一种智能电表数据光猫的远程电源控制模块制造技术

本发明专利技术公开了一种智能电表数据光猫的远程电源控制模块，其包括微型处理芯片（1），电源模块（2），RJ45模块（3），无线模块（4），继电器模块（5），电源模块（2）包括降压斩波电路（2‑3），降压斩波电路（2‑3）分别连接变压器（2‑2）、光电隔离器（2‑4）、采样电路（2‑11）、负载（2‑12），光电隔离器（2‑4）连接TL494芯片（2‑5），TL494芯片（2‑5）连接DA转换器（2‑6），采样电路（2‑11）连接AD转换器（2‑10），单片机（2‑7）分别连接DA转换器（2‑6）、AD转换器（2‑10）、键盘（2‑8）、显示器（2‑9）；本发明专利技术结构简单、安装方便、适用范围广、运行稳定、控制效果好、减少人力浪费、降低企业成本。

【技术实现步骤摘要】
一种智能电表数据光猫的远程电源控制模块
：本专利技术涉及一种智能电表数据光猫的远程电源控制模块，广泛应用于现场电力客户智能电表数据传输光猫的电源控制中，属于智能电表数据采集

技术介绍
：数据光猫的电源控制模块主要是电源控制器。电源控制器可以发送RS-232和RS-485代码，用电脑和中控对设备进行控制，如设备开关，投影机延时关机，电动屏幕、电动窗帘、电动吊架的升降控制等。通用的电源控制器，多应用于多媒体教室、多功能会议厅、指挥控制中心等，用于控制多种设备的使用。此类控制器适用于现场操作型设备，将各类设备通过友好的人机界面加以展示和控制，对于分散分布、数量较大的设备，存在地理的局限性和控制能力的局限性。随着技术的进步，智能家居的概念进入大众视野，智能开关逐渐被大家了解和使用。智能开关是利用控制板和电子元器件的组合及编程，以实现电路智能开关控制的单元，在许多家用电器和照明灯具的控制中被采用。现有的智能开关普遍采用无线通讯的方式，与手机app实现对接。在小范围的家庭局域网内，手机可以控制智能开关的通断，在广域范围内，不能实现在远程控制，且不能实现一个管理员对数以千计的设备控制，即“一对多”的控制管理。智能电表数据量庞大，一个数据光猫为几个至几十个智能电表提供数据传输网络，当数据光猫死机时，现场智能电表采集的数据不能实时传输到中心服务器，严重影响中心主站对现场智能电表的远程监视。人为到现场重启数据光猫，数据光猫数量巨多，工作琐碎、费时，浪费大量的人力，在电力故障紧急抢修的过程中，人员调动很难实现，不能保证正常供电和优质服务。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种模块化设计、结构简单、安装方便、适用范围广、运行稳定、控制效果好、减少人力浪费、降低企业成本的智能电表数据光猫的远程电源控制模块。本专利技术的目的可以通过如下措施来达到：一种智能电表数据光猫的远程电源控制模块，其特征在于其包括微型处理芯片，电源模块，RJ45模块，无线模块，继电器模块，微型处理芯片设有供电电源接口，微型处理芯片的供电电源接口连接电源模块，电源模块将现场的220V交流电转化为带隔离的直流电，通过供电电源接口为微型处理芯片供电；电源模块包括降压斩波电路，降压斩波电路分别连接变压器、光电隔离器、采样电路、负载，光电隔离器连接TL494芯片，TL494芯片连接DA转换器，采样电路连接AD转换器，单片机分别连接DA转换器、AD转换器、键盘、显示器；现场220V交流电由变压器转换成直流电25V至30V，降压斩波电路将波动较大的直流电转化成0V到24V之间的稳定电压值，为负载供电；输出电压可通过键盘预置传输给单片机，步进电压值为1V；电源模块以单片机为核心进行控制，采样电路采用精密电阻采集电压值，采用0.02欧姆的康铜丝采集电流值，采集的电压值和电流值经由AD转换器传输给单片机；单片机经过分析，计算出输出电压与预置电压的高低，通过显示器显示电压值和电流值，并将基准电压值经过DA转换器变为模拟量传输到TL494芯片，TL494芯片将单片机设置的基准电压与采样电路采集到的实际电压进行对比，改变输出PWM波的占空比；光电隔离器稳定实现主电路与控制电路的隔离，将TL494芯片的PWM脉冲波形传输给降压斩波电路，从而使输出电压达到设定值；微型处理芯片设有信息接口，微型处理芯片的信息接口连接RJ45模块，RJ45模块通过RJ45网线与光猫相接，微型处理芯片实时与中心主机通讯，以监测网络通断；微型处理芯片设有输出接口，微型处理芯片的输出接口连接继电器模块，继电器模块连接光猫电源，光猫电源与光猫连接，微型处理芯片通过RJ45模块与中心主机通讯失败，监测到网络连接失败时，通过输出接口输出开关量信号，控制继电器模块断开，使光猫电源断电，在6秒的时延后，控制继电器模块接通，使光猫电源供电，实现对光猫的自动断电重启控制功能；微型处理芯片设有无线接口，微型处理芯片的无线接口连接无线模块相接，微型处理芯片具备网络优选功能，设置RJ45有线网络为主通讯网络，无线网络为冗余备用通讯网络；在非光猫死机原因导致现场有线网络连接异常时，可通过冗余备用无线网络无线模块，与中心主机进行通讯；光猫连接中心主机；中心主机可以远程控制现场光猫的电源通断，微处理器芯片实时监测与中心主机的通讯情况；无线模块配备有加长天线，加长天线天线长度延伸至密闭场所通风口处。为了进一步实现本专利技术的目的，一种智能电表数据光猫的远程电源控制模块，其特征在于所述的电源模块的降压斩波电路和采样电路的输入指标为最大输入电压Vinmax=30V，最小输入电压Vinmin=25V，输出电压Vout=0-24V，输出电流Iout=0-3A；降压斩波电路主要包括开关管Q1、二极管D2和电感L1，开关管Q1分别连接二极管D2、电感L1；开关管Q1两端并联电阻R1、二极管D1、电容C1，形成第一RC吸收电路，保护开关管源极和漏极，防止尖峰电压击穿开关管；二极管D2两端并联电阻R2、电容C2，形成第二RC吸收电路，防止二极管D2被杂波尖峰击穿；在降压斩波电路出口并联电解电容C3、CBB电容C4和电解电容C5、CBB电容C6两组电容，电解电容起稳压作用，CBB电容起滤文波作用，电阻R3、电阻R4精密电阻串联作为电压采样电路；R5为大阻值电阻，防止电路短路或输出电流较高烧毁器件；R6用康铜丝电阻作为电流采样电路；R7为大阻值滑动变阻器，作为负载；电压采样电路、电阻R5与电解电容C3、电解电容C5并联，电流采样电阻R6两端分别连接电阻R4、电阻R5和滑动变阻器R7。本专利技术同已有技术相比可产生如下积极效果：本专利技术可以及时有效的解决必须人为到现场将数据光猫断电重启才能使通讯网络恢复正常的问题。在电力故障紧急抢修情况下，特别是人力资源匮乏时，避免了很难实现人力调用的难题，防止影响国家对电力资产的管控，导致现场设备运行瘫痪，甚至电力资源流失，影响供电质量、服务水平和国家利益。其具有：1.模块化设计、结构简单、安装方便。将微型处理芯片、电源供电模块、RJ45网络接口、无线模块、继电器输出模块模块化设计，精简结构，集各模块于一体，现场安装简单方便，可直接将模块安装于表箱金属导轨上。2.适用范围广。可普及应用于现场任何采用有线通信网络中。3.运行稳定。模块功能精简，微型处理芯片进程较少，程序简单，没有冗余程序，仅需实时监视网络通断、输出开关量信号控制继电器动作和接受无线控制指令，运行稳定，可长时间运行，不会出现程序崩溃或者死机现象。4.控制效果好。控制信号通过以太网采用专用VPNIPSec隧道传输，通讯协议为专有规约，通讯网络为4G无线网络和有线网络的双冗余设计。模块配置有加长的天线，在信号较弱的地下室，亦可保证无线网络正常。微型处理芯片工作量简单，没有复杂算法，运行缓存小，反映迅速，可以很好的实现远程对现场设备的实时控制。5.减少人力资源浪费、降低企业成本。以往智能电表的数据光猫死机，需要人力去现场掉电重启，工作简单、价值低，在电力故障紧急抢修时，人力资源紧缺，会造成人力资源浪费。此模块可以有效保证电力设备在可控范围内，避免现场设备瘫痪，给企业造成不必要的损失。6.供电电压稳定。电源模块由单片机自主控制，控制信号与电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电表数据光猫的远程电源控制模块，其特征在于其包括微型处理芯片（1），电源模块（2），RJ45模块（3），无线模块（4），继电器模块（5），微型处理芯片（1）设有供电电源接口（1‑1），微型处理芯片（1）的供电电源接口（1‑1）连接电源模块（2），电源模块（2）将现场的220V交流电转化为带隔离的直流电，通过供电电源接口（1‑1）为微型处理芯片（1）供电；电源模块（2）包括降压斩波电路（2‑3），降压斩波电路（2‑3）分别连接变压器（2‑2）、光电隔离器（2‑4）、采样电路（2‑11）、负载（2‑12），光电隔离器（2‑4）连接TL494芯片（2‑5），TL494芯片（2‑5）连接DA转换器（2‑6），采样电路（2‑11）连接AD转换器（2‑10），单片机（2‑7）分别连接DA转换器（2‑6）、AD转换器（2‑10）、键盘（2‑8）、显示器（2‑9）；现场220V交流电由变压器（2‑2）转换成直流电25V至30V，降压斩波电路（3）将波动较大的直流电转化成0V到24V之间的稳定电压值，为负载（2‑12）供电；输出电压可通过键盘（2‑8）预置传输给单片机（2‑7），步进电压值为1V；电源模块（2）以单片机（2‑7）为核心进行控制，采样电路（2‑11）采用精密电阻采集电压值，采用0.02欧姆的康铜丝采集电流值，采集的电压值和电流值经由AD转换器（2‑10）传输给单片机（2‑7）；单片机（2‑7）经过分析，计算出输出电压与预置电压的高低，通过显示器（2‑9）显示电压值和电流值，并将基准电压值经过DA转换器（2‑6）变为模拟量传输到TL494芯片（2‑5），TL494芯片（2‑5）将单片机（2‑7）设置的基准电压与采样电路（2‑11）采集到的实际电压进行对比，改变输出PWM波的占空比；光电隔离器（2‑4）稳定实现主电路与控制电路的隔离，将TL494芯片（2‑5）的PWM脉冲波形传输给降压斩波电路（2‑3），从而使输出电压达到设定值；微型处理芯片（1）设有信息接口（1‑2），微型处理芯片（1）的信息接口（1‑2）连接RJ45模块（3），RJ45模块（3）通过RJ45网线与光猫（8）相接，微型处理芯片（1）实时与中心主机（9）通讯，以监测网络通断；微型处理芯片（1）设有输出接口（1‑4），微型处理芯片（1）的输出接口（1‑4）连接继电器模块（5），继电器模块（5）连接光猫电源（6），光猫电源（6）与光猫（8）连接，微型处理芯片（1）通过RJ45模块（3）与中心主机（9）通讯失败，监测到网络连接失败时，通过输出接口（1‑4）输出开关量信号，控制继电器模块（5）断开，使光猫电源（6）断电，在6秒的时延后，控制继电器模块（5）接通，使光猫电源（6）供电，实现对光猫的自动断电重启控制功能；微型处理芯片（1）设有无线接口（1‑3），微型处理芯片（1）的无线接口（1‑3）连接无线模块（4）相接，微型处理芯片（1）具备网络优选功能，设置RJ45有线网络为主通讯网络，无线网络为冗余备用通讯网络；在非光猫死机原因导致现场有线网络连接异常时，可通过冗余备用无线网络无线模块（4），与中心主机（9）进行通讯；光猫（8）连接中心主机（9）；中心主机（9）可以远程控制现场光猫（8）的电源通断，微处理器芯片（1）实时监测与中心主机的通讯情况；无线模块（4）配备有加长天线（7），加长天线（7）天线长度延伸至密闭场所通风口处。...

【技术特征摘要】
1.一种智能电表数据光猫的远程电源控制模块，其特征在于其包括微型处理芯片（1），电源模块（2），RJ45模块（3），无线模块（4），继电器模块（5），微型处理芯片（1）设有供电电源接口（1-1），微型处理芯片（1）的供电电源接口（1-1）连接电源模块（2），电源模块（2）将现场的220V交流电转化为带隔离的直流电，通过供电电源接口（1-1）为微型处理芯片（1）供电；电源模块（2）包括降压斩波电路（2-3），降压斩波电路（2-3）分别连接变压器（2-2）、光电隔离器（2-4）、采样电路（2-11）、负载（2-12），光电隔离器（2-4）连接TL494芯片（2-5），TL494芯片（2-5）连接DA转换器（2-6），采样电路（2-11）连接AD转换器（2-10），单片机（2-7）分别连接DA转换器（2-6）、AD转换器（2-10）、键盘（2-8）、显示器（2-9）；现场220V交流电由变压器（2-2）转换成直流电25V至30V，降压斩波电路（3）将波动较大的直流电转化成0V到24V之间的稳定电压值，为负载（2-12）供电；输出电压可通过键盘（2-8）预置传输给单片机（2-7），步进电压值为1V；电源模块（2）以单片机（2-7）为核心进行控制，采样电路（2-11）采用精密电阻采集电压值，采用0.02欧姆的康铜丝采集电流值，采集的电压值和电流值经由AD转换器（2-10）传输给单片机（2-7）；单片机（2-7）经过分析，计算出输出电压与预置电压的高低，通过显示器（2-9）显示电压值和电流值，并将基准电压值经过DA转换器（2-6）变为模拟量传输到TL494芯片（2-5），TL494芯片（2-5）将单片机（2-7）设置的基准电压与采样电路（2-11）采集到的实际电压进行对比，改变输出PWM波的占空比；光电隔离器（2-4）稳定实现主电路与控制电路的隔离，将TL494芯片（2-5）的PWM脉冲波形传输给降压斩波电路（2-3），从而使输出电压达到设定值；微型处理芯片（1）设有信息接口（1-2），微型处理芯片（1）的信息接口（1-2）连接RJ45模块（3），RJ45模块（3）通过RJ45网线与光猫（8）相接，微型处理芯片（1）实时与中心主机（9）通讯，以监测网络通断；微型处理芯片（1）设有输出接口（1-4），微...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛旭日，于世利，尹潇，林广利，张新平，王东粱，程显涛，孙晓红，张黎明，张文韬，陈继朝，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司烟台供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37