一種單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)，其包括：驅(qū)動層，所述驅(qū)動層包括系統(tǒng)配置模塊以及用戶自定義配置模塊；應(yīng)用層，所述應(yīng)用層包括多項單相費控智能電能表的任務(wù)模塊；中間層，所述中間層包括消息驅(qū)動服務(wù)模塊；節(jié)拍服務(wù)模塊，用于判斷任務(wù)固定的執(zhí)行時間是否到來；所述多項任務(wù)模塊執(zhí)行的任務(wù)根據(jù)節(jié)拍服務(wù)模塊的判斷循環(huán)運行；所述多項任務(wù)模塊還可接收消息驅(qū)動服務(wù)模塊發(fā)出的消息以確定任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)。本發(fā)明通過將管理系統(tǒng)劃分為驅(qū)動層、中間層和應(yīng)用層，使得應(yīng)用層各任務(wù)之間相互獨立；當(dāng)需要修改應(yīng)用層的某項功能模塊、或者需要升級系統(tǒng)配置等時可以在不改變其他層或者其他功能模塊的前提下變更。
【專利說明】
一種單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種嵌入式管理系統(tǒng)，尤其涉及一種單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]單相費控智能電能表是一種智能電能表，其在電表內(nèi)應(yīng)用電力電子、計算機(jī)、通信及計量等技術(shù)，以控制芯片為核心，具有電能量計量、信息存儲及處理、實時監(jiān)測、自動控制、信息交互等功能。
[0003]現(xiàn)有的單相費控智能電能表由于采集數(shù)據(jù)量大、采集周期短、輸出數(shù)據(jù)大導(dǎo)致現(xiàn)有的單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)經(jīng)常出錯、卡死等。同時由于各電力公司需求差異及變化，導(dǎo)致與之對應(yīng)的智能電能表嵌入式管理系統(tǒng)也需對應(yīng)頻繁變更與升級，而現(xiàn)有的單相費控智能電能表升級不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種易于開發(fā)與維護(hù)、方便優(yōu)化配置與升級的單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提出一種單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)，其包括:
[0006]驅(qū)動層，所述驅(qū)動層包括系統(tǒng)配置模塊以及用戶自定義配置模塊；
[0007]應(yīng)用層，所述應(yīng)用層包括多項單相費控智能電能表的任務(wù)模塊；
[0008]中間層，所述中間層包括:
[0009]消息驅(qū)動服務(wù)模塊；
[0010]節(jié)拍服務(wù)模塊，用于判斷任務(wù)固定的執(zhí)行時間是否到來；
[0011]所述多項任務(wù)模塊執(zhí)行的任務(wù)根據(jù)節(jié)拍服務(wù)模塊的判斷循環(huán)運行;所述多項任務(wù)模塊還可接收消息驅(qū)動服務(wù)模塊發(fā)出的消息以確定任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)。
[0012]進(jìn)一步地，所述多項任務(wù)模塊還可接收消息驅(qū)動服務(wù)模塊發(fā)出的消息以延時執(zhí)行、提前執(zhí)行或中斷執(zhí)行任務(wù)。
[0013]進(jìn)一步地，所述中間層還包括:
[0014]計量服務(wù)模塊，用于提供計量芯片驅(qū)動以及電流、功率比較服務(wù)函數(shù)；
[0015]IXD顯示服務(wù)模塊，用于提供顯示芯片驅(qū)動以及解析顯示芯片接口函數(shù)；
[0016]時鐘服務(wù)模塊，用于提供系統(tǒng)時鐘服務(wù)；
[0017]通信服務(wù)模塊，用于提供通信驅(qū)動；
[0018]存儲服務(wù)模塊，用于提供存儲讀寫函數(shù)。
[0019]進(jìn)一步地，所述多項任務(wù)模塊包括:
[0020]系統(tǒng)復(fù)位任務(wù)模塊，用于初始化系統(tǒng)各任務(wù)；
[0021]費控任務(wù)模塊；
[0022]顯示任務(wù)模塊；
[0023]采樣任務(wù)模塊，用于采集系統(tǒng)電池電壓；
[0024]凍結(jié)任務(wù)模塊，用于凍結(jié)電量；
[0025]計量任務(wù)模塊，用于計算已產(chǎn)生電量值。
[0026]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)配置模塊包括:端口配置模塊、中斷函數(shù)、硬件配置模塊、電能表配置模塊。
[0027]本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:通過將管理系統(tǒng)劃分為驅(qū)動層、中間層和應(yīng)用層，使得應(yīng)用層各任務(wù)之間相互獨立以消息進(jìn)行信息傳遞;使得當(dāng)需要修改應(yīng)用層的某項功能模塊、或者需要升級系統(tǒng)配置等時可以在不改變其他層或者其他功能模塊的前提下變更，提升了管理系統(tǒng)的可靠性和可移植性，也方便進(jìn)行維護(hù)。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明一較佳實施例中驅(qū)動層的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖2為本發(fā)明一較佳實施例中中間層的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖3為本發(fā)明一較佳實施例中應(yīng)用層的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0031]以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0032]單相費控智能電能表通常使用MCU芯片作為其管理芯片，但是一般的M⑶芯片僅留存有96K的Flash存儲空間，導(dǎo)致用以優(yōu)化程序的空間小。另外，單相費控智能電能表需要24小時不間斷運行，總運行時間需達(dá)到10年以上，必須充分考慮到異常處理情況以及后續(xù)的軟件程序更新。
[0033]為此，請參照圖1、圖2、圖3，本發(fā)明的單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)由三層構(gòu)成，即驅(qū)動層、中間層和應(yīng)用層。
[0034]驅(qū)動層作為嵌入式管理系統(tǒng)的最底層，其用來存儲系統(tǒng)中變動較小的部分。本實施例中，驅(qū)動層分為系統(tǒng)配置模塊和用戶配置模塊兩大塊。
[0035]系統(tǒng)配置模塊包括了MCU底層，包括例如NEC0527芯片底層、復(fù)旦微FM301芯片底層或美信71M6542芯片底層;還包括各端口配置模塊，硬件配置模塊，例如PCB選擇、M⑶選擇、計量芯片選擇、時鐘芯片選擇、是否選擇載波等等;還包括電表配置模塊，例如脈沖常數(shù)、電流規(guī)格、電壓規(guī)格、啟動電流檔位、計量常數(shù)參數(shù)設(shè)置、軟硬件版本號等。另外由于中斷函數(shù)變動較小，因此本實施例中也將中斷函數(shù)集成于系統(tǒng)配置中。
[0036]而用戶配置則包括各種用戶可自定義的模塊，例如任務(wù)、消息及消息參數(shù)的定義，節(jié)拍單位，各種延時時間的定義(包括編程狀態(tài)保持分鐘數(shù)、密碼閉鎖保持分鐘數(shù)等)，支持的規(guī)約個數(shù)，電量定制，費控定制，記錄定制，凍結(jié)定制，各種比較服務(wù)定制等。用戶配置模塊還包括其他可自定義的擴(kuò)展模塊。
[0037]上述系統(tǒng)配置和用戶配置都是將來改動較小的部分，將其抽離出來便于后續(xù)的維護(hù)和軟件升級。
[0038]中間層用于提供應(yīng)用層所需完成任務(wù)的各種服務(wù)和消息傳送。中間層的各項配置是本發(fā)明的核心所在，正是有了中間層的配置才能使得應(yīng)用層的各項任務(wù)功能模塊能夠獨立設(shè)置、互補干擾。具體的，中間層包括有:計量服務(wù)模塊，用于提供計量芯片驅(qū)動、電量計量服務(wù)、電流、功率因素等比較服務(wù)函數(shù);LED顯示服務(wù)模塊，用于提供各種顯示芯片驅(qū)動和顯示解析接口函數(shù);時鐘服務(wù)，用于提供系統(tǒng)時鐘服務(wù)函數(shù);通信服務(wù)模塊，用于提供例如紅外通信、485通信、載波通信服務(wù);存儲服務(wù)模塊，用于提供存儲區(qū)劃分、存儲區(qū)讀寫函數(shù)、高級讀寫函數(shù)等服務(wù);驅(qū)動服務(wù)模塊，用于提供各類IIC、RS1、SP1、ESAM等驅(qū)動;記錄和凍結(jié)驅(qū)動服務(wù)模塊，用于提供所有記錄、凍結(jié)采用統(tǒng)一的尋找和增加函數(shù)以及公共函數(shù)服務(wù)模塊。
[0039]更為重要的，本發(fā)明的中間層還提供有節(jié)拍服務(wù)模塊，用于判斷應(yīng)用層中各任務(wù)固定的執(zhí)行時間是否到來。還提供有消息驅(qū)動服務(wù)模塊，用于應(yīng)用層中各任務(wù)間的消息傳遞。應(yīng)用層中的各任務(wù)模塊根據(jù)消息驅(qū)動服務(wù)模塊傳遞的消息來決定任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)。例如是延時執(zhí)行還是中斷執(zhí)行等。
[0040]具體的，可參見圖3，應(yīng)用層中的各任務(wù)模塊是根據(jù)智能電能表所需實現(xiàn)的功能，按照不同的運行頻率、不同的功能而劃分設(shè)計形成的獨立運行的任務(wù)模塊。
[0041]該些任務(wù)模塊在后臺主循環(huán)中運行，每個任務(wù)模塊順序運行，沒有優(yōu)先級的概念。該些任務(wù)模塊的循環(huán)順序由節(jié)拍服務(wù)模塊確定。即節(jié)拍服務(wù)模塊判斷某一任務(wù)模塊是否已到了其在后臺主循環(huán)中的固定執(zhí)行時間。
[0042]該些任務(wù)模塊均有自己的消息隊列，可以接收來自消息驅(qū)動服務(wù)模塊發(fā)出的消息或者中斷模塊發(fā)出的消息。任務(wù)模塊從消息隊列中取出消息進(jìn)而實現(xiàn)消息隊列的功能。
[0043]如此，使得該些任務(wù)模塊在功能上彼此獨立，在執(zhí)行時，經(jīng)由消息驅(qū)動服務(wù)模塊的消息傳遞功能又彼此關(guān)聯(lián)。從而使得當(dāng)在器件、接口電路或者功能需求等方便作出變更時，只需要修改相應(yīng)的服務(wù)模塊與任務(wù)模塊而不會影響其他服務(wù)模塊與任務(wù)模塊的工作穩(wěn)定性。
[0044]本實施例中，應(yīng)用層的各任務(wù)模塊包括:電表規(guī)約通信任務(wù)模塊、費率計算任務(wù)模塊；消息池任務(wù)模塊，用于將來源于中斷的消息發(fā)送給相應(yīng)的任務(wù)模塊；系統(tǒng)節(jié)拍任務(wù)模塊，用于維護(hù)系統(tǒng)節(jié)拍源和調(diào)用節(jié)拍服務(wù)函數(shù);系統(tǒng)服務(wù)任務(wù)模塊，用于初始化系統(tǒng)各任務(wù)以及確認(rèn)電源是否正常;停電任務(wù)模塊，用于結(jié)束各任務(wù)模塊并進(jìn)入低功耗模式;結(jié)算日任務(wù)模塊，用于調(diào)用結(jié)算日函數(shù);費控任務(wù)模塊，用于各項費控功能;計量任務(wù)模塊，用于計量參數(shù)的定時檢測、電表實時數(shù)據(jù)讀取、電量函數(shù)的執(zhí)行以及電量比較函數(shù)的執(zhí)行;時鐘任務(wù)模塊，用于定時調(diào)用時鐘服務(wù)函數(shù)以及監(jiān)視多功能口特征改變;凍結(jié)任務(wù)模塊，用于定時凍結(jié)、日凍結(jié)和整點凍結(jié);記錄任務(wù)模塊，用于編程記錄和開蓋記錄;MCU口線及寄存器維護(hù)任務(wù)模塊，用于每個大循環(huán)時檢測口線和寄存器狀態(tài)，以及統(tǒng)一管理口線和寄存器的方向和高低電平；電表顯示任務(wù)模塊，用于執(zhí)行顯示任務(wù)和顯示函數(shù)的配置;AD采樣任務(wù)模塊，用于按照節(jié)拍檢測電池電壓;費率電價、階梯電價切換任務(wù)模塊，用于在費率電價和階梯電價中切換。
[0045]根據(jù)實際需求，還可在應(yīng)用層中增加其他任務(wù)模塊。
[0046]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于:包括: 驅(qū)動層，所述驅(qū)動層包括系統(tǒng)配置模塊以及用戶自定義配置模塊； 應(yīng)用層，所述應(yīng)用層包括多項單相費控智能電能表的任務(wù)模塊； 中間層，所述中間層包括: 消息驅(qū)動服務(wù)模塊； 節(jié)拍服務(wù)模塊，用于判斷任務(wù)固定的執(zhí)行時間是否到來； 所述多項任務(wù)模塊執(zhí)行的任務(wù)根據(jù)節(jié)拍服務(wù)模塊的判斷循環(huán)運行;所述多項任務(wù)模塊還可接收消息驅(qū)動服務(wù)模塊發(fā)出的消息以確定任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于:所述多項任務(wù)模塊還可接收消息驅(qū)動服務(wù)模塊發(fā)出的消息以延時執(zhí)行、提前執(zhí)行或中斷執(zhí)行任務(wù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于:所述中間層還包括: 計量服務(wù)模塊，用于提供計量芯片驅(qū)動以及電流、功率比較服務(wù)函數(shù)； IXD顯示服務(wù)模塊，用于提供顯示芯片驅(qū)動以及解析顯示芯片接口函數(shù)； 時鐘服務(wù)模塊，用于提供系統(tǒng)時鐘服務(wù)； 通信服務(wù)模塊，用于提供通信驅(qū)動； 存儲服務(wù)模塊，用于提供存儲讀寫函數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于:所述多項任務(wù)模塊包括: 系統(tǒng)復(fù)位任務(wù)模塊，用于初始化系統(tǒng)各任務(wù)； 費控任務(wù)模塊； 顯不任務(wù)模塊； 采樣任務(wù)模塊，用于采集系統(tǒng)電池電壓； 凍結(jié)任務(wù)模塊，用于凍結(jié)電量； 計量任務(wù)模塊，用于計算已產(chǎn)生電量值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相費控智能電能表的嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)配置模塊包括:端口配置模塊、中斷函數(shù)、硬件配置模塊、電能表配置模塊。
【文檔編號】G07F15/08GK106097589SQ201610409804
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】龍翔林, 馬益平, 劉秀峰, 章恩友, 蔣衛(wèi)平, 章川, 盛旭朝
【申請人】寧波迦南電子有限公司