電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)，包括STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)，STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)分別與開關(guān)電源模塊、電力線載波通信模塊、RS232通信模塊、RS485通信模塊、CAN總線通信模塊、USB總線通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊及通信速率控制撥碼盤模塊連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)將不同電氣監(jiān)測設(shè)備、不同通信方式及不同通信協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、整合，再發(fā)送至遠(yuǎn)端控制中心；將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、整合，再通過以太網(wǎng)通信模塊傳送至遠(yuǎn)端控制中心進(jìn)行具體分析。本發(fā)明設(shè)計合理，可保證各類數(shù)據(jù)不沖突、不丟失，能極大的提高電氣設(shè)備監(jiān)測的管理、調(diào)度及信息化能力，促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。
【專利說明】電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路及變電站中常用電工材料或電氣設(shè)備包括線路電纜、變壓器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)、母排等。上述電氣設(shè)備待測的狀態(tài)量通常有故障、溫度、振動、絕緣、磨損、密度微水、全周期壽命等。針對不同電氣設(shè)備，已有廠家研發(fā)了相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測裝置，如輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)、電纜故障測距系統(tǒng)、高壓開關(guān)柜斷路器溫度監(jiān)測系統(tǒng)、變壓器振動噪聲監(jiān)測系統(tǒng)、絕緣子局放監(jiān)測系統(tǒng)、電動汽車充電樁監(jiān)測裝置、智能家居監(jiān)測系統(tǒng)等。
[0003]然而，由于各個監(jiān)測設(shè)備的生產(chǎn)廠家、監(jiān)測方法、通信接口及所使用的通信協(xié)議各不相同，導(dǎo)致了當(dāng)前電氣設(shè)備仍以小范圍、分布式監(jiān)測為主，各個監(jiān)測點(diǎn)的信息只能在小區(qū)域范圍觀測和存儲，無法統(tǒng)一調(diào)度、共享和管理，系統(tǒng)信息實(shí)時性不佳，若需將監(jiān)測數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，則必須在這些監(jiān)測設(shè)備上分別加裝價格昂貴的通信裝置，成本將大大增加。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能監(jiān)測設(shè)備數(shù)量會快速增加，將給供電公司帶來巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可將不同電氣監(jiān)測設(shè)備、不同通信方式及不同通信協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、整合，再通過以太網(wǎng)發(fā)送至遠(yuǎn)端控制中心的電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)，其特點(diǎn)是:包括STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)、開關(guān)電源模塊、電力線載波通信模塊、RS232通信模塊、RS485通信模塊、CAN總線通信模塊、USB總線通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊及通信速率控制撥碼盤模塊；
所述的開關(guān)電源模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的電源接口相連，所述的電力線載波通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的SPI接口相連，所述的RS232通信模塊、RS485通信模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的USART接口相連，所述的CAN總線通信模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的CAN接口相連，所述的USB總線通信模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的USB接口相連，所述的通信速率控制撥碼盤模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的GPIO接口相連。
[0006]本發(fā)明所述的電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)技術(shù)方案中:所述的以太網(wǎng)通信模塊優(yōu)選由以太網(wǎng)通信控制器和帶網(wǎng)絡(luò)變壓器的RT45座組成。
[0007]本發(fā)明所述的電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)技術(shù)方案中:所述的通信速率控制撥碼盤模塊優(yōu)選自RS232波特率控制撥碼盤、RS485波特率控制撥碼盤、電力線載波通信速率撥碼盤及以太網(wǎng)通信速率撥碼盤。
[0008]本發(fā)明中所述的開關(guān)電源，可以采用開關(guān)電源控制芯片LinkZeiO-AX開發(fā)，最終達(dá)到2.5ff,5V, 500mA的交流輸入要求，給網(wǎng)關(guān)提供工作電源。所述的電力線載波通信模塊可以采用TR-ZBTXMKC01A電力線寬帶載波通信模塊開發(fā)，達(dá)到200Mbps的速率及OFDM調(diào)制解調(diào)功能。所述的RS232通信模塊，可以采用ST3232芯片開發(fā)，TTL電平，帶有DB9接口。所述的RS485通信模塊，可以采用MAX485芯片開發(fā)，TTL電平。所述的CAN總線通信模塊，可以采用L9616芯片開發(fā)，TTL電平，帶有DB9接口。
[0009]本發(fā)明所述的電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)，可安置在變電站或其他監(jiān)測點(diǎn)，統(tǒng)一收發(fā)各種電氣監(jiān)測設(shè)備協(xié)議的監(jiān)測數(shù)據(jù)，保證各類數(shù)據(jù)不沖突、不丟失。本發(fā)明可支持如下通信接口及協(xié)議:1.電力線載波通信(TCP/IP協(xié)議)；2.RS232串口通信(Modbus協(xié)議)；3.RS485串口通信(Modbus協(xié)議)、4.CAN總線通信(CAN總線協(xié)議2.0)；5.USB總線通信(USB總線協(xié)議)；6.以太網(wǎng)通信(TCP/IP協(xié)議)。
[0010]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)將不同電氣監(jiān)測設(shè)備、不同通信方式及不同通信協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、整合，再發(fā)送至遠(yuǎn)端控制中心；具體為接收電力線載波通信模塊、RS232通信模塊、RS485通信模塊、CAN總線通信模塊及USB總線通信模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、整合，再通過以太網(wǎng)通信模塊傳送至遠(yuǎn)端控制中心進(jìn)行具體分析。在網(wǎng)關(guān)工作時，電力線載波通信模塊、RS232通信模塊、RS485通信模塊及以太網(wǎng)通信模塊的通信速率通過所述通信速率控制撥碼盤模塊進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)；網(wǎng)關(guān)工作電源由所述開關(guān)電源模塊提供。
[0011]本發(fā)明電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)的技術(shù)方案中，各元器件、模塊及控制系統(tǒng)如無特別說明，均可以使用現(xiàn)有技術(shù)中公開的可適用于本發(fā)明的元器件、模塊及控制系統(tǒng)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計合理，可保證各類數(shù)據(jù)不沖突、不丟失，能極大的提高電氣設(shè)備監(jiān)測的管理、調(diào)度及信息化能力，促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)的整體結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為RS232通信模塊的電路圖；
圖3為RS485通信模塊的電路圖；
圖4為CAN總線通信模塊的電路圖；
圖5為以太網(wǎng)通信模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下參照附圖，進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對其權(quán)利的限制。
[0015]實(shí)施例1，參照圖1-5, —種電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)。
[0016]如圖1所示，電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān):它包括STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)1、開關(guān)電源模塊2、電力線載波通信模塊3、RS232通信模塊4、RS485通信模塊5、CAN總線通信模塊6、USB總線通信模塊7、以太網(wǎng)通信模塊8及通信速率控制撥碼盤模塊9。
[0017]所述開關(guān)電源模塊2與所述STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)I的電源接口相連，所述電力線載波通信模塊3、以太網(wǎng)通信模塊8與所述STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)I的SPI接口相連，所述RS232通信模塊4、RS485通信模塊5與所述STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)I的USART接口相連，所述CAN總線通信模塊6與所述STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)I的CAN接口相連，所述USB總線通信模塊7與所述STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)I的USB接口相連，所述通信速率控制撥碼盤模塊9與所述STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)I的GPIO接口相連。
[0018]所述通信速率控制撥碼盤模塊9選自RS232波特率控制撥碼盤、RS485波特率控制撥碼盤、電力線載波通信速率撥碼盤及以太網(wǎng)通信速率撥碼盤；在網(wǎng)關(guān)工作時，實(shí)時調(diào)節(jié)各通信模塊的通信速率。
[0019]如圖2所示，所述RS232通信模塊4，采用ST3232電平轉(zhuǎn)化芯片開發(fā)，TTL電平，帶有DB9接口 ；DB9的6接口與2接口分別與ST3232電平轉(zhuǎn)化芯片的Tl_out、Rl_in接口相連。
[0020]如圖3所示，所述RS485通信模塊5，采用MAX485芯片開發(fā)，TTL電平。
[0021]如圖4所示，所述CAN總線通信模塊6，采用L9616芯片開發(fā)，TTL電平，帶有DB9接口 ；DB9的6接口與2接口分別與L9616芯片的CANL、CANH接口相連。
[0022]如圖5所示，所述以太網(wǎng)通信模塊8，其特征在于:它包括以太網(wǎng)通信控制器及帶網(wǎng)絡(luò)變壓器的RT45座；所述以太網(wǎng)通信控制器可采用ENC28J60控制器；所述帶網(wǎng)絡(luò)變壓器的RT45座可采用HR911105A ；HR911105A的L+接口、R+接口分別通過電阻串聯(lián)后與ENC28J60控制器的LEDA、LEDB接口相連。
[0023]具體工作時，網(wǎng)關(guān)接收所述電力線載波通信模塊3、RS232通信模塊4、RS485通信模塊5、CAN總線通信模塊6及USB總線通信模塊7所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、整合，再通過所述以太網(wǎng)通信模塊8傳送至遠(yuǎn)端控制中心進(jìn)行具體分析；在網(wǎng)關(guān)工作時，所述電力線載波通信模塊3、RS232通信模塊4、RS485通信模塊5及以太網(wǎng)通信模塊8的通信速率通過所述通信速率控制撥碼盤模塊9進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)；網(wǎng)關(guān)工作電源由所述開關(guān)電源模塊2提供。
【權(quán)利要求】
1.一種電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)，其特征在于:包括STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)、開關(guān)電源模塊、電力線載波通信模塊、RS232通信模塊、RS485通信模塊、CAN總線通信模塊、USB總線通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊及通信速率控制撥碼盤模塊； 所述的開關(guān)電源模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的電源接口相連，所述的電力線載波通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的SPI接口相連，所述的RS232通信模塊、RS485通信模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的USART接口相連，所述的CAN總線通信模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的CAN接口相連，所述的USB總線通信模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的USB接口相連，所述的通信速率控制撥碼盤模塊與STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)的GPIO接口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)，其特征在于:所述的以太網(wǎng)通信模塊由以太網(wǎng)通信控制器和帶網(wǎng)絡(luò)變壓器的RT45座組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣監(jiān)測設(shè)備多協(xié)議網(wǎng)關(guān)，其特征在于:所述的通信速率控制撥碼盤模塊選自RS232波特率控制撥碼盤、RS485波特率控制撥碼盤、電力線載波通信速率撥碼盤及以太網(wǎng)通信速率撥碼盤。
【文檔編號】H04L12/66GK103812764SQ201210446233
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】衡思坤, 朱立位, 尹雷, 馮凱, 郭昊坤, 應(yīng)展烽, 賈子昊, 張博為 申請人:江蘇省電力公司連云港供電公司, 江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司, 南京理工大學(xué)連云港研究院