的外围电路，实现其SPI功能用于存储芯片控制；实现I2C功能用于时钟芯的控制与读取；实现UART功能(支持与外设或其他CPU进行异步全双工串行通信)完成485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JATG功能用于程序下载与调试。
[0023](2)显示模块直接采用LED状态指示；
[0024](3)图4(a)为存储模块电路图。存储模块主要存储终端的一些重要的参数，如远程通信参数、内部通信参数，终端运行参数等。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；
[0025](4)图4 (b)为RTC时钟模块电路图。时钟模块的芯片通过标准的I2C接口连接到处理器与主控板进行通信，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；
[0026](5)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。抄表模块设计了 2路独立的RS485接口实现RS485接口的抄表任务和维护数据通信，抄表RS485接口可挂接最多128块电表进行数据采集。
[0027](6)图4(e)为以太网接口芯片DM9161的管脚图，图4(f)为以太网接口芯片DM9161的接口电路图。网络通信模块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，尤其以太网部分通过植入IPv4/IPv6双协议栈，支持基于IPv6技术的网络通信。
[0028]处理器带有网络驱动接口，利用媒体访问控制器(MAC)，连接通用外部以太网物理收发器(PHY)。MII接口是IEEE — 802.3定义的介质独立接口。它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口。数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道，每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。处理器与以太网物理收发器通过RMII (RMII为MII简化接口)接口连接，从而控制物理层收发器实现以太帧的收发功能。
[0029](7)图4 (g)为主控芯片电源连接接口图，图4 (h)为电源模块电路图。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通信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。
【主权项】
1.基于以太网IPV 6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。2.权利要求1所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，其特征在于，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。3.权利要求1所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，其特征在于，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。4.权利要求1所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，其特征在于，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，UARTl，UART2，UART3分别连接到MAX485芯片的收发引脚。5.权利要求1所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，其特征在于，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。6.权利要求1所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，其特征在于，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 AccessControl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 IndependentInterface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 ETXl、ETXO、ETXEN、ERXl、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。7.权利要求1所述的基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器，其特征在于，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。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器。所述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等，其特征在于，所述主控模块中包含的处理器芯片，各功能模块所含芯片组，以及主控模块与各功能模块之间的连接，所述集中器的外围接口为通信接口和与智能电表连接的接口。通过本实用新型，集中器可以完全自识别自适应采用IPv4/IPv6协议的以太网，能解决传统IPv4网络IP资源分配不够、集中器供电异常和维护不便等问题。
【IPC分类】H04L12/10
【公开号】CN204721367
【申请号】CN201520181889
【发明人】徐琰, 刘昕
【申请人】国网湖北省电力公司, 湖北华中电力科技开发有限责任公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年3月27日