[發明專利]基于嵌入式CPU的智能電網監控裝置

無效

• 申請號: 201110096007.4
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號: CN102751784A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 南權;關海洋;杜佳平
• 申請（專利權）人: 寧夏隆基寧光儀表有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本發明涉及適用于智能電網的電能表，尤其是基于嵌入式CPU的智能電網監控裝置。

背景技術

隨著市場化改革推進，數字經濟發展，氣候變化加劇，環境監管要求日趨嚴格以及各國能源政策的調整，電網與電力市場、客戶之間的關系越來越緊密?？蛻魧﹄娔苜|量的要求逐步提高，可再生能源等分散式發電資源數量不斷增加，傳統的電力網絡已經難以滿足這些發展要求。為此，人們提出發展智能電網的設想，以實現傳統電網的升級換代。國家對電網的改造及建設明顯提速，按照加強智能電網建設的總體要求，保證智能電網建設規范有序推進，實現電力用戶用電信息采集系統建設“全覆蓋、全采集、全預付費”的總體目標，規范統一用電信息采集系統及主站、采集終端、通信單元的功能配置、型式結構、性能指標、通信協議、安全認證、檢驗方法、建設及運行管理等條款要求和市場需求日益增加的推動下，迫切需要與之相配的智能化電能表。

發明內容

本發明的目的是提供一種功能更強、安全程度更高、運行更穩定的基于嵌入式CPU的智能電網監控裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是。

一種基于嵌入式CPU的智能電網監控裝置，包括核心板和與其連接的控制板，其特別之處在于，在所述核心板上安裝有嵌入式CPU，以及與嵌入式CPU連接的存儲器。

其中存儲器是隨機存儲芯片和閃存芯片。

其中還包括3G無線通信模塊，該3G無線通信模塊與控制板電連接從而與用戶主站之間實現基于3G無線的雙向通信。

本發明在嵌入式Vxworks操作系統的支持下，實現電表數據抄錄、數據運算和處理、WCDMA-3G無線通信傳輸、負荷控制、以太網通信、USB通信、人機交互等功能。從而實現用戶主站對用戶用電信息的智能采集和負荷控制的等功能。本發明采用基于AT91SAM9260CU嵌入式CPU技術和嵌入式Vxworks操作系統技術為支撐的智能電網管理終端，其有益效果其一是通過基于AT91SAM9260CU嵌入式CPU技術的硬件電路設計為運行嵌入式操作系統Vxworks創造了硬件基礎；其二是采用多線程的編程方式解決了多任務執行、多數據處理的穩定性和實時性，改變了運行速度慢、故障率高、數據易丟失等缺點；還能夠通過WCDMA-3G無線通訊和高速光纖網絡通信功能，實時監測用戶的用電情況和電網的運行情況，通過主站定制任務的監測和實時召測，可以分析用電情況和電網的運行參數；三是便于統計線損，能夠實時抄回用戶的用電量，以便準確的統計線損；四是采用國密SM1算法支持的專用ESAM電路，為參數修改和負荷控制報文進行加解密，保證控制的安全性；五是功能齊全、操作簡單。

附圖說明

附圖1為本發明的邏輯原理框圖。

附圖2為本發明在Vxworks操作系統支持下的運行原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明由單相計量芯片、AT91SAM9260CU嵌入式計算機、功率指示燈、報警指示燈、跳閘指示燈、LCD顯示器、存儲器、電源系統、繼電器、紅外接收發射管、RS485通信、以太網接口電路、USB接口等集成在一塊PCB板上，以及一個可方便插拔的WCDMA-3G模塊。整個PCB板裝在一個阻燃的塑料表殼里，用自攻螺絲固定，罩殼與底殼通過螺絲固定在一起。

本發明的電能表包括核心板和與其連接的控制板，在核心板上安裝有嵌入式CPU，以及與嵌入式CPU連接的存儲器，其中存儲器是RAM(隨機存儲)芯片和NAND?FLASH(閃存)芯片。

還包括3G無線通信模塊，具體采用WCDMA-3G無線通信模塊，該3G無線通信模塊與控制板電連接從而與用戶主站之間實現基于3G無線的雙向通信。

本發明利用WCDMA-3G無線通信模塊和光線網絡通信模塊雙通道傳輸數據，實現預付費和遠程控制功能。傳輸的數據分為一般數據和加密數據，修改終端參數和控制負荷指令數據為加密數據，召測用戶用電信息數據為一般數據，再傳輸的過程中不需要加密。采用了認證和加密的算法，數據安全性高。傳輸的過程為發送端將根據功能需要將數據加密后進行發送，接收端將收到的數據解密后再進行必要的操作，并對發送端發出確認數據通知操作成功或失敗。