一种新型多功能集中器的制作方法

本发明涉及供电状态和用电计量采集技术领域，尤其涉及一种新型多功能集中器。

背景技术

电力公司的服务范围中,农村电网中偏远及通信通道不佳等条件较差地区占绝大部分，无线网存在部分地区信号未覆盖或覆盖但信号弱的问题；有线网存在铺设难度大,维护工作量大,建设成本高的问题。

目前国家电网和南方电网用电信息采集终端诸如1型集中器和2型集中器等普遍采用的是cpu上行通信模块方案，其功能模块图如图1所示。此种方案上行通信均采用单独的通信模块，通信模块安装在集中器上且支持热插拔，集中器通过通信模块与主站通信，主要负责与主站之间的链路建立和数据通信。该种用电信息采集终端的解决方案，有着显著的优点：功能齐全，存储容量大(flash至少为64mbyte)，数据采集和处理功能强大，能管理电能表数量可达1100多只。

但是，在一些对于管理电能表数量不多，且对上行和下行通信有特殊要求的场合，如某些地区只要求上行通信采用4glte通信，下行通信只采用rs-485通信的场合，采用目前满足国家电网和南方电网标准的集中器虽然可以满足要求，但由于这种集中器本身标配功能太过强大，大量的硬件和软件资源闲置，造成了极大的浪费；而且，这种集中器本身的成本较高，用在该类简单要求的场合，无疑给电力系统带来了沉重的成本负担。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种适用于多种网络环境、成本低廉且可靠性高的新型多功能集中器。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种新型多功能集中器，主要包括电源模块、rs485通讯模块、sim卡4g通讯模块、armcortex-m3中央处理模块、晶振时钟模块；其特征在于：还包括锂电池模块，所述电源模块同时给锂电池模块和armcortex-m3中央处理模块供电，锂电池模块为电路系统提供备用电源支持功能。

作为优选，还包括网络模块，网络模块由sim卡4g/gprs、dm9000以太网卡组成，dm9000以太网卡完成经网线和服务器进行网络通讯、传输数据。

作为优选，所述网络模块还包括sim卡grps模块，在4g信号不好的地区自动切换成grps协议进行和服务器通讯。

作为优选，还包括jtag调试模块，jtag调试模块用于程序调试、根据需要定向采集用户电表中的数据，工程人员对jtag进行设置调试。

作为优选，所述网络模块还包括norflash模块，norflash经系统总线、数据总线与使能地址、时钟引脚、电源引脚和armcortex-m3中央处理模块相连，为armcortex-m3中央处理模块增强系统程序rom的存储容量，解决了armcortex-m3中央处理模块内rom存储容量不足问题；可写入更多的程序、完成更多的应用操作。

作为优选，所述网络模块还包括rs485光耦通讯模块，集中器经rs485通讯协议和用户电表相连，其中增加了光耦tlp185模块电路，保证了下行通讯数据传输的稳定性。

作为优选，所述网络模块还包括按键/lcd显示模块，提供用户与集中器进行交互的接口，用户可以设置集中器时钟、查看电表当前数据、控制断路器的操作。

作为优选，还包括看门狗电路，看门狗电路和armcortex-m3中央处理器模块用于在通讯异常、控制异常的情况下自动重启电路，保证集中器的可靠性。

作为优选，所述armcortex-m3中央处理器模块运行norflash中的程序完成数据采集、断路器控制、数据传输、用户操作的计算问题。

作为优选，所述armcortex-m3中央处理器模块采用的芯片为stm32f103rc。

本发明提供的这种新型多功能集中器，包括sim卡4g通讯模块、rs485下行通信模块、电源模块、armcortex-m3中央处理器模块，还包括提供了4g/gprs自动切换，确保有一种信道稳定即可实现数据传输；

本发明提供的这种新型多功能集中器还包括rs485光耦电路模块，光耦通讯用于提高rs485于用户电表数据传输的稳定性。

所述的新型多功能集中器包括锂电池模块，锂电池模块为电路系统提供备用电源支持功能，预防突发断电对集中器电路造成损坏，提高了集中器的可靠性、保存时钟设置状态等功能。

所述的新型集多功能中器还包括dm9000网卡网络模块，用户采用网线数据传输可提高数据传输的可靠性，省去电话卡流量无线通讯费用。

所述的新型集中器还包括jtag调试模块，jtag可以定向采集用户表中的数据采集表中有功功率，跳过无功功率，再采集实时电压…避免采集到不需要的数据占用集中器系统资源，从而实现集中器的数据处理精简化，集中器高效稳定的运行。

所述的新型多功能集中器还包括看门狗电路；看门狗电路与armcortex中央处理模块连接，用于在通信、控制模块工作异常时重启集中器系统，保证新型集中器的可靠性。

所述的电源模块包括12v电源电路、5v电源电路、由型号为lm7812组成的12v电源电路、由型号为lm7805组成的5v电路.

所述的新型多功能集中器还包括norflash存储模块，容量64m，型号为kh25l6406em2i-12g，此模块解决了arm片上rom存储容量小，无法放下功能复杂的程序，增加了集中器的应用功能。

所述的rs485下行通信模块为由光耦、光耦tlp185的通信芯片组成的通信电路。

所述的新型多功能集中器包括控制模块，模块包含欧姆龙g5le-14-24vdc信号继电器，继电器由armcortex中央处理模块高电平输出经npn三极管进行控制、实现用户远程软件控制断路器通断。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种新型多功能集中器，采用单芯片的解决方案实现了简易的集中器功能，省去了多芯片所造成的资源冗余和浪费，有效节约了资源，适用低端应用场合，而且本发明的集中器电路成本低廉，通讯适用环境广，可靠性高。

附图说明

图1为现有技术的功能模块图。

图2为本发明的功能模块图。

图3为本发明的sim卡模块的功能模块图。

图4为本发明的rs485下行通信模块的电路原理图。

图5为本发明的电源模块的5v电源电路的电路原理图。

图6为本发明jtag调试电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例1

一种新型多功能集中器，如图2-5所示。

主要包括电源模块、rs485通讯模块、sim卡4g通讯模块、armcortex-m3中央处理模块、晶振时钟模块；还包括锂电池模块，所述电源模块同时给锂电池模块和armcortex-m3中央处理模块供电，锂电池模块为电路系统提供备用电源支持功能；

还包括网络模块，网络模块由sim卡4g/gprs、dm9000以太网卡组成，dm9000以太网卡完成经网线和服务器进行网络通讯、传输数据；

还包括jtag调试模块，jtag调试模块用于程序调试、根据需要定向采集用户电表中的数据，工程人员对jtag进行设置调试；

还包括看门狗电路，看门狗电路和armcortex-m3中央处理器模块用于在通讯异常、控制异常的情况下自动重启电路，保证集中器的可靠性；

网络模块还包括sim卡grps模块，在4g信号不好的地区自动切换成grps协议进行和服务器通讯；

网络模块还包括norflash模块，norflash经系统总线、数据总线与使能地址、时钟引脚、电源引脚和armcortex-m3中央处理模块相连，为armcortex-m3中央处理模块增强系统程序rom的存储容量；

网络模块还包括rs485光耦通讯模块，集中器经rs485通讯协议和用户电表相连，其中增加了光耦tlp185模块电路，保证了下行通讯数据传输的稳定性；

网络模块还包括按键/lcd显示模块，提供用户与集中器进行交互的接口，用户可以设置集中器时钟、查看电表当前数据、控制断路器的操作；

armcortex-m3中央处理器模块运行norflash中的程序完成数据采集、断路器控制、数据传输、用户操作的计算问题。

如图2所示为本发明的多功能集中器模块图：本实施例提供的这种新型集中器，主要包括电源模块、rs485下行通信模块、网络模块、控制模块、jtag调试模块、显示模块组成；由通信芯片和存储器构成，armcortex-m3中央处理模块用于集中器的远程无线数据通信以及集中器内部的数据处理；

如图5所示为本发明的电源模块的5v电源电路的电路原理图5：外部电源通过连接件接入电源电路，通过变压器耦合到变压器副边；变压器的第一副边再次通过桥式整流电路后，经lm7805输出5v。

图2中jtag调试模块中有pic20针插座，经usb转jtag调试模块连接到主机进行调试；

图2中rs485通讯模块电路图如图4所示，中央处理器模块rs485通讯端口的rxd1、txd1和经azr485电平转换芯片和光耦d4、d7相连。

图3为本发明的sim卡模块的功能模块图。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。