支持DLMS/COSEM协议的电表数据采集终端制造技术

本实用新型专利技术涉及支持DLMS/COSEM协议的电表数据采集终端，嵌入LINUX系统，包括电源模块和主板，主板包括核心板、串口通信模块，核心板包括CPU，CPU内置有支持DLMS/COSEM协议的抄表模块，所述的串口通信模块设置有RS‑485自动收发电路和GPRS上传模块，RS‑485自动收发电路设置有信号转换电路和保护电路。本实用新型专利技术的主控核心CPU处理能力更强，适用报文规约更多，现场安装维护更便捷；可支持水电气热表的同时采集；RS‑485自动收发电路可节省IO空间，无需单独增加程序来控制485芯片的收发转换，同时增加瞬态抑制二极管及PTC来保护485芯片不受外部大电压大电流的冲击；具有良好的人机交互接口，便于现场的安装和维护。

An electric meter data acquisition terminal supporting DLMS/COSEM protocol

The utility model relates to an electric meter data acquisition terminal which supports the DLMS/COSEM protocol, embedded in the LINUX system, including the power supply module and the main board, the main board includes the core board and the serial communication module, the core board includes the CPU, the CPU has a meter reading module with the DLMS/COSEM protocol, and the serial communication module is set with RS 485 automatic transceiver. The circuit and GPRS upload module, the RS 485 automatic transceiver circuit is equipped with signal conversion circuit and protection circuit. The main control core CPU of the utility model has more ability to handle, more protocol specification, more convenient site installation and maintenance, and can support the simultaneous acquisition of water and electric heat meter. The RS 485 automatic transceiver circuit can save IO space, no need to add a program to control the transfer and transfer of the 485 chip, and increase the transient suppression diode and PTC To protect the 485 chip from the impact of external high voltage and high current, it has a good human-machine interaction interface, which is convenient for installation and maintenance at the scene.

【技术实现步骤摘要】
支持DLMS/COSEM协议的电表数据采集终端
本技术属于智能电网的用电信息采集
，具体涉及一种支持DLMS/COSEM协议的电表数据采集终端。
技术介绍
用电信息采集终端(electricenergydataacquireterminal)是从属于智能电网用电信息采集系统、对各信息采集点用电信息采集的设备，也称为电表数据采集终端，可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令。电表数据采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端(包括集中器、采集器)、分布式能源监控终端等类型。本技术涉及的电表数据采集终端为集中抄表终端。海外电表采集终端采用的协议报文规范为DLMS/COSEM，有别于国内常用的多功能电能表通信协议(DL/T645-2007及DL/T645-1997规约)。DLMS/COSEM协议已在多国现场应用，其具有优秀的互操作性和可扩展性。为了使电表数据采集终端拥有更大的市场及通用性，国内的电表数据采集终端有必要支持包括DLMS/COSEM在内的更多的抄表协议。另外，现有的电表数据采集终端，通常都用单独的程序来控制485芯片的收发转换，而且485芯片容易受外部大电压大电流的冲击。
技术实现思路
为克服现有的电表数据采集终端兼容性不高、协议扩展性差、485芯片占用资源多且易受外部大电压大电流冲击的不足，本技术基于嵌入式LINUX技术，提供一种可同时支持海外DLMS/COSEM协议、国内电表协议的电表数据采集终端，改进了RS485收发电路以实现RS485数据的自动收发，增加了支持DLMS/COSEM协议的抄表模块以支持海外电表、以及水电气热表计的同步采集，使采集终端具有优秀的互操作性和可扩展性。本技术所采用的技术方案如下：支持DLMS/COSEM协议的电表数据采集终端，嵌入LINUX系统，包括电源模块和主板，所述的主板包括核心板、串口通信模块，所述的核心板包括CPU，所述的CPU内置有支持DLMS/COSEM协议的抄表模块，所述的串口通信模块设置有RS-485自动收发电路和GPRS上传模块。所述的RS-485自动收发电路设置有信号转换电路和保护电路。所述的信号转换电路的电路结构为：发送信号TXD通过电阻R30接入三极管Q1基极，5V电源通过电阻R29与三极管Q1集电极相连，485收发芯片与三极管Q1集电极连接，三极管Q1发射极接地；所述的保护电路的电路结构为：485芯片U2输出AB侧，分别通过R28上拉到5V、R31下拉到地，AB引脚分别通过瞬态抑制管TVS2、TVS3连接到地，AB之间通过瞬态抑制管TVS1连接。电表数据采集终端通过CPU中内置的支持DLMS/COSEM协议的抄表模块，利用RS-485自动收发电路定时抄读支持DLMS/COSEM协议的电表数据，将抄读的数据进行解析、处理、存储，定时通过GPRS上传模块将电表数据采集终端自身的状态数据信息、以及抄读的电表数据上传给主站。RS-485自动收发电路中，核心板将需要发送的数据传输给信号转换电路及TXD发送引脚，发送数据通过信号转换电路后会切换485芯片的工作模式，无需单独增加程序来控制485芯片的收发转换，节省IO空间；在485芯片的AB引脚外新增保护电路，保护芯片不受外部大电流大电压的冲击。优选地，所述的核心板主要包括电源管理电路、NANDFlash、SDRAM。电源管理电路根据外接电源的存在情况及采集终端通讯状态，分别使采集终端进入低功耗状态和有效地管理GPRS上传模块、液晶模块等的供电。NANDFlash用于存储核心板的运行程序、数据等；SDRAM用于保存终端各种重要参数及历史数据。优选地，所述的主板包括人机交互模块，所述的人机交互模块包括液晶屏、按键、指示灯。采集终端将自身状态数据信息、测量点数据信息通过液晶屏进行显示，通过按键进行翻页、选择及在线调试，指示灯可以实时显示电表数据采集终端的工作状态。优选地，所述的主板包括网口、I/O口、SPI总线、I2C总线。用户可以通过网口及USB接口对电表数据采集终端进行现场维护。优选地，所述的电源模块设置有载波模块。电源模块输出两路不同的隔离信号，为核心板、主板、液晶模块、GPRS上传模块等提供电源。采集终端获取供电侧的交流电信号，可实现交流采样及检测功能；根据应用场景的不同，采集终端还可以通过载波模块与电能表通信，抄读电能表数据信息及事件记录等。本技术的有益效果：1)本技术的主控核心CPU处理能力更强，适用报文规约更多，现场安装维护更便捷，有助于电力行业里复杂应用场景(如海外DLMS电表及国内协议电表混用)的电表数据远程自动采集。2)在本技术的基础上进行扩展，可支持水电气热表的同时采集，有助于未来建筑中多表合一的推广。3)本技术的RS-485自动收发电路可节省IO空间，无需单独增加程序来控制485芯片的收发转换，同时增加瞬态抑制二极管及PTC来保护485芯片不受外部大电压大电流的冲击。4)电表数据采集终端具有良好的人机交互接口，便于现场的安装和维护。附图说明：图1是本技术实施例的系统架构示意图；图2是本技术实施例的结构示意图；图3是本技术的RS-485自动收发电路的电路示意图；图4是本技术的RS-485自动收发电路的电路结构图。具体实施方式下面结合附图，具体说明本技术的实施方式。如图1所示，是本技术的系统架构示意图，包括主站系统，与主站系统通过GPRS相连的电表数据采集终端，与电表数据采集终端通过RS-485接口或者电力载波模块相连的电能表。电表数据采集终端定时抄读支持DLMS/COSEM协议的电能表数据，将抄读的数据进行解析、处理、存储，定时通过GPRS上传模块将电表数据采集终端自身的状态数据信息及抄读的电表数据上传给主站。如图2所示，是本技术的结构示意图。支持DLMS/COSEM协议的电表数据采集终端，嵌入LINUX系统，包括电源模块和主板，所述的主板包括核心板、串口通信模块，所述的核心板包括CPU、电源管理电路、NANDFlash、SDRAM，本实施例中采用ATMEL公司的ARM芯片作为主控CPU，嵌入LINUX系统，所述的CPU内置有支持DLMS/COSEM协议的抄表模块，所述的串口通信模块设置有RS-485自动收发电路和GPRS上传模块。如图3所示，所述的RS-485自动收发电路设置有信号转换电路和保护电路。如图4所示，所述的信号转换电路的电路结构为：发送信号TXD通过电阻R30接入三极管Q1基极，5V电源通过电阻R29与三极管Q1集电极相连，485收发芯片与三极管Q1集电极连接，三极管Q1发射极接地；所述的保护电路的电路结构为：485芯片U2输出AB侧，分别通过R28上拉到5V、R31下拉到地，AB引脚分别通过瞬态抑制管TVS2、TVS3连接到地，AB之间通过瞬态抑制管TVS1连接。所述的主板包括人机交互模块，所述的人机交互模块包括液晶屏、按键、指示灯。所述的主板包括网口、I/O口、SPI总线、I2C总线。所述的电源模块设置有载波模块。核心板与主板的其他功能模块通讯方式有：SPI总线、I2C总线和串口等，接口均设置在主板上。本实施例中，通过改进后的RS-485自动收发电路对连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.支持DLMS/COSEM协议的电表数据采集终端，嵌入LINUX系统，包括电源模块和主板，其特征在于：所述的主板包括核心板、串口通信模块，所述的核心板包括CPU，所述的CPU内置有支持DLMS/COSEM协议的抄表模块，所述的串口通信模块设置有RS‑485自动收发电路和GPRS上传模块；所述的RS‑485自动收发电路设置有信号转换电路和保护电路；所述的信号转换电路的电路结构为：发送信号TXD通过电阻R30接入三极管Q1基极，5V电源通过电阻R29与三极管Q1集电极相连，485收发芯片与三极管Q1集电极连接，三极管Q1发射极接地；所述的保护电路的电路结构为：485芯片U2输出AB侧，分别通过R28上拉到5V、R31下拉到地，AB引脚分别通过瞬态抑制管TVS2、TVS3连接到地，AB之间通过瞬态抑制管TVS1连接。

【技术特征摘要】
1.支持DLMS/COSEM协议的电表数据采集终端，嵌入LINUX系统，包括电源模块和主板，其特征在于：所述的主板包括核心板、串口通信模块，所述的核心板包括CPU，所述的CPU内置有支持DLMS/COSEM协议的抄表模块，所述的串口通信模块设置有RS-485自动收发电路和GPRS上传模块；所述的RS-485自动收发电路设置有信号转换电路和保护电路；所述的信号转换电路的电路结构为：发送信号TXD通过电阻R30接入三极管Q1基极，5V电源通过电阻R29与三极管Q1集电极相连，485收发芯片与三极管Q1集电极连接，三极管Q1发射极接地；所述的保护电路的电路结构为：485芯片U2输出AB侧，分别通过R28上拉到5V、R31下拉到地，AB引脚分...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐法格，吴凯，刘亮，王栋，赵静，
申请(专利权)人：积成电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37