一种基于CAN总线的用电信息采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于CAN总线的用电信息采集及无线数据传输系统，本实用新型专利技术利用高速的控制器局部网将微控制器芯片采集所得的电压、电流、负荷、电量、温度、报警信息等数据进行汇总、处理，并最终通过GPRS模块以一定的数据格式发送至上位机，供上位机进行分析、处理，最终将实时数据集中监控并及时反馈给值班电工。本实用新型专利技术将变配电房各电力参数汇总到云端，可在连接互联网的设备端实时查看监测数据，大大降低了运行维护的人力及经济成本并可根据数据分析合理优化供配电使用情况；报警信息实时传送，可快速有效的定位报警类型，方便维修人员快速做出相应处理，大大提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CAN总线的用电信息采集系统
本技术涉及用电环境的用电信息采集、汇总，使用工业级双频GSM/GPRS模块将用电信息及报警信息上传至上位机系统。
技术介绍
如今变配电房的运行维护、电力抢修等电力服务领域大多依靠电工定期巡视，检查的方式。该工作方法形式单一且工作效率偏低，对存在的安全隐患不能及时察觉。如电工在巡视过程中疏忽可能造成危害人身安全及严重的财产损失状况。供配电信息的实时采集及报警信息的及时上传将有效的提高电工的工作效率，降低人力及经济成本，能有效的对安全隐患做出判断，降低用电隐患带来的危害。控制器局部网(CAN)具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点，特别适用于分布式测控系统之间的数据通讯，现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多领域。CAN通讯具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-Bus上，形成多主机局部网络。通用分组无线服务技术(GPRS)是第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS具有高速数据传输，永远在线及仅按数据流量收费的优点。GPRS技术的实现使得用电信息的数据上传至因特网更加便捷，同时也降低了数据组网的成本。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供了一种基于CAN总线的用电信息采集及无线数据传输系统，本技术利用高速的控制器局部网将微控制器芯片采集所得的电压、电流、负荷、电量、温度、报警信息等数据进行汇总、处理，并最终通过GPRS模块以一定的数据格式发送至上位机，供上位机进行分析、处理，最终将实时数据集中监控并及时反馈给值班电工。技术方案：一种基于CAN总线的用电信息采集系统，包括单节点控制模块、集中控制模块及为单节点控制模块和集中控制模块供电的24V开关电源；所述单节点控制模块包括电能计量模块、温度采集模块、通讯模块及微控制器；所述集中控制模块包括微控制器；在所述单节点控制模块中，电能计量模块、温度采集模块及485通讯模块均与微处理器连接；所述电能计量模块采集电压、电流数据并进行分析处理，并将结果发送至微处理器；所述温度采集模块采集CAN总线上的温度并发送至微处理器；各个单节点控制模块之间相互连接；各个单节点控制模块通过CAN总线与所述集中控制模块的微处理器连接；所述集中控制模块的微控制器通过GPRS/CDMA无线发送与移动基站相连；移动基站通过因特网与服务器连接；服务器连接有监控中心和移动终端。同一网络内各单节点控制模块和所述集中控制模块间CAN总线通过屏蔽双绞线进行连接。微控制器的主控制芯片采用STM32F103系列单片机。电能计量模块采用分布式用电信息采集装置，分布式用电信息采集装置包括多相多功能电能计量IC、电压传感器以及电流传感器。所述多相多功能电能计量IC带有高精度ADC，对电压、电流传感器接入的电压、电流信号进行采样、分析、处理；多相多功能电能计量IC通过内部处理器将计算的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、频率、有功电能、无功电能参数放入内部相应寄存器，由外部的微控制器进行读取。所述通讯模块为485通讯接口。所述分布式用电信息采集装置与通讯模块连接；报警阈值通过通讯模块保存至EEPROM，通过实测值与报警阈值做比较，根据不同的报警条件输出对应的报警标志进行报警。有益效果：将变配电房各电力参数汇总到云端，可在连接互联网的设备端实时查看监测数据，大大降低了运行维护的人力及经济成本并可根据数据分析合理优化供配电使用情况；报警信息实时传送，可快速有效的定位报警类型，方便维修人员快速做出相应处理，大大提高工作效率。附图说明图1本技术系统原理结构图；图2(a)～图2(g)为本技术控制模块使用的微控制器最小系统原理图；其中，图2(a)：STM32f103zet6芯片、RTC晶振及外部电池电路图；图2(b)为STM32f103zet6最小系统复位电路图；图2(c)为STM32f103zet6最小系统电源指示灯电路图；图2(d)为STM32f103zet6最小系统去耦电容电路图；图2(e)为STM32f103zet6最小系统外部主时钟电路图；图2(f)为铁电存储器电路图；图2(g)为上拉电阻电路图；图3本技术所使用的电能计量IC电路原理图；图4本技术所使用的一种电流、电压采用电路原理图；图5本技术所使用的一种温度采集电路原理图；图6本技术所使用的GPRS模块通讯电路原理图；图7本技术所使用的485通讯及CAN通讯电路原理图；图8本技术所使用的模块供电电路原理图；图9本技术所使用的GPRS模块供电电路原理图。其中，1为微控制器，2为24V开关电源，3为电能计量模块，4为温度采集模块，5为485通讯模块，6为CAN总线，7为GPRS/CDMA模块，8为基站，9为因特网，10为数据库服务器，11为监控中心，12为移动电话。具体实施方式下面结合附图对本技术作更进一步的说明。本技术实现的是一种基于CAN总线的用电信息采集及无线数据传输系统，如图1所示，包括单节点控制模块和集中控制模块及为单节点控制模块和集中控制模块供电的24V开关电源；其中，单节点控制模块包括微控制器、电能计量模块、温度采集模块、485通讯模块；集中控制模块包括微控制器；在单节点控制模块中，电能计量模块、温度采集模块、485通讯模块均与微处理器连接，各个单节点控制模块之间相互连接；各个单节点控制模块通过CAN总线与集中控制模块的微处理器连接；集中控制模块的微控制器通过GPRS/CDMA无线发送与移动基站相连；同一网络内各单节点控制模块和集中控制模块间CAN总线通过屏蔽双绞线进行连接；监控中心、移动终端即移动电话分别连接至服务器；服务器与移动基站之间通过因特网连接。电能计量模块采用分布式用电信息采集装置，分布式用电信息采集装置包括多相多功能电能计量IC、电压传感器以及电流传感器；供配电线路通过电压、电流传感器接入分布式用电信息采集装置，电压、电流传感器采集所得的电压、电流数据进行滤波等处理后送入多相多功能电能计量IC，多相多功能电能计量IC带有高精度ADC，以一定速率通过对电压、电流传感器接入的电压、电流信号进行采样、分析、处理，多相多功能电能计量IC通过内部处理器将计算的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、频率、有功电能、无功电能等参数放入内部相应寄存器，由外部与分布式用电信息采集装置连接的微控制器进行读取；温度采集模块为温度传感器，微控制器同时读取多相供电线缆上单总线数字温度传感器上的温度数据；分布式用电信息采集装置与485通讯接口连接，报警阈值通过485通讯接口保存至分布式用电信息采集装置内部的EEPROM，通过实测值与报警阈值做比较，根据不同的报警条件通过485通讯输出对应的报警标志进行报警；所述的485通讯接口也可与多功能电力仪表通讯，读取多功能电力仪表上各参数数值。本技术采用一主多从的架构，主站定期读取挂载在CAN总线上所有从站数据，并将各从站数据进行打包、处理，最终将各从站数据以约定的数据帧格式通过GPRS无线模块发送至云端上位机，供上位机处理、分析。微控制器的最小系统电路如图2(a)～图2(g)所示，本技术采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CAN总线的用电信息采集系统，其特征在于：包括单节点控制模块、集中控制模块及为单节点控制模块和集中控制模块供电的24V开关电源；所述单节点控制模块包括电能计量模块、温度采集模块、通讯模块及微控制器；所述集中控制模块包括微控制器；在所述单节点控制模块中，电能计量模块、温度采集模块及通讯模块均与微处理器连接；所述电能计量模块采集电压、电流数据并进行分析处理，并将结果发送至微处理器；所述温度采集模块采集CAN总线上的温度并发送至微处理器；各个单节点控制模块之间相互连接；各个单节点控制模块通过CAN总线与所述集中控制模块的微处理器连接；所述集中控制模块的微控制器通过无线通讯与移动基站相连；移动基站通过因特网与服务器连接；服务器连接有监控中心和移动终端。

【技术特征摘要】
1.一种基于CAN总线的用电信息采集系统，其特征在于：包括单节点控制模块、集中控制模块及为单节点控制模块和集中控制模块供电的24V开关电源；所述单节点控制模块包括电能计量模块、温度采集模块、通讯模块及微控制器；所述集中控制模块包括微控制器；在所述单节点控制模块中，电能计量模块、温度采集模块及通讯模块均与微处理器连接；所述电能计量模块采集电压、电流数据并进行分析处理，并将结果发送至微处理器；所述温度采集模块采集CAN总线上的温度并发送至微处理器；各个单节点控制模块之间相互连接；各个单节点控制模块通过CAN总线与所述集中控制模块的微处理器连接；所述集中控制模块的微控制器通过无线通讯与移动基站相连；移动基站通过因特网与服务器连接；服务器连接有监控中心和移动终端。2.根据权利要求1所述的用电信息采集系统，其特征在于：同一网络内各单节点控制模块和所述集中控制模块间CAN总线通过屏蔽双绞线进行连接。3.根据权利要求1所述的用电信息采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，凌辉，陶成，唐友怀，邢鸣，
申请(专利权)人：江苏镇安欣润电力科技有限公司，江苏镇安电力设备有限公司，江苏镇江安装集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32