制芯片相连；计量和接口芯片还与显示模块、按键模块、采样电路和RS-485 模块相连；数据处理和控制芯片与FLASH和通讯接口相连；计量和接口芯片以及数据处理和控制芯片均与电源模块相连。所述计量和接口芯片为MSP430FX。所述数据处理和控制芯片为ARM Cortex-M30所述计量和接口芯片内的ADC与采样电路相连，计量和接口芯片内的USCI与RS-485模块以及数据处理和控制芯片内的SPI相连，且SPI和所述FLASH相连。 所述通讯接口包括标准串口 Modem、远程GPRS模块、本地串口模块、电力载波模块、以太网接口和USB接口。电网信号经过信号采样电路后输入MSP430Fx(可采用MSP430)集成的ADC模块， ADC数模转换结束后的数据经过MSP430单片机处理后将计算所得的各电参数通过SPI总线发送给ARM Cortex-M3主控芯片。其中，ADC模块自带参考源。系统的两路RS-485串口通过MSP43(Fx芯片透传给ARM Cortex-M3处理器，两路串口通信符合电网采集通信协议。 此外，MSP430芯片还负责显示驱动功能，需显示的参数通过显示总线发送到显示模块中去， ARM控制器需显示的数据由SPI接口发送到MSP430进行显示。ARM Cortex-M3芯片具有丰富的片上资源，包括USB接口、以太网接口、电力载波接口和远程GPRS模块接口等通信接口都由Cortex-M3芯片上扩展而出。片外存储器保证了数据的可靠性。CorteX-M3强大的数据处理功能为实现各路通信数据的路由功能提供了可靠的保障。系统电源直接从电网上提取，为整个系统提供了可靠的工作电源。本方案是集中器的一个低成本实现方案，经用两个MCU实现了集中器的功能需求。MSP430FX芯片采用事件标志的方法，处理各任务事件。在初始化完成后就系统进入主循环进程。ADC采样间隔设置为ls，定时进入采样中断，在中断中获取采集数据并初步进行数据处理。初步处理的数据在返回主循环后交给相应的数据处理函数进行处理，计算得到各电参数。显示也定时更新，由定时中断触发显示更新标志，并进行相应任务的处理。 异步通信数据也由中断进行收集并放入数据缓存，由主程序进行解析并做出相应的相应处理。SPI中断负责和ARMCortex-M3进行数据交换，数据也进入缓存由主循环进行解析相应。ARM CorteX-M3芯片片上资源丰富，适用于高性能低成本的嵌入式应用。初始化后，系统定时获取MSP430获得的电参数，并进行通信调度算法，实现路由功能，通过下行信道如电力载波通信和GPRS远程通信收集采集终端数据，并通过上行信道与主站或手持设备进行数据交换。
权利要求1.一种电网集中器，其特征在于包括计量和接口芯片，计量和接口芯片与数据处理和控制芯片相连；计量和接口芯片还与显示模块、按键模块、采样电路和RS-485模块相连； 数据处理和控制芯片与FLASH和通讯接口相连；计量和接口芯片以及数据处理和控制芯片均与电源模块相连。
2.根据权利要求1所述的电网集中器，其特征在于所述计量和接口芯片为MSP43(Fx。
3.根据权利要求1所述的电网集中器，其特征在于所述数据处理和控制芯片为ARM Cortex_M30
4.根据权利要求1、2或3所述的电网集中器，其特征在于所述计量和接口芯片内的 ADC与采样电路相连，计量和接口芯片内的USCI与RS-485模块以及数据处理和控制芯片内的SPI相连，且SPI和所述FLASH相连。
5.根据权利要求1、2或3所述的电网集中器，其特征在于所述通讯接口包括标准串口 Modem、远程GPRS模块、本地串口模块、电力载波模块、以太网接口和USB接口。
专利摘要本实用新型公开了一种电网集中器，其特征在于包括计量和接口芯片，计量和接口芯片与数据处理和控制芯片相连；计量和接口芯片还与显示模块、按键模块、采样电路和RS-485模块相连；数据处理和控制芯片与FLASH和通讯接口相连；计量和接口芯片以及数据处理和控制芯片均与电源模块相连。本实用新型结构简单，成本较低，且功能完整。
文档编号G08C19/00GK202059410SQ201120123469
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者谢俊, 赵振东 申请人:利尔达科技有限公司