[發明專利]一種基于集中器的IO拓展的輔助電路

在審

• 申請號: 201811488683.4
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN110109379A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 胡建新;林華寶;陳清雷;徐才林;金自力;林冬;許世榮
• 申請（專利權）人: 福建網能科技開發有限責任公司;國家電網有限公司;國網信息通信產業集團有限公司;國網信通億力科技有限責任公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 康永輝

本發明涉及一種基于集中器的IO拓展的輔助電路。所述的基于集中器的IO拓展的輔助電路設有微處理器單元、RS485通信單元、電源轉換單元、8路遙信接口單元、8路遙控接口單元、遙信告警單元、北斗定位單元、時鐘單元；旨在解決集中器的接口使用較為單一問題，促進對于集中器的使用，提高使用效率，便于安裝操作，促進寬帶載波集中器負責管理抄讀存貯本地所有表計或采集器信息，形成各類事件數據都是基于單一通信的信道模式技術問題。

技術領域

本發明涉及一種基于集中器的IO拓展的輔助電路。

背景技術

隨著智能家居、智能用電小區等概念的提出與實施，用電信息采集系統也日趨智能化。作為用電信息采集系統中的重要組成設備，傳統集中器的功能已不能滿足智能用電的需求了。本發明設計是基于集中器設計，在原有的基礎上進行了擴展，使其能夠實現對智能家電以及充電樁的數據采集與控制功能。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于集中器的IO擴展輔助電路，旨在解決集中器在不同場合不同環境下需要IO接口技術問題。本發明具體技術實現方案為：所述的基于集中器的IO拓展的輔助電路設有微處理器單元、RS485通信單元、電源轉換單元、8路遙信接口單元、8路遙控接口單元、遙信告警單元、北斗定位單元、時鐘單元；微處理器單元分別與RS485通信單元、電源轉換模塊、8路遙信接口單元、8路遙控接口單元、遙信告警單元、北斗定位單元、時鐘單元通信連接, RS485通信單元接口通過探針與集中器I型輔助接線端子的RS485-I相連,遙信告警單元接口通過探針與集中器I型輔助接線端子的遙信1相連。北斗定位單元是將該貼片模塊焊接在電路板上與微處理器單元進行通信連接;時鐘單元通過貼片芯片焊接在電路板上，通過I2C接口與微處理單元進行通信連接;電源轉換模塊采用的AC-DC電源模塊，將整個模塊按插件的封裝形式安裝在電路板上進行電源的轉換;電源轉換模塊外接火線以及零線, 火線連接過流過載保護電路, 過流過載保護電路以及零線連接EMC保護電路, EMC保護電路連接DC/DC模塊, DC/DC模塊,輸入電壓為85V~264V，輸出兩路隔離電壓，輸出主路5V電壓是供微處理單元使用，輔助5V電壓為供遙信接口單元與485通信單元使用的,外部電源接線采用類似國網II型采集器接線方式，即與外部電源連接線通過中間插頭過渡;電源線及RS-485線組的接插結構件分公頭和母頭兩部分，母頭部分與模塊內部直接相連，公頭部分與外部220V電源相連,該電源線束的接線方式是通過其公頭與母頭進行安裝連接;RS485通信單元設有RS485芯片、隔離電路、保護電路,A線輸入及B線輸入與輸入保護電路相連接, 輸入保護電路與RS485芯片相連接,RS485芯片與光耦隔離電路相連接, 光耦隔離電路與微處理器單元連接,RS485通信單元接口通過探針與集中器I型輔助接線端子的RS485-I相連;RS485通信接口滿足《Q GDW1354 - 2013智能電能表功能規范》要求，RS485接口和模塊內部電路實行電氣隔離，并有實效保護電路。RS485接口滿足DL/T645-2007電氣要求，并能耐受交流電壓380V, 2min不損壞。并且RS485接口通信速率可設置，標準速率為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps，缺省值為2400bps。通信時間較快，模塊上電完成后，2S內可以使用RS485接口進行通信;遙控接口單元設有光耦隔離電路、驅動電路、觸點保護電路,微處理器單元連接光耦隔離電路, 光耦隔離電路連接驅動電路, 驅動電路連接觸點保護電路,遙控接口單元由獨立的4路轉換和4路常開組成，觸點電路采用的是組換型的繼電器，若發生閉合，引發觸點與微處理器進行數據通信。繼電器觸點容量可達到2A/30VDC，5A/250VAC，并且具有較長的耐久性，使用的次數可達到10萬次以上,該遙控接口單元與主電路隔離電壓達到2000v以上，在EMC實驗中，電快速瞬變脈沖群抗擾度3級（±1KV），浪涌抗擾度2級（±1KV）。并且可承受的拔插次數在1000以上;遙信接口單元具有EMC保護的8路接口，與主電路隔離電壓可達到2000V以上，接口可承受的拔插次數可達到1000次以上；遙信告警采用繼電器輸出控制，如果8路遙信有變位，則遙信告警會接通，請求遙信變位事件；查詢完畢繼電器斷開。遙信告警接口通過探針與集中器I型輔助接線端子的遙信1相連;遙信告警單元采用型號為HFD23-005-1ZS繼電器輸出控制,為電源轉換模塊是采用型號為WAB03BDI-0505的AC-DC電源模塊，輸出兩路隔離電壓，分別是主電源5V和輔助電源5V是供遙信及RS485通信使用;主電源5V再通過NCV1117ST33T3G進行電壓轉換，將5V電壓轉換成3.3V，供微處理單元與時鐘單元使用,8路遙信接口單元采用的是間距5.08mm的插件端子,RS485通信單元采用是低功耗的型號為SN65HVD3082ED的通信芯片，北斗定位單元采用的北斗模塊型號為L76B，時鐘單元6采用高穩定，頻率調整精度高的型號為RX-8025T的時鐘芯片，采用的I2C-BUS總線接口,8路遙控接口單元設有光耦隔離電路、驅動電路、觸點電路,其中光耦隔離部分使用的芯片型號為PC817,驅動電路使用的芯片型號為ULN2003AN，觸點電路采用的繼電器型號為HFD23-005-1ZS,微處理單元采用基于8位框架結構的微控制器STM8SX07C;485通信單元、遙信接口單元與上行的集中器進行數據通信連接。