无线通信采集模块、通信采集方法及其制成的电能表技术

本发明专利技术公开了一种无线通信采集模块，包括电源模块、控制器模块、无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块，无线通信模块包括NB‑IoT无线通信模块；电源模块供电；无线通信采集模块接口与电能表连接并获取数据上传控制器模块；有线通信模块用于与外界进行有线通信和数据交换；无线通信模块用于将数据发送主站，或接受主站指令。本发明专利技术还公开了所述无线通信采集模块的无线通信采集方法，包括初始化；获取数据抄读指令；获取数据并上传；自身监控。本发明专利技术还公开了包括所述无线通信采集模块和无线通信采集方法的电能表。本发明专利技术成本低廉且占用通信资源较少。

【技术实现步骤摘要】
无线通信采集模块、通信采集方法及其制成的电能表
本专利技术具体涉及一种无线通信采集模块、通信采集方法及其制成的电能表。
技术介绍
随着国家经济的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。同时，随着通信技术的发展和自动化技术的普及，电能表的数据无线上传技术也已经广泛应用于电力系统抄表当中，节省了大量的财力、物力和人力。目前，电能表的无线通信采用的均为2G或4G通信方式。传统的2G通信，由于其通信速度慢、可接纳用户极其有限等缺点，网络运营商已经很少进行投入和维护，而且2G通信网络也面临着退网的风险。虽然4G通信具有通信速率高，网络时延低等优点，但是4G通信方式的成本相对较高；而且电能表仅需每天在固定的几个时间段进行数据通信，而其他的大量时间均处于通信闲置或休眠状态，这无疑使得使用4G通信的电能表每天占用了大量的4G通信资源而未使用，从而造成了通信资源的严重浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种成本低廉、且占用通信资源较少的无线通信采集模块。本专利技术的目的之二在于提供一种所述无线通信采集模块的通信采集方法。本专利技术的目的之三在于提供一种包括所述无线通信采集模块和通信采集方法的电能表。本专利技术提供的这种无线通信采集模块，包括电源模块、控制器模块、无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块，无线通信模块包括NB-IoT无线通信模块；电源模块给所述无线通信采集模块供电；无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块均与控制器模块连接；无线通信采集模块接口用于与电能表连接并获取电能表的参数数据并上传控制器模块；有线通信模块用于所述无线通信采集模块与外界进行有线通信和数据交换；无线通信模块用于将所述无线通信采集模块采集的电能表数据对外发送至主站，或者接受主站发送的对所述无线通信采集模块或电能表的指令。所述的电源模块包括电池、电池管理单元、5V电源电路、3.3V电源电路、3.9V电源电路和后备电源电路；5V电源电路的输出端连接3.3V电源电路、3.9V电源电路和后备电源电路；电源管理单元与电池连接；电源模块从电能表获取12V供电电源并连接5V电源电路的输入端；5V电源电路将12V供电电源转换为5V电源信号，并给3.3V电源电路和3.9V电源电路供电，同时也为后备电源电路供电并储存后备电源；12V电源通过电池管理单元连接电池，电池管理单元用于对电池的充放电状态进行管理。所述的控制器模块包括控制器电路、存储器电路、时钟电路、电源监控电路和看门狗电路；存储器电路、时钟电路、电源监控电路和看门狗电路均与控制器电路连接；存储器电路用于存储所述无线通信采集模块的工作数据；时钟电路用于为控制器电路提供标准时钟信号；电源监控电路用于监控控制器电路的工作电源信号；看门狗电路用于在控制器电路发生死机或异常时提供复位控制器芯片的复位信号。所述的NB-IoT无线通信模块包括电平转换电路、复位控制电路、NB-IoT通信模块、SIM卡接口电路和天线；电平转换电路、复位控制电路、SIM卡接口电路和天线均与NB-IoT通信模块连接；电平转换电路用于将NB-IoT通信模块与控制器模块之间的通信数据的电平信号进行转换；复位控制电路用于接收控制器模块发出的NB-IoT通信模块的复位信号并对NB-IoT通信模块发出复位信号；SIM卡接口电路用于给NB-IoT通信模块提供通信数据信息；NB-IoT通信模块通过天线将数据信息对外发送，或者通过天线接收外部发送的数据指令。所述的电平转换电路为3.3V转3V电平转换电路。所述的复位控制电路包括复位控制开关管、复位控制输入下拉电阻、复位控制输入电阻和输出滤波电容；控制器模块发出的复位信号通过复位控制输入电阻连接复位控制开关管的控制端，复位控制开关管的控制端同时通过复位控制输入下拉电阻接地，复位控制开关管的动作端一端接地，另一端输出NB-IoT通信模块的复位信号，输出滤波电容连接在复位控制开关管的动作端另一端与地之间并滤除NB-IoT通信模块的复位信号中的杂波信号。所述的NB-IoT通信模块为由型号为BC95的通信模组构成的NB-IoT通信模块。本专利技术还提供了所述无线通信采集模块的通信采集方法，包括如下步骤：S1.无线通信采集模块上电并复位；S2.无线通信采集模块通过NB-IoT通信模块获取主站的数据抄读指令；S3.无线通信采集模块通过无线通信模块接口获取电能表的数据；S4.无线通信采集模块通过NB-IoT通信模块将获取的电能表数据上传主站；S5.无线通信采集模块实时对自身进行监控，保证通信采集的稳定进行。本专利技术还提供了一种电能表，该种电能表包括了所述的无线通信采集模块和通信采集方法。本专利技术提供的这种无线通信采集模块和通信采集方法，采用NB-IoT通信模块构成的无线通信采集模块对电能表进行数据抄读并对主站进行数据上传，成本比现有的4G通信模块成本更低，而且占用的通信资源更少。附图说明图1为现有的无线通信采集模块的功能模块图。图2为本专利技术的无线通信采集模块的功能模块图。图3为本专利技术的无线通信采集模块的电源模块的功能模块图。图4为本专利技术的无线通信采集模块的存储器电路的电路原理示意图。图5为本专利技术的无线通信采集模块的电源监控电路的电路原理示意图。图6为本专利技术的无线通信采集模块的NB-IoT无线通信模块的功能模块图。图7为本专利技术的无线通信采集模块的NB-IoT无线通信模块的电平转换电路的电路原理示意图。图8为本专利技术的无线通信采集模块的NB-IoT无线通信模块的复位控制电路的电路原理示意图。图9为本专利技术的无线通信采集模块的NB-IoT无线通信模块的NB-IoT通信模块的电路原理示意图。图10为本专利技术的无线通信采集模块的NB-IoT无线通信模块的SIM卡接口电路的电路原理示意图。图11为本专利技术的通信采集方法的方法流程图。具体实施方式如图2所示本专利技术的无线通信采集模块的功能模块图：本专利技术提供的这种无线通信采集模块，包括电源模块、控制器模块、无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块，无线通信模块包括NB-IoT无线通信模块；电源模块给所述无线通信采集模块供电；无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块均与控制器模块连接；无线通信采集模块接口用于与电能表连接并获取电能表的参数数据并上传控制器模块；有线通信模块用于所述无线通信采集模块与外界进行有线通信和数据交换；无线通信模块用于将所述无线通信采集模块采集的电能表数据对外发送至主站，或者接受主站发送的对所述无线通信采集模块或电能表的指令。如图3所示为本专利技术的无线通信采集模块的电源模块的功能模块图：电源模块包括电池、电池管理单元、5V电源电路、3.3V电源电路、3.9V电源电路和后备电源电路；5V电源电路的输出端连接3.3V电源电路、3.9V电源电路和后备电源电路；电源管理单元与电池连接；电源模块从电能表获取12V供电电源并连接5V电源电路的输入端；5V电源电路将12V供电电源转换为5V电源信号，并给3.3V电源电路和3.9V电源电路提供电源信号，同时也为后备电源电路供电并储存后备电源；12V电源信号通过电池管理单元连接电池，电池管理单元用于对电池的充放电状态进行管理；其中5V电源电路采用T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线通信采集模块，包括电源模块、控制器模块、无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块，其特征在于无线通信模块包括NB‑IoT无线通信模块；电源模块给所述无线通信采集模块供电；无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块均与控制器模块连接；无线通信采集模块接口用于与电能表连接并获取电能表的参数数据并上传控制器模块；有线通信模块用于所述无线通信采集模块与外界进行有线通信和数据交换；无线通信模块用于将所述无线通信采集模块采集的电能表数据对外发送至主站，或者接受主站发送的对所述无线通信采集模块或电能表的指令。

【技术特征摘要】
1.一种无线通信采集模块，包括电源模块、控制器模块、无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块，其特征在于无线通信模块包括NB-IoT无线通信模块；电源模块给所述无线通信采集模块供电；无线通信采集模块接口、有线通信模块和无线通信模块均与控制器模块连接；无线通信采集模块接口用于与电能表连接并获取电能表的参数数据并上传控制器模块；有线通信模块用于所述无线通信采集模块与外界进行有线通信和数据交换；无线通信模块用于将所述无线通信采集模块采集的电能表数据对外发送至主站，或者接受主站发送的对所述无线通信采集模块或电能表的指令。2.根据权利要求1所述的无线通信采集模块，其特征在于所述的电源模块包括电池、电池管理单元、5V电源电路、3.3V电源电路、3.9V电源电路和后备电源电路；5V电源电路的输出端连接3.3V电源电路、3.9V电源电路和后备电源电路；电源管理单元与电池连接；电源模块从电能表获取12V供电电源并连接5V电源电路的输入端；5V电源电路将12V供电电源转换为5V电源信号，并给3.3V电源电路和3.9V电源电路供电，同时也为后备电源电路供电并储存后备电源；12V供电电源通过电池管理单元连接电池，电池管理单元用于对电池的充放电状态进行管理。3.根据权利要求1所述的无线通信采集模块，其特征在于所述的控制器模块包括控制器电路、存储器电路、时钟电路、电源监控电路和看门狗电路；存储器电路、时钟电路、电源监控电路和看门狗电路均与控制器电路连接；存储器电路用于存储所述无线通信采集模块的工作数据；时钟电路用于为控制器电路提供标准时钟信号；电源监控电路用于监控控制器电路的工作电源信号；看门狗电路用于在控制器电路发生死机或异常时提供复位控制器芯片的复位信号。4.根据权利要求1～3之一所述的无线通信采集模块，其特征在于所述的NB-IoT无线通信模块包括电平转换电路、复位控制电路、NB-IoT通信模块、S...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雁，
申请(专利权)人：威胜信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43