低压载波集中器终端及其交流采样单元制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低压载波集中器终端及其交流采样单元，该交流采样单元用以为低压载波集中器终端增加交流采样功能，其包括：互感器、交流采样芯片、总线驱动器、微控制器及存储器。互感器从强电交流信号中取样获得交流小信号。交流采样芯片采样交流小信号的参数并输出包括电压、电流和功率的采样数据。微控制器，获取交流小信号的参数并经总线驱动器向外部总线发送。存储器用以这些交流小信号的参数。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及低压载波集中器终端，尤其涉及一种带有交流采样功能的 低压载波集中器终端及其交流采样单元。
技术介绍
低压载波集中器终端(以下简称终端)是居民集中自动化抄表系统(以下 简称集抄系统)中最为重要的组成部分，集中器是一个配电区域电能信息采集 和控制的设备。它通过信道对其管辖的采集器和各类电能表的信息进行采集、 处理、存储和控制，并通过远程信道与主站交换数据。它的主要作用是在集抄 系统中实现住宅区所有抄表终端的数据釆集以及存储，实现主站同集中器及各 抄表终端的通信。图1是现有常用的低压载波集中器终端的原理框图。参照图1所示，现有的集中器终端100主要是由主控单元110、下行RS485单元120、载波通信单 元130、上行通信单元140、电源单元150等组成。主控单元IIO是终端的核心，整个终端的工作都是围绕着它来进行的。它 以MCU为核心，外部扩展程序存储器、数据存储器、这样就构建了一个符合 程序运行和数据存储的最小系统。该单元主要负责下行载波或RS485电能量数 据采集、数据处理、以及和系统主站联系通过上行通信信道将数据上传。下行RS485单元(即RS485接口) 120由主控单元110中的串行口引出， 接口均采用光耦与主控MCU部分隔离。该单元的作用是通过485数据线采集 集中器周边表计终端的实时电量或用电信息。载波通信单元130以电力线载波专用芯片为核心，电力载波接口电路和路 由算法均由该芯片提供。该单元的主要作用就是利用现有的低压电力线做为通 信信道通过载波采集分布在同一台区变压器下的载波电能表或着载波采集器 上的电能量数据。上行通信单元140就是集中器与主站之间的远程通道。目前，上传通道主 要采用GPRS/CDMA方式。GPRS/CDMA网络属于公网范畴，技术较为成熟， 组网形式也较为简单，再加上主站与集中器之间的数据通讯量不会很大，因此 选用该方式较为经济可靠。电源单元150将交流电压变换成几组隔离的直流电源，分别供给主控单元 110、下行485单元120和载波通信单元130。此外电源单元的进线部分和载波 信道公用。现有常用的集中器终端在整个居民集抄系统中起到了"承上启下"的作用， 既能通过下行通道(载波信道和485信道)采集居民电能表数据、定时抄读台 区变压器旁的表计终端的实时电量或用电信息、保存用户表计的冻结电量数 据，又能通过上行通道将采集和保存的数据上传给系统主站用以分析和统计。图2是现有低压载波集中器在集抄系统中的接线示意图。如图2所示，集 中器终端100安装的位置基本在台区变压器200附近，它通过载波信道实时召 测、定时抄读各表计201-20N的实时电量或用电信息，并且可保存用户表计的 冻结龟量数据；系统主站1000又通过GPRS/CDMA信道将集中器100采集和 保存的数据召回。集中器终端100和台区变压器上的表计终端210通过485数 据线连接，用以采集表计终端采样上来的实时电量和用电数据等信息。上述现有的集中器的功能较为单一，只具有采集，存储，上传等基本功能， 如果能在这些功能的基础上以比较小的成本增加交流采样的功能，那这样的终 端可以在一定程度上替代表计终端的作用，做到一机多用，从而做到减少用电 管理成本的目的。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种带有交流采样功能的低压载 波集中器终端，可以使得集中器终端的功能更加多样化，更加符合现代用电管理方式的需要。本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种低压载波 集中器终端的交流采样单元，包括互感器、交流采样芯片、总线驱动器、微控 制器及存储器。互感器从强电交流信号中取样获得交流小信号。交流采样芯片连接互感器，采样交流小信号的参数并输出这些参数，其中这些参数包括电压、 电流和功率。总线驱动器用以通过连接该交流采样单元的一外部总线通信。微控制器连接交流采样芯片及总线驱动器，其获取交流小信号的参数并经总线驱动 器向外发送。存储器连接微控制器，保存交流小信号的参数。在本技术的一实施例中，上述交流采样芯片包括三个单相电能表专用 芯片，其中每一单相电能表专用芯片用以采样三相电中的一相交流信号的参数。在本技术的一实施例中，上述交流采样单元还包括周波采样电路，对电 压电流的波形进行采样以获取同相位的电压和电流之间的相位差，并将上述相 位差传送给上述微控制器。在本技术的一实施例中，上述总线驱动器为CAN总线驱动器。本技术还提供一种低压载波集中器终端，包括上述的交流采样单元及 一主控单元。主控单元包括总线驱动器及主微控制器。总线驱动器用以通过外 部总线与交流采样单元通信。主微控制器连接此总线驱动器，经由此总线驱动 器获取交流小信号的参数。在本技术的一实施例中，上述的低压载波集中器终端还包括连接所述 主控单元的上行通信单元。在本技术的一实施例中，上述的低压载波集中器终端还包括连接所述 主控单元的载波通信单元。在本技术的一实施例中，上述的低压载波集中器终端还包括连接所述 主控单元的下行RS485单元。在本技术的一实施例中，上述交流采样单元为可相对于所述低压载波 集中器终端插拔的模块。由于本技术采用了以上的技术方案，在现有的低压载波集中器的基础 上增加了交流采样功能，使得终端在居民集中抄表系统中能够取代表计终端在 该抄表系统中的作用，也使得终端在功能上更加多样化了。附图说明为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明，其中图1是现有常用的低压载波集中器终端的原理框图。图2是现有低压载波集中器在居民集抄系统中的接线示意图。图3是本技术一实施例的低压载波集中器终端结构框图。图4是本技术的低压载波集中器在居民集抄系统中的接线示意图。具体实施方式参照图3所示，本技术一实施例的低压载波集中器终端300采用模块 化设计，包括主控单元310、交流采样单元320、上行通信单元330、载波通 信单元340、下行RS485单元350和电源部分。整个终端300将由两个微控制器(Micro Controller Unit，MCU)完成所有功 能。主控单元310中的MCU为主MCU 311，该MCU负责下行载波或RS485 电能量数据采集、数据处理以及上行通信等功能。交流采样单元320中的MCU 为辅MCU321，其负责交流采样和直流模拟量采集。主MCU311和辅MCU321 之间采用抗干扰性能较好的CAN总线通讯。交流采样单元320和上行通信单元330设计为可插拔的模块，这样可以做 到功能模块的灵活更换，方便产品的系列化，上行通信单元330设计为支持 GPRS/CDMA等多种信道。载波通信单元340依然沿用目前较为成熟的载波通 信方案。继续参照图3所示，在本实施例中，主控单元310以主MCU (LPC2292) 311为核心，其外部扩展1Mx 16bit的程序存储器(SST39VF1601) 312，总容 量为4MB的SRAM (BS62LV1600X2) 313以及一片32MB的NAND (与非) 闪存(K9F5608) 314作为数据存储器。这样就构建了一个符合程序运行和数 据存储的最小系统。主控单元310的实时时钟31本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压载波集中器终端的交流采样单元，其特征在于包括：互感器，从强电交流信号中取样获得交流小信号；　交流采样芯片，连接所述互感器，采样所述交流小信号的参数并输出所述参数，其中所述参数包括电压、电流和功率；　总线驱动器，用以通过连 接该交流采样单元的一外部总线通信；　微控制器，连接所述交流采样芯片及所述总线驱动器，所述微控制器获取所述交流小信号的参数并经所述总线驱动器向外发送；以及　存储器，连接所述微控制器，保存所述交流小信号的参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇刚，杨和洲，高莹，孙建林，郑云，王聪，钟波，
申请(专利权)人：上海协同科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]