自适应切换双模载波三相智能电能表制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自适应切换双模载波三相智能电能表，尤其是基于PRIME调制与无线通信的自适应切换双模载波三相智能电能表。其特点是：包括MCU模块，该MCU模块分别与双模载波模块、电源模块、LCD显示模块、时钟模块、电能计量模块、红外通信模块、数据存储模块和ESAM安全认证模块连接。本实用新型专利技术的电能表采用窄带OFDM的PRIME技术调制载波通讯为主，以无线通讯为辅助的双模通讯方式，两种通讯方式互为备用通信信道，充分结合载波通讯与无线通讯各自的优点，实现窄带载波和宽带载波两种模式的自适应互换，提高电表数据传输的可靠性与稳定性，解决了单靠窄带载波通信速度低、抗干扰能力差的问题升。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自适应切换双模载波三相智能电能表，尤其是基于PRIME调制与无线通信的自适应切换双模载波三相智能电能表。
技术介绍
随着智能电网的建设，对智能电能表的要求除了能对电能进行准确的计量外，还需要其能将用电信息与管理后台进行实时的准确的双向传输。但是由于低压电力网结构的复杂性、线路高频信号衰减严重,特别是电网各种干扰的随机性和无规律性,加上电力网络的分布电容、分布电感、负载性质、负载阻抗值、噪声等都是动态变化不是恒定的，这些因素给电能信息的采集带来了很大的干扰。当前的载波通信主要是低压窄带载波，由于窄带载波通讯的频率很低，对电网抗干扰能力差，波动不稳定，导致电能信息采集数据质量下降，采集数据不全等问题，而且其已经成为窄带载波的瓶颈。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种自适应切换双模载波三相智能电能表，能够将PRIME电力线载波和无线组网通信两条通讯方式相结合从而互为备用通信信道，实现窄带载波和宽带载波两种模式的自适应互换，提高了电表数据传输的可靠性与稳定性。一种自适应切换双模载波三相智能电能表，其特别之处在于：包括MCU模块，该MCU模块分别与双模载波模块、电源模块、LCD显示模块、时钟模块、电能计量模块、红外通信模块、数据存储模块和ESAM安全认证模块连接。其中双模载波模块包括PRIME电力载波模块、无线组网通信模块和调制解调模块，该无线组网通信模块和调制解调器分别通过PRIME电力载波模块与MCU模块相连接。本技术的电能表采用窄带OFDM的PRIME技术调制载波通讯为主，以无线通讯为辅助的双模通讯方式，两种通讯方式互为备用通信信道，充分结合载波通讯与无线通讯各自的优点，实现窄带载波和宽带载波两种模式的自适应互换，提高电表数据传输的可靠性与稳定性，解决了单靠窄带载波通信速度低、抗干扰能力差的问题，提高载波通讯的成功率；通过以载波为主无线为桥来组建网络，降低了对使用环境的要求，使得整个网络的灵活性，可靠性得到了提升。附图说明附图1为本技术的逻辑原理示意图；附图2为本技术中双模载波模块的工作流程图。具体实施方式如图1所示，本技术是一种自适应切换双模载波三相智能电能表，包括MCU模块，该MCU模块分别与双模载波模块、电源模块、LCD显示模块、时钟模块、电能计量模块、红外通信模块、数据存储模块和ESAM安全认证模块连接。其中双模载波模块包括PRIME电力载波模块、无线组网通信模块、调制解调模块，该无线组网通信模块和调制解调器通过PRIME电力载波模块与MCU模块(主CPU)相连接。本技术是一种基于PRIME调制与无线通信的自适应切换双模载波三相智能电能表，其主要包括MCU(微控制器)模块，双模载波模块，电源模块，LCD显示模块，时钟模块，电能计量模块，红外通信模块，数据存储模块，ESAM安全认证模块，其中以MCU模块为核心，如图1所示其它各模块与之相连接。其中双模载波模块包括PRIME电力载波模块和无线组网通信模块，这是该双模载波自适应切换三相智能电能表的核心模块。功能如下：(1)该三相智能电能表载波采用以窄带正交频分调制解调的PRIME技术调制载波通讯为主，以无线通讯为辅助的双模通讯方式。三相智能电能表通过载波模块抄录电能表的信息，若载波模式抄录数据失败，载波通讯模块即启动补抄机制，当补抄数据也失败的情况下，双模载波模块即会自动启动无线通信方式，通过无线通信方式采集电能表信息，如图2所示流程，从而完成电力载波通讯和无线通讯之间的自适应切换。(2)双模载波模块具有无线组网通信的功能，使通信网络与用电环境无关，网络内单一节点出现故障不会引起其他节点正常通信故障，网络稳定可靠。其无线自组网硬件系统采用ATSAM4SP32A控制器通过I2C总线和TICC1101无线组网模块相连接，采用LEACH组网算法完成路由组网。(3)该智能电能表可以通过以载波为主无线为桥来组建网络，降低了电能表对使用环境的要求，使得整个网络的灵活性，可靠性得到了提升；对存在载波“孤岛”的环境，只需选择2到4个点，把纯载波模块更换为双模模块，即可完成双模网络的组建。(4)双模载波模块接口符合Q/GDW1356—2013标准对三相智能电能表电力通信模块弱电接口管脚定义，可进行热插拔操作。(5)在计费方式上采用金额计费的方式，系统将用户的剩余金额始终保存在ESAM模块中，用户用电时，电能表从ESAM模块中扣除用电金额，保障了用户用电信息的安全。同时电能表通过ESAM模块和MCU确保一张用户卡只能对应一块电能表。(6)该电能表通过双模采集的方式回抄电能表的用电信息、实时监测电能表的瞬时参数以及校时、结算日设置、远程控制功能等。(7)该电能表采用NEC1166微处理器，主要实现电量及电费计量、各种显示、故障提示及报警、时钟、自动结算、用户负载控制等功能。(8)电能表从硬件和软件两方面做防干扰可靠性设计，保证功能和降低电能表的故障率。实施例1：如图1所示，基于PRIME调制与无线通讯的自适应切换双模载波三相智能电能表采用NEC1166单片机为核心控制单元，分别管控基于SAM4SP32A的PRIME电力载波模块、基于TICC1101的无线组网模块、ATT7022电能计量模块、8025T系统时钟模块、AT24C512EEPROM存储模块、国密SM1算法ESAM安全认证模块、红外通信单元以及LCD液晶显示模块。其中基于SAM4SP32A的PRIME电力载波模块和基于TICC1101的无线组网模块构成了该技术的双模载波模块。双模载波模块硬件系统以SAM4SP32A芯片核心，通过内部集成的基于Cortex-M4处理器的MCU和高性能PLC收发器，采用PRIME调制解调算法实现基于窄带正交频分调制解调的PRIME电力载波通讯，完全符合最新的电力线智能电表发展项目PLC规范。无线组网模块硬件系统采用433MHz公共频段CC1011控制器，结合LEACH组网算法完成路由组网。对存在载波“孤岛”的环境，只需选择2到4个点，把纯载波模块更换为双模模块，即可完成双模网络的组建。双模载波自适应切换的机制如下：三相智能电能表通过载波模块抄录电能表的信息，如果正常载波模式补抄数据失败，就会启动补抄命令，载波通讯有五次的补抄机会，当补抄数据也失败的情况下，双模载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应切换双模载波三相智能电能表，其特征在于：包括MCU模块，该MCU模块分别与双模载波模块、电源模块、LCD显示模块、时钟模块、电能计量模块、红外通信模块、数据存储模块和ESAM安全认证模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种自适应切换双模载波三相智能电能表，其特征在于：包括MCU
模块，该MCU模块分别与双模载波模块、电源模块、LCD显示模块、时
钟模块、电能计量模块、红外通信模块、数据存储模块和ESAM安全认证
模块连接。
2.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹龙，曾力，王春艳，
申请(专利权)人：宁夏隆基宁光仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：宁夏;64