[發明專利]一種基于Cortex-M3的電能采集嵌入式網關及其工作方法

無效

• 申請號: 201110439256.9
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102404255A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 王洪君;張海東;劉其鵬;姜愛萍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域：

本發明涉及一種基于Cortex-M3的電能采集嵌入式網關及其工作方法，屬于嵌入式計算機技術領域。

技術背景：

作為物聯網的核心部件，網關在物聯網起著十分關鍵的作用，隨著嵌入式技術的快速發展，嵌入式網關已經能夠提供非常豐富的功能，并且能夠穩定地運行在各種環境，因此嵌入式網關受到了越來越多的關注。

作為遠程抄表的關鍵部分，嵌入式網關的可操作性和穩定性對整個系統有著很大的影響。市場上常見的嵌入式網關雖然具有通用性，但是應用到某些特定的場合，比如電能管理領域，就會有一定的局限性，比如通信接口、電表協議方面的支持不夠完善。

發明內容：

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種設計合理、性價比高、穩定性強的基于Cortex-M3的電能采集嵌入式網關及其工作方法。

一種基于Cortex-M3的電能采集嵌入式網關，它包括采用Cortex-M3架構的LM3S8962處理器、E1轉以太網模塊、GPRS模塊、RS232/RS485協議轉換模塊、外擴存儲器模塊、RJ45接口和電源模塊；所述GPRS模塊和RS232/RS485協議轉換模塊與LM3S8962處理器通過RS232標準串口相連，所述外擴存儲器模塊與LM3S8962處理器通過通用I/O口相連，RJ45接口與LM3S8962處理器通過網絡變壓器相連，所述E1轉以太網模塊與RJ45接口相連；所述外擴存儲器模塊為Nand?Flash和EEPROM。

所述的E1轉以太網模塊、GPRS模塊和RJ45接口是為本嵌入式網關提供數據的傳輸鏈路，用戶根據實際環境選擇其中之一：若使用環境中存在以太網接口則使用本嵌入式網關的RJ45接口傳輸數據，若使用環境中具有E1通信鏈路則采用E1轉以太網模塊傳輸數據，否則使用GPRS模塊傳輸數據。

所述的RS232/RS485協議轉換模塊的RS485總線接口，用于掛接電表，電表支持標準的電表通信協議。

一種基于Cortex-M3的電能采集嵌入式網關的工作方法如下：

1)網關啟動后等待5秒鐘，在等待時間內用戶可以選擇是否手動輸入工作參數：如果需要輸入，則在手動輸入設定完成后進入空閑狀態；如果采用EEPROM中的存儲參數，則在讀取并設定完成后進入空閑狀態；

2)網關在無數據傳輸時處于空閑狀態；如果輪詢時間到，則進入步驟3；如果上傳時間到，則進入步驟4；如果收到上端服務器命令，則進入步驟5；

3)網關采用標準的電表通信協議DL/T?645-2007通過485總線輪詢讀取各電表數據，并將數據解析之后暫存到Nand?Flash中；結束輪詢后返回步驟2；

4)上傳數據：

(1)根據步驟1)確定的參數建立數據上傳鏈路；

(2)將要發送的數據從Nand?Flash中取出，并按照規定的通信協議進行打包上傳，軟件支持斷點續傳，如果數據上傳鏈路建立超時或發送完成，進入(3)；

(3)將已經發送出去的數據從Nand?Flash中清除；

(4)結束本次發送，返回步驟2)；

5)網關收到的命令有設定參數和請求數據兩種；如果為請求數據，則進入步驟4)；如果為設定參數命令，則將參數寫入EEPROM，并更新當前的環境變量，使新參數生效，然后返回步驟2)。

本發明與現有的技術相比，其顯著優點是針對特定的應用場合設計，支持標準的電表通信協議DL/T?645-2007，極大地簡化了設計流程；同時具有豐富的通信接口(GPRS、以太網和E1)，適用于各種工作環境，為數據上傳提供了多種選擇。該網關提供了豐富的通信接口(包含GPRS、以太網和E1)，并支持標準的電表通信協議DL/T?645-2007。

附圖說明：

圖1是本發明的各模塊功能框圖。

圖2是本發明的工作流程圖。

其中，1、LM3S8962處理器，2、RS232/RS485協議轉換模塊，3、GPRS模塊，4、外擴存儲器模塊，5、RJ45接口，6、E1轉以太網模塊，7、電源模塊。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明。

實施例：