CN203689676U - 一种具备远程电力线载波升级功能的采集器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，属于通信技术领域，包括主控模块、电源模块、RS485通信模块、载波通信模块、红外通信模块和存储器，所述载波通信模块包括载波芯片，以及与载波芯片相连的Flash存储芯片、晶振、电阻和电容等；所述载波芯片为通信速率不低于5kbps，信号接收灵敏度大于-18dB的载波芯片。通过载波通信模块进行软件升级，不需要对采集器进行升级接线，也不需要对每个采集器进行单一升级，支持批量远程升级，节约了人力物力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，属于通信技术领域。
背景技术
目前，低压电力线通信有运行业绩主要供应商有：青岛东软、青岛鼎信、福星晓程、深圳瑞斯康等十余家，现场载波信道实际通信速率一般都在1kbps以下。目前，采集器终端升级有以下方法：（1）通过PC机转换后485端口与采集器终端的维护485端口连接升级采集器终端软件，缺点是只能通过人工到现场点对点进行升级，接线麻烦，工作量大，响应速度慢等；（2）通过 PC机网口连接宽带电力载波对采集器终端升级软件，缺点只能点对点升级，工作量大，只能对宽带电力载波适用，不适用于窄带电力线载波通信；（3）PC 机通过烧录器直接对采集器终端的处理芯片升级软件，缺点只能点对点升级，且需拆开外壳（施工现场一般不允许），操作麻烦，工作量大，响应速度慢。对于上述三种采集器终端软件升级方法，都只能通过人工到现场点对点进行升级，不支持远程、批量升级。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能进行远程电力线载波升级的采集器，支持批量远程升级，节约了人力物力，而且具有结构简单、操作方便，升级效率高等特点。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，包括主控模块、电源模块、RS485通信模块、载波通信模块、红外通信模块和存储器，其中，主控模块一方面通过IO接口分别与载波通信模块、红外通信模块相连，另一方面通过RS485接口与RS485通信模块相连，主控模块主要用于控制上述通信模块并对数据进行处理；存储器与主控模块相连，电源模块从外部电力线取电并为采集器各模块供电，RS485通信模块通过RS485总线与电表外部连接，实现与电表的通信功能；红外通信模块通过红外线与掌机通信；载波通信模块通过电力线与集中器通信；上述载波通信模块包括载波芯片，以及与载波芯片相连的Flash存储芯片、晶振、电阻和电容等；载波通信模块是实现远程电力线载波升级的关键功能模块，因为经过发明人的多次的研究，在载波信道通信速率高于5kbps，信号接收灵敏度大于-18dB的情况下，远程升级成功率高，所以，本实用新型所述的载波芯片为通信速率不低于5kbps，信号接收灵敏度大于-18dB的载波芯片。
作为优选，上述载波芯片采用型号为CEPPLCDN的芯片，Flash存储芯片采用型号为M25P10的芯片。
上述主控模块包括单片机，以及与单片机相连的晶振、电阻和电容等，其中，所述单片机采用型号为STM32F103CBT6的单片机。
上述RS485通信模块包括RS485芯片，以及与RS485芯片相连的电源芯片、光耦、电阻和电容等。RS485通信模块主要用于采集器与电能表之间通信。
作为优选，所述RS485芯片采用型号为ST485EBDR的芯片，所述电源芯片采用型号为CJ78L05的芯片。
上述红外通信模块包括红外发射管、以及与其相连的红外接收头、三极管、电阻和电容等。红外通信模块主要用于方便现场维护、调试。
上述存储器采用FLASH，所述FLASH为具有启动区、应用区和升级区的存储器，其中，启动区是放置Bootloader程序，Bootloader程序是独立于应用程序的一个小程序，位于Flash起始位置。芯片复位后从Bootloader启动。Bootloader程序负责检查应用区和升级区程序合法性，决定是“更新应用区”，还是“跳转到应用程序运行”，或是“等待升级命令，完成程序升级” 。
上述电源模块包括电源变压器、整流桥、电解电容、DCDC芯片、LDO芯片等，从外部电力线取得的电源经过电源变压器降压，再通过整流桥、电解电容、DCDC芯片等整流滤波降压,，再经过LDO芯片稳压，最后为采集器的各个模块提供相应的电源。
上述具备远程电力线载波升级的采集器工作原理：
集中器把升级程序分帧下发，采集器通过载波通信模块接收电力线上由集中器下发的升级报文，主控模块对报文进行解析和正确性校验，校验通过后将升级数据写入存储器对应的存储单元中。一次升级结束后，主控模块检测存储器存储状态，把未正确接收的帧序号通过载波通信模块发送到集中器。集中器重新下发未正确接收的数据帧，直至采集器正确接收全部升级报文实现采集器远程电力线载波升级。上述采集器具备断点续传功能，提高升级效率和成功率。升级有点对点升级和广播升级两种模式可选。再此升级过程中，载波通信模块负责升级数据的载波发送和接收，是远程电力线载波升级实现的关键模块。主控模块负责数据的校验和存储分配，控制升级过程。存储器负责升级程序的存储。电源模块负责未各功能模块提供工作电源。
与现有技术相比，本实用新型所述的具备远程电力线载波升级功能的采集器具有如下优点：
1．通过载波通信模块进行软件升级，不需要对采集器进行升级接线，也不需要对每个采集器进行单一升级，支持批量远程升级，节约了人力物力；
2．本提案中的采集器采用支持高通信速率，双频点通信，高接收灵敏度的载波通信芯片，外置大容量flash存储芯片。采集器具备通信速率快，实时通信成功率高等优点，配合软件算法具备断点续传功能，实现采集器高效远程电力线载波升级功能。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的支持远程电力线载波升级的采集器模块框图；
图2为本实施例的主控模块电路图；
图3为本实施例的载波通信模块电路图；
图4为本实施例的RS485通信模块电路图；
图5为本实施例的红外通信模块电路图；
图6为本实施例的电源模块主电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，包括主控模块1、电源模块6、RS485通信模块2、载波通信模块3、红外通信模块4和存储器5，其中，主控模块1一方面通过IO接口分别与载波通信模块3、红外通信模块4相连，另一方面通过RS485接口与RS485通信模块2相连，主控模块1主要用于控制上述通信模块并对数据进行处理；存储器5与主控模块1相连，电源模块6从外部电力线取电并为采集器各模块供电，RS485通信模块2通过RS485总线与电表8外部连接，实现与电表8的通信功能；红外通信模块4通过红外线与掌机通信；载波通信模块3通过电力线与集中器7通信。
如图2所示，上述主控模块1包括单片机，以及与单片机相连的晶振、电阻和电容等，其中，所述单片机采用型号为STM32F103CBT6的单片机。
如图3所示，上述载波通信模块3包括载波芯片，以及与载波芯片相连的Flash存储芯片、晶振、电阻和电容等；载波通信模块3是实现远程电力线载波升级的关键功能模块，因为经过发明人的多次的研究，在载波信道通信速率高于5kbps，信号接收灵敏度大于-18dB的情况下，远程升级成功率高，所以，本实用新型所述的载波芯片为通信速率不低于5kbps，信号接收灵敏度大于-18dB的载波芯片。在本实施例中，上述载波芯片采用型号为CEPPLCDN的芯片，Flash存储芯片采用型号为M25P10的芯片。
如图4所示，上述RS485通信模块2包括RS485芯片，以及与RS485芯片相连的电源芯片、光耦、电阻和电容等。RS485通信模块主要用于采集器与电能表之间通信。在本实施例中，所述RS485芯片采用型号为ST485EBDR的芯片，所述电源芯片采用型号为CJ78L05的芯片。
如图5所示，上述红外通信模块4包括红外发射管、以及与其相连的红外接收头、三极管、电阻和电容等。红外通信模块主要用于方便现场维护、调试。
上述存储器5采用FLASH，所述FLASH为具有启动区、应用区和升级区的存储器，其中，启动区是放置Bootloader程序，Bootloader程序是独立于应用程序的一个小程序，位于Flash起始位置。芯片复位后从Bootloader启动。Bootloader程序负责检查应用区和升级区程序合法性，决定是“更新应用区”，还是“跳转到应用程序运行”，或是“等待升级命令，完成程序升级” 。
如图6所示，上述电源模块6包括电源变压器、整流桥、电解电容、DCDC芯片、LDO芯片等，从外部电力线取得的电源经过电源变压器降压，再通过整流桥、电解电容、DCDC芯片等整流滤波降压,，再经过LDO芯片稳压，最后为采集器的各个模块提供相应的电源。
上述具备远程电力线载波升级的采集器工作原理：
集中器把升级程序分帧下发，采集器通过载波通信模块3接收电力线上由集中器7下发的升级报文，主控模块1对报文进行解析和正确性校验，校验通过后将升级数据写入存储器5对应的存储单元中。一次升级结束后，主控模块1检测存储器5存储状态，把未正确接收的帧序号通过载波通信模块3发送到集中器7。集中器7重新下发未正确接收的数据帧，直至采集器正确接收全部升级报文实现采集器远程电力线载波升级。上述采集器具备断点续传功能，提高升级效率和成功率。升级有点对点升级和广播升级两种模式可选。再此升级过程中，载波通信模块3负责升级数据的载波发送和接收，是远程电力线载波升级实现的关键模块。主控模块1负责数据的校验和存储分配，控制升级过程。存储器5负责升级程序的存储。电源模块6负责未各功能模块提供工作电源。
本实用新型的主要改进点为采用特定元器件组合而成的各个模块，以及各个模块的组合关系，在使用过程中参与的软件和通信协议部分为现有技术，并不属于本实用新型的改进点。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (9)
1.一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：包括主控模块、电源模块、RS485通信模块、载波通信模块、红外通信模块和存储器，其中，主控模块一方面通过IO接口分别与载波通信模块、红外通信模块相连，另一方面通过RS485接口与RS485通信模块相连；存储器与主控模块相连，电源模块从外部电力线取电并为采集器各模块供电，RS485通信模块通过RS485总线与电表外部连接；红外通信模块通过红外线与掌机通信；载波通信模块通过电力线与集中器通信；上述载波通信模块包括载波芯片，以及与载波芯片相连的Flash存储芯片、晶振、电阻和电容；所述的载波芯片为通信速率不低于5kbps，信号接收灵敏度大于-18dB的载波芯片。
2.如权利要求1所述的一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：上述载波芯片采用型号为CEPPLCDN的芯片，Flash存储芯片采用型号为M25P10的芯片。
3.如权利要求1所述的一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：上述主控模块包括单片机，以及与单片机相连的晶振、电阻和电容。
4.如权利要求3所述的一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：所述单片机采用型号为STM32F103CBT6的单片机。
5.如权利要求1所述的一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：上述RS485通信模块包括RS485芯片，以及与RS485芯片相连的电源芯片、光耦、电阻和电容。
6.如权利要求5所述的一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：所述RS485芯片采用型号为ST485EBDR的芯片，所述电源芯片采用型号为CJ78L05的芯片。
7.如权利要求1所述的一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：上述红外通信模块包括红外发射管、以及与其相连的红外接收头、三极管、电阻和电容。
8.如权利要求1所述的一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：上述存储器采用FLASH。
9.如权利要求1所述的一种具备远程电力线载波升级功能的采集器，其特征在于：上述电源模块包括电源变压器、整流桥、电解电容、DCDC芯片、LDO芯片等，从外部电力线取得的电源经过电源变压器降压，再通过整流桥、电解电容、DCDC芯片等整流滤波降压，再经过LDO芯片稳压，最后为采集器的各个模块提供相应的电源。
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