一种嵌入通信模块的电力负荷管理终端制造技术

本实用新型专利技术涉及一种嵌入了ＧＰＲＳ或ＣＤＭＡ通信模块的电力负荷管理终端。包括微处理器，交流采样模块以及将对交流采样模块的输出信号的处理结果送入微处理器的电表芯片，还包括内嵌ＴＣＰ／ＩＰ协议的ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块或ＣＤＭＡ模块，采用公共数据通信网的通讯方式进行主动或被动的数据传输。本实用新型专利技术提供的电力负荷管理终端，安装时无需架设户外天线，内嵌协议不仅节省了开发周期，而且安全、可靠。本实用新型专利技术的软件能够远程升级，事件能主动上报，可以不用打开终端，通过短消息、红外、串口设置终端地址和部分参数。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用电管理系统中的电力负荷管理装置，尤其是一种嵌入了 GPRS 或CDMA通信模块的电力负荷管理终端。
技术介绍
目前，传统的电力负荷管理终端由电源、显示单元、控制单元、接口板组成，其体积较大，成本高；安装时需架户外天线，安装时耗费的材料多，最大的问题是电台需要 专用的数传通信频点，而全国只有16对频点，资源有限，遇地形复杂、通信距离远的地 区还需架设中继站，维护费用高。相近频点之间容易造成干扰，影响通信成功率。雷雨 季节还容易造成设备损坏。-软件不能远程升级，事件不能主动上报，^^端的地址需打开 终端才能选址。
技术实现思路
为了克服传统的电力负荷管理终端体积大、通信干扰多、安装复杂、维护费用高、 不能远程升级、主动上报、外选地址的不足的问题，本技术提供一种电力负荷管理 终端，该电力负^管理终端不仅体积小、通信干扰少、安装简单、维护费用低的特点。 本技术的采用如下的技术方案-一种嵌入通信模块的电力负荷管理终端，包括微处理器，交流采样模块以及将对交流釆样模块的输出信号的处理结果送入微处理器的电表芯片，还包括内嵌TCP/IP协议的 GSM/GPRS模块或CDMA模块，采用公共数据无线通信网的通讯方式进行主动或被动的 数据传输。 -本技术除了具有公共无线网通信接口外，还可设立用于终端与外界进行通信的 RS-232、 RS-485、红外通信接口。本技术的微处理器可以采用C8051F系列微处理器。本技术的电力负荷管理终端最好采用可编程逻辑器件扩充输入和输出接口。 本技术的电力负荷管理终端最好还包括通过稳压管、可恢复保险丝对过压、过流、过热进行保护'的电路。本技术采用内嵌TCP/IP通讯协议的GPRS或CDMA通讯模块，利用无线公网的资源，安装时无需架设户外天线，内嵌协议不仅节省了开发周期，而且安全、可靠。本技术的软件能够远程升级，事件能主动上报，可以不用打开终端，通过短消息、红外、串口设置终端地址。附图说明图l为本技术的电路设计原理框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步详述。如图1所示，、本技术采用一片内部资源丰富的高速微处理器C8051F130完成交 流采样、数据处理、计算、控制继电器动作、显示、按键、GPRS或CDMA通讯、485 通讯、红外通讯等多项功能。在有限的资源内完成如此多的工作，软件编制要合理，否 则各项任务相互影响，会造成"死机"；软件采用了类似WINDOWS下"消息队列" 的处理方式，每条消息(中断)的处理尽可能地短，收到后作上不同的"标记"，然后 退出中断，把微处、理器让给其它消息；这样各个消息都不会被耽误，从而形成了一个"消 息队列"，微处^器再具体处理每一个消息；微处理器资源被充分地利用，避免了各消 息事件的相互耽误和碰撞。采用GPRS通讯方式的显著特点是"永远在线"，随时随地能够进行数据传递，为 了保证此特点除了要选择通讯性能良好的模块，软件及时监测和控制模块的工作状态也 很关键。终端应时刻检测与服务器端的连接情况，当终端与主台失去联系时不应立即全 面退出GPRS网络回到复位状态重新开始，因为每一次全面连接都会费几分钟的时间， 造成断线效果。所以检测到失去联系时要充分利用模块有4个"Socket"(插座)资源 的优势，迅速利用下一个Socket连接。采用GPRS通讯方式后，终端数据可以主动上报，而不一定是传统的服务器端召测 方式。终端通过预先设定任务参数，然后定时地周期地主动上报交流采样数据或抄表数 据等。这样做去掉了服务器端召测带来的数据量，降低总成本。 '当终端与服务'器端无法建立TCP/IP (Socket)连接时,终端主动上报数据通过短信方 式发送到服务器端的电话号码上。不会丢失有效数据。本实施例采用的是GSM/GPRS通信模块，事实上，还可以用CDMA通信模块来代替 GSM/GPRS通信模块。利用无线公网的资源，TCP/IP通讯协议的严密性，C8051F130微处理器的FLASH存 储器的可在线编程特性，本技术电力负荷管理终端设计了远程升级软件功能。不论 操作人员身在何处，通过发送短信修改终端的IP地址和端口号等使终端切换到软件下载 地址，然后把整个软件分成若干段下发到终端，下载完毕终端更新程序空间。最后恢复 原来的应用IP地址。这样远程升级不必在终端使用地区进行，在"家"即可。为了方便用户、简化操作步骤，本技术还设计了红外掌机设置服务器端IP地址、 端口号、接入点名称APN,终端地址等一些重要参数的功能。红外通讯通过软件模拟串 口的方法实现，减小了线路板体积，节省了硬件开支和成本。为了适应不同电力部门的不同需求，本技术设计了尽可能多的接口，包括4路脉冲输入、5路遥信输入、4轮跳闸输出(常开常闭触点型继电器)接口。需要如此多的 接口，单靠微处理器的接口是不够的，所以系统扩展了复杂可编程逻辑器件 (CPLD)EPM7128AETC-144，由于该器件有144个I/O 口线，丰富的资源和灵活的可编程 性也为将来系统的扩展提供了条件。在传统的负控中终端地址靠手动的插针或拨段开关选择，增加了工程人员的操作难 度，本技术去掉了那些占用空间较大的选择器件，完全采用"数字化"地址，通过 串口、短信、红外三种方式写入或修改存于存储器中的终端地址。本技术可存储大量的数据，包括了 512K*8Bit的SRAM存储器和16Mbit的Data Flash存储器AT45、DB161。其中写入速度快的SRAM存放当日实时数据，写入速度较慢 的Flash存放历史数据。合理安排各项数据的存放地址和空间，可充分利用存储资源。本技术可保证参数丢失率几乎为零。从硬件设计上系统具有很强的抗电磁干扰 性，从软件设计上一份参数在SRAM上，另两份在Flash上，软件定时校验三份参数的 一致性，当不一致时采用三中取二的方法取舍，并更新不一样的那份；三份全不一致时 采用默认的参数并及时通知服务器重发参数。由于Flash存储器掉电后数据不丢失，并可 保存ioo年，所以在Flash上存两份参数降低了参数丢失的可能性。本技术采用了 800毫安时的电池保持时钟和数据，而时钟芯片和数据芯片的待 机功耗都在几十微安级，所以停电时时钟和数据保持至少18个月以上。本技术采用了小屏幕(128*64点阵)汉字液晶显示，易于理解，字迹清晰。本技术采用的交流采样模块具有较高的交流采样精度，有功1%，无功2%。并 采用了高精度三,电表芯片，同时选用了高精度和高稳定度的电阻作为采样电阻，注重 了布线中三相平衡'和电磁兼容。采用数字校表方法，达到了较高的精度。本技术电源输出功率达10W，电压变化范围±20%，且三相三线供电时断开A 或C相的任意一相，三相四线供电时断开三相中的任意两相，终端仍能正常工作。电源 设计时每一相的功率都按最大要求设计，并采用励磁电流小的变压器和开关电源，尽可 能提高电源效率。本技术具有抗接地故障功能，电源电压超过额定值的190%时，通过稳压管、可 恢复保险丝对过压、过流、过热进行保护。终端内部不受损坏。本技术是一种在技术应用上具有创新性的组合性专利技术创造，其中所涉及的微处 理器，交流采样模块以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入通信模块的电力负荷管理终端，包括微处理器，交流采样模块以及将对交流采样模块的输出信号的处理结果送入微处理器的电表芯片，其特征在于，还包括与微处理器相连的ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块或ＣＤＭＡ模块，所述ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块或ＣＤＭＡ模块内嵌ＴＣＰ／ＩＰ协议，所述终端通过ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块或ＣＤＭＡ模块采用公共数据无线通信网的通讯方式与外界进行主动或被动的数据传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晶，王剑青，于菊兰，董振发，
申请(专利权)人：天津光电北瑞通信技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]