基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种适用于电力用户用电信息采集系统的采集终端，具体为一种基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器。本实用新型能解决传统IPv4网络IP地址空间不足、双协议栈网络通信、集中器供电异常和维护不方便等问题，可在未来智能电网建设过程中进行普及。
【背景技术】
[0002]随着互联网用户数量不断增加以及对互联网应用的要求不断提高，IPv4技术在地址空间和安全性等问题上的不足日益突显。目前在用电信息采集环节，国内集中器主要通过GPRS/CDMA无线公网和广电CATV以太网有线网络等方式来进行远程通信，网络的末端全部采用基于IPv4网络的通信接口。由于现有用电采集系统使用以太网传输数据的采集终端越来越多，IPv4地址的使用趋于饱和，且每个终端需要手动进行唯一的IPv4地址配置，也给系统和设备的整体管理带来不便。IPv6协议是下一代互联网技术的核心标准之一，能有效扩大IP地址的空间，解决当前发展所面临的危机。经过多年研宄，其技术标准已经成熟，现阶段IPv4向IPv6平滑过渡的条件和技术也已具备。
【发明内容】
[0003]本实用新型需要解决的技术问题是克服【背景技术】中所述不足，将IPv6技术首次应用于用户用电信息采集系统，研发了基于IPv6技术的用电信息采集新型集中器。
[0004]本实用新型所采用的技术方案如下:
[0005]基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，其特征在于，其硬件结构包括主控模块、显示模块、存储模块、时钟模块、交采模块、RS485抄表模块、网络通信模块、宽电压AC/DC模块和超级电容储能模块；其中，主控模块是整个终端的核心，主控模块采用Kinetis CortexTM M4内核处理器MK64FN1M0VLQ12 ;通过飞思卡尔开发的实时多任务MQX操作系统，配备相应的外围电路，实现其串行外设接口(Serial Peripheral Interface简称SPI)功能用于存储芯片控制；实现I2C总线功能用于时钟芯片的控制与读取；实现通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 简称 UART)功能，支持与外设或其他CPU进行异步全双工串行通信，从而完成通过RS485通信协议进行抄表、红外通信、载波通信；实现以太网功能用于上行通信网络连接；实现GP1功能用于显示控制等；实现USB功能用于终端USB升级；实现通过JTAG 口进行程序下载与调试。
[0006]所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，所述的存储模块主要用于存储终端的一些重要参数，包括远程通信参数、内部通信参数，终端运行参数；存储芯片采用MX25L256，存储芯片的SPI接口分别连接到处理器对应的SPI接口，实现整个系统程序运行，以及参数及历史数据的分类储存。
[0007]所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，所述的时钟模块主要负责主控板时钟，用于记录发起命令时间，操作时间等重要时间参数，为终端提供精准的时钟，保证企业标准(Q/GDW1373-2013)所要求的对时方案；时钟模块采用RX8025芯片，通过标准的I2C接口连接到处理器与主控板进行通信，RX8025芯片的SCL及SDA脚分别连接到处理器MK64FN1M0VLQ12的I2C1_SCL及I2C1_SDA脚，再通过软件对处理器初始化后对RX8025芯片进行操作。
[0008]所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，所述的抄表模块设计了 2路独立的RS485接口实现抄表任务和维护数据通信，抄表用的RS485接口可挂接最多128块电表进行数据采集；本终端选择MAX485芯片作为RS485电路的主芯片，处理器MK64FN1M0VLQ12 的 UARTO，UART1, UART2，UART3 分别连接到 MAX485 芯片的收发引脚。
[0009]所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，所述的网络通信模块用于实现与采集系统主站之间的上行通信，支持以太网、红外、GPRS等多种通信方式，尤其通过在MQX嵌入式实时操作系统系统植入IPv4/IPv6双协议栈后，所述终端的以太网网络接口能从物理上支持IPv4和IPv6双协议网络通信。
[0010]所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，所述的处理器带有网络驱动接口，利用媒体访问控制器的媒体介入控制层(Media Access Control简称MAC)，连接通用外部以太网物理收发器的物理层(Physical Layer简称PHY);处理器与以太网物理收发器通过简化媒体独立接口(Reduced Media Independent Interface简称RMII)连接，从而控制物理层收发器实现以太帧的收发功能。所述终端选用DM9161作为PHY芯片，DM9161提供一个独立的媒体独立接口，处理器MK64FN1M0VLQ12网络驱动接口 ETX1、ETXO, ETXEN、ERXU ERXO, ERXDV, EINT等需连接到PHY的对应引脚，其中DM9161接口电路中NET总线为以太网数据总线，连接至CPU端数据收发上引脚上，引脚3-RX+、4-RX-、7-TX+、8-TX+是外界接口。
[0011]所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，所述的电源模块采用低频工频变压器及整流桥堆进行电源电路设计，为主控板、模块等提供电源，并为RS485电路提供隔离的电源，可适应AC85V?400V超宽市电电压的供电范围，杜绝使用现场各类电压异常和电压波动带来的设备故障。
[0012]本实用新型具有如下的有益效果:
[0013]1、本实用新型的集中器是基于IPv6技术开发的，适用于IPv6广域网络，可使用电信息采集系统的终端容量扩大了 8 X 1028倍。集中器以太网口支持IPv4和IPv6双协议栈，完全自识别自适应，且使用唯一的128位IP地址，既能可靠的实现智能电能表远程费控，也可以很方便地查找集中器的具体位置，便于管理和维护；
[0014]2、本集中器采用AC85V?400V的宽电压供电设计，能杜绝使用现场各类电压异常和电压波动带来的设备故障。
【附图说明】
[0015]图1为基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器的整体结构示意图。
[0016]图2为基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器的硬件架构图。
[0017]图3为主控芯片管脚定义图。
[0018]图4为各组成模块电路图；其中，图4(a)为存储模块电路图；图4(b)为RTC时钟模块电路图；图4 (c)为RS485抄表模块的光隔离电路；图4 (d)为MAX485芯片接口电路图；图4(e)为以太网接口芯片DM9161的管脚图；图4的为以太网接口芯片DM9161的接口电路图；图4(g)为主控芯片电源连接接口图；图400为电源模块电路图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]如图1所示，本集中器包括主控模块、显示模块、存储模块、时钟模块、交采模块、RS485抄表模块、网络通信模块、宽电压AC/DC模块和超级电容储能模块。图3所示为基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器的硬件构架图。
[0021]其中:
[0022](I)主控模块是整个终端的核心，所述集中器采用Kinetis CortexTM M4内核处理器，其管脚图如图3所示。通过实时多任务MQX操作系统，配备相应