用电信息采集系统的模组化终端ii型的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力用户用电信息采集技术领域，具体涉及一种用电信息采集系统的模组化终端II型。
【背景技术】
[0002]国家电网目前正在使用的用电信息采集终端按大类划分有七种，这七种类型的用电信息采集终端可满足大部分电力用户对用电信息采集的需求。但是由于我国幅员辽阔，经济和自然条件差别大，各地区发展不平衡，电力企业对用电信息采集系统的需求也存在各种差别，所以现有的七种终端还是不能满足部分地区的实际需求，如:通信方式单一、接口配置固定、硬件无法升级等。往往因为一项需求的不满足而需要更换整个终端，造成资源的浪费。
【实用新型内容】
[0003]为克服上述缺陷，本实用新型提供了一种用电信息采集系统的模组化终端II型，是对现有用电信息采集设备进行的综合设计。同一终端可以通过选配不同的功能模块来实现不同的功能，满足用户多样化的需求。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供一种用于用电信息采集系统的模组化终端II型，包括:终端本体和功能模块;终端本体包括:电源转换部分和核心处理部分;功能模块包括:本地通信模块、RS485模块和远程通信模块；
[0005]终端本体由接线端子、整流滤波电路、开关电源电路、后备电源仓、电压互感器、计量芯片、MCU、LED指示灯和MicroUSB插座组成；
[0006]单相电压连接接线端子的输入端，接线端子的输出端连接整流滤波电路和电压互感器的输入端;整流滤波电路的输出端连接开关电源电路的输入端，开关电源电路将转换的电压输出给终端本体和功能模块使用；
[0007]接线端子的输出电压通过电压互感器为计量芯片提供交流采样信号，并与MCU连接;MCU连接LED指示灯。
[0008]开关电源将输入电压转化为直流12V输出，并且连接后备电源;后备电源采用单独的后备电源仓。
[0009]终端本体分别为本地通信模块、RS485模块和远程通信模块提供统一的MicroUSB交互接口。
[0010]终端本体通过柔性线缆分别与本地通信模块、RS485模块和远程通信模块连接。[0011 ]本地通信模块，通信方式包括:低压电力线载波通信和微功率无线通信两种，选择其中一种通信方式；
[0012]本地通信模块采用低压电力线载波通信时，本地通信模块、RS485模块和远程通信模块的安装位置可以任意互换；
[0013]本地通信模块，包括:专用载波芯片/微功率无线芯片、本地通信模块控制M⑶和本地通信模块LED指示灯。
[0014]RS485模块实现终端本体与采集器或485电能表之间的RS-485总线通信;RS485模块结构包括:专用RS485芯片、RS485模块控制MCU和RS485模块LED指示灯。
[0015]远程通信模块结构包括:无线公网GSM/GPRS/CDMA/3G/4G通讯模块、电源转换电路、远程通信模块控制MCU和天线；
[0016]远程通信模块的通信方式为无线公网，包括:GSM/GPRS/CDMA/3G/4G。
[0017]与现有技术比，本实用新型提供的一种用电信息采集系统的模组化终端II型提出了用电信息终端的模组化设计方式，为终端提供多样化的功能配置选择，满足用户多样化的需求，并具有以下优点:
[0018](I)提出了用电信息采集终端的模组化设计理念，满足市场对用电信息采集终端多样化的需求；
[0019](2)模块互换性:各功能模块的安装位置可任意互换而不影响模块自身功能和整机功能；
[0020](3)各功能模块与终端本体之间采用柔性连接方式，减小硬连接插拔时接口损坏的风险。
[0021](4)终端本体还具备计量终端供电电压和停上电事件上报功能，因此电路上还有单相电压计量电路、后备电源超级电容电路。超级电容采用单独的电容仓放置，一方面便于超级电容的维护和管理，另一方面提高产品安全性和可靠性。
【附图说明】
[0022]图1为模组化终端II型结构框图
[0023]图2为模组化终端II型原理框图
[0024]图3为模块交互接口定义图
[0025]图4为本地通信模块载波耦合接口定义图
【具体实施方式】
[0026]对照附图1，用电信息采集系统的模组化终端II型，其组成部分包括终端本体、本地通信模块、RS485模块、远程通信模块。
[0027]对照附图2，终端本体是模组化终端II型的核心，由接线端子、整流滤波电路、开关电源电路、后备电源仓、电压互感器、计量芯片、M⑶、LED指示灯和MicroUSB插座组成。接线端子将单相电压引入，开关电源将输入电压转化为直流12V输出，供给终端本体和功能模块使用；同时输入电压通过互感器为计量芯片提供交流采样信号，组成计量电路。终端本体的LED指示灯和能正确指示其自身的工作状态。
[0028]后备电源仓用于放置终端的后备电源，可在终端掉电后维持终端继续工作一段时间以进行数据处理与通信；后备电源采用单独的放置仓，一方面便于超级电容的维护和管理，另一方面提尚广品安全性和可靠性。
[0029]对照附图3，终端本体与功能模块之间采用标准MicroUSB接口进行通信，M⑶可对功能模块的供电电源进行打开或关闭控制。
[0030]远程通信模块为例，终端本体为远程通信模块提供12V电源、信号地、接收、发送和一个预留通信接口，远程通信模块将输入的12V电压转换为模块自身所需的工作电源;终端本体通过读取远程通信模块的运行状态对远程通信模块进行控制，包括对12V电源的打开或关闭控制。远程通信模块本身带有控制MCU，负责本通信模块与终端本体之间的交互，实现对无线公网模块的类型识别、复位、开关机、数据传输、指令处理、工作状态监控。远程通信模块的LED指示灯能正确指示本模块的工作状态。
[0031]终端本体对本地通信模块的控制方式与终端本体对远程通信模块的控制方式相同。本地通信模块为载波模块时，载波信号通过附图3所示接口与电力线进行耦合。本地通信模块带有控制MCU，负责与终端本体之间的交互以及自身运行状态的监控，本地通信模块的LED指示灯能正确指示本模块的工作状态。
[0032]终端本体对RS485模块的控制方式与终端本体对远程通信模块的控制方式相同。RS485模块带有控制MCU，负责与终端本体之间的交互以及自身运行状态的监控，RS485模块的LED指示灯能正确指示本模块的工作状态。
[0033]需要声明的是，本【实用新型内容】及【具体实施方式】意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
【主权项】
1.一种用电信息采集系统的模组化终端II型，包括:终端本体和功能模块；其特征在于:所述功能模块包括:本地通信模块、RS485模块和远程通信模块； 所述终端本体由接线端子、整流滤波电路、开关电源电路、后备电源仓、电压互感器、计量芯片、MCU、LED指示灯和MicroUSB插座组成； 单相电压连接接线端子的输入端，接线端子的输出端连接整流滤波电路和电压互感器的输入端;整流滤波电路的输出端连接开关电源电路的输入端，开关电源电路将转换的电压输出给终端本体和功能模块使用； 接线端子的输出电压通过电压互感器为计量芯片提供交流采样信号，并与MCU连接；MCU连接LED指示灯。2.根据权利要求1所述的模组化终端II型，其特征在于:开关电源将输入电压转化为直流12V输出，并且连接后备电源;后备电源采用单独的后备电源仓。3.根据权利要求1所述的模组化终端II型，其特征在于:所述终端本体分别为本地通信模块、RS485模块和远程通信模块提供统一的MicroUSB交互接口。4.根据权利要求1所述的模组化终端II型，其特征在于:所述终端本体通过柔性线缆分别与本地通信模块、RS485模块和远程通信模块连接。5.根据权利要求1所述的模组化终端II型，其特征在于:所述本地通信模块，通信方式包括:低压电力线载波通信和微功率无线通信两种，选择其中一种通信方式； 本地通信模块，包括:专用载波芯片/微功率无线芯片、本地通信模块控制MCU和本地通信模块LED指示灯。6.根据权利要求1所述的模组化终端II型，其特征在于:所述RS485模块实现终端本体与采集器或485电能表之间的RS-485总线通信;RS485模块结构包括:专用RS485芯片、RS485模块控制MCU和RS485模块LED指示灯。7.根据权利要求1所述的模组化终端II型，其特征在于:远程通信模块结构包括:无线公网GSM/GPRS/CDMA/3G/4G通讯模块、电源转换电路、远程通信模块控制MCU和天线； 远程通信模块的通信方式为无线公网，包括:GSM/GPRS/CDMA/3G/4G。
【专利摘要】本实用新型提供了一种用电信息采集系统的模组化终端II型，包括：终端本体和功能模块；功能模块包括本地通信模块、RS485模块和远程通信模块；终端本体由接线端子、整流滤波电路、开关电源电路、后备电源仓、电压互感器、计量芯片、MCU、LED指示灯和MicroUSB插座组成；单相电压连接接线端子的输入端，接线端子的输出端连接整流滤波电路和电压互感器的输入端；整流滤波电路的输出端连接开关电源电路的输入端，电压互感器连接计量芯片，计量芯片与MCU连接；MCU连接LED指示灯。通过模组化的设计方式将用电信息采集终端拆分成多个功能模块，每个功能模块都具有一致的物理连接接口和独立的功能，现场使用时可灵活配置满足用户的差异性需求。
【IPC分类】G08C17/02, G08C19/00
【公开号】CN205177151
【申请号】CN201521000185
【发明人】刘宣, 阿辽沙·叶, 章欣, 张海龙, 颜庭乔
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月4日