一种电能数据采集电路的制作方法

一种电能数据采集电路
【技术领域】
1.本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种电能数据采集电路。


背景技术：

2.现今，电能的计费采用多种费率已经十分普遍。现有技术中电能表多费率的方案一般是由电能表实现，由电能表来配置多费率方案或者由外控费率实现或者电表无多费率功能采用电能表内部实现多费率计量。
3.由电能表来配置多费率方案需电能表支持多费率多时段方案的配置。电能表需要内部时钟，根据内部时钟和费率方案来切换费率，由能源信息网关/集中器等设备采集电量数据处理之后上传到系统主站，或者由人工抄表实现数据采集。这种方式不仅增加了电能表的制造成本，在某些采用了无内部时钟的电能表计量电量的地区，还涉及到电能表的更换成本；同时，需要大容量的内部存储芯片来存储大量数据，同样使得成本进一步增加；此外，电能表需要支持复杂的费率方案配置，增加了电能表程序的代码量，从而造成电能表程序的不稳定因素。
4.由外控费率实现多费率方案，电能表通过外控的弱电线，根据输入的高低电平实现双费率；或者根据一定周期内的脉宽数来确定当前费率，从而实现多费率功能。这种方式费率数据也需要存储在内部存储芯片，由于增加了弱电线进而增加了安装及调试成本；并且因为采用的是脉冲信号(模拟信号)实现费率切换，可能导致费率计算不准确。
5.由载波信号实现电表多费率计量，电表通过内置的载波模块，接收载波信号后切换相应的费率，从而达到多费率计量。由载波外控费率实现的电能表可以不需要内部时钟，但是增加了载波模块，大大增加成本，这使得该种方案目前实际应用率很低，同时，当遇到载波通讯有干扰时，造成费率切换失败。


技术实现要素：

6.为解决前述问题，本实用新型提供了一种电能数据采集电路，费率方案承载于智能网关中，电能表采用现有电能表即可，无需内部时钟，无需载波模块，大大节约了成本，并且电能表运行程序稳定，智能网关计费稳定、准确。
7.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种电能数据采集电路，所述电能数据采集电路用以供智能网关采集电能表的数据，包括高速rs485转换芯片，所述高速rs485转换芯片的ro引脚、re引脚、de引脚、di引脚连接智能网关或电能表，所述高速rs485转换芯片具有a引脚和b引脚，智能网关和电能表通过所述高速rs485转换芯片的a引脚和b引脚相互连接。
9.可选的，所述高速rs485转换芯片通过gnd引脚接地。
10.可选的，所述高速rs485转换芯片通过vcc引脚连接电源，所述vcc引脚同时通过电容接地。
11.可选的，电容的容值为100nf。
a5 sama5d3x主处理器，操作系统采用linux4.22版本，实现数据快速采集、处理、存储。
27.高速rs485转换芯片具有ro引脚、re引脚、de引脚、di引脚、vcc引脚、b引脚、a引脚、gnd引脚。
28.如图1所示，在智能网关1一端，智能网关1具有urxd接口、485red接口和utxd接口，智能网关1的urxd接口连接高速rs485转换芯片3的ro引脚；智能网关1的utxd接口连接高速rs485转换芯片3的di引脚；智能网关1的485red接口同时连接高速rs485转换芯片3的re引脚和de引脚；高速rs485转换芯片3通过gnd引脚接地，通过vcc引脚连接电源，vcc引脚同时通过电容c86接地，本实施例中，电容c86的容值为100nf。高速rs485转换芯片3的a引脚用以连接rs485-a总线，b引脚用以连接rs485-b总线。电能数据采集电路设有测试点，本实施例中，测试点包括测试点tpa1和测试点tpb1，测试点tpa1设于高速rs485转换芯片3的a引脚上，测试点tpb1设于高速rs485转换芯片3的a引脚上。用以在开发过程中测试485信号是否稳定。
29.如图2所示，在电能表2一端，电能表2也具有urxd接口、485red接口和utxd接口，电能表2的urxd接口连接高速rs485转换芯片4的ro引脚；电能表2的utxd接口连接高速rs485转换芯片4的di引脚；电能表2的485red接口同时连接高速rs485转换芯片4的re引脚和de引脚；高速rs485转换芯片4通过gnd引脚接地，通过vcc引脚连接电源，vcc引脚同时通过电容c85接地，本实施例中，电容c85的容值为100nf。高速rs485转换芯片4的a引脚用以连接rs485-a总线，b引脚用以连接rs485-b总线。本实施例中，电能数据采集电路的测试点同样设于电能表2的一端，包括测试点tpa2和测试点tpb2，测试点tpa2设于高速rs485转换芯片4的a引脚上，测试点tpb2设于高速rs485转换芯片4的a引脚上。
30.485red接口发送控制信号。当485red接口输出高电平时，高速rs485转换芯片的发送器有效、接收器禁止，utxd接口经过高速rs485转换芯片的发送器发送数据至总线；当485red接口输出低电平时，高速rs485转换芯片的接收器有效、发送器禁止，urxd接口经过高速rs485转换芯片的接收器接收数据总线上的数据。
31.采用本实施例所提供的电能数据采集电路采集电能表2的电能数据，费率方案配置全部在智能网关1端实现，电能表2不需要大容量存储芯片和实时时钟，因此简化了电能表的设计，降低电能表的生产和设计成本。并且，智能网关1在客户的电力设备部署方案中本来就有，几乎不会增加更换成本。与此同时，由于电能表2不需要支持复杂的费率方案配置，因此无需额外增加电能表程序的代码量，避免了电能表程序的不稳定因素。
32.如图3所示，智能网关1和电能表2通过高速rs485转换芯片的a引脚和b引脚相互连接，具体而言，与智能网关1连接的高速rs485转换芯片3的a引脚和与10个电能表2连接的高速rs485转换芯片4的a引脚通过rs485-a总线相互连接；与智能网关1连接的高速rs485转换芯片3的b引脚和与10个电能表2连接的高速rs485转换芯片4的b引脚通过rs485-b总线相互连接。智能网关连接的电能表不超过10个，本实施例优选智能网关1连接10个电能表2，实现一个物理链路上将多个设备集合起来，多设备进行时间片上的错时数据处理。
33.本实施例所提供的电能数据采集电路由于采用的高速rs485采集数据，数字信号通讯，数据完整性和安全性更有保障。并且，通过本实施例所提供的电能数据采集电路，智能网关1一端可以实现控制、采集程序的实时升级，为将来实现更多的功能提供方便；更能够实现远程操作或者本地预先设置，实现对超负荷等用户的告警、拉闸等功能。
34.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。


技术特征：
1.一种电能数据采集电路，其特征在于，所述电能数据采集电路用以供智能网关采集电能表的数据，包括高速rs485转换芯片，所述高速rs485转换芯片的ro引脚、re引脚、de引脚、di引脚连接智能网关或电能表，所述高速rs485转换芯片具有a引脚和b引脚，智能网关和电能表通过所述高速rs485转换芯片的a引脚和b引脚相互连接。2.根据权利要求1所述的电能数据采集电路，其特征在于：所述高速rs485转换芯片通过gnd引脚接地。3.根据权利要求1所述的电能数据采集电路，其特征在于：所述高速rs485转换芯片通过vcc引脚连接电源，所述vcc引脚同时通过电容接地。4.根据权利要求3所述的电能数据采集电路，其特征在于：电容的容值为100nf。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电能数据采集电路，其特征在于：所述电能数据采集电路设有测试点，所述测试点分别设于所述高速rs485转换芯片的a引脚和b引脚。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的电能数据采集电路，其特征在于：所述智能网关连接的电能表不超过10个。

技术总结
本实用新型公开了一种电能数据采集电路，涉及电力技术领域，用以供智能网关采集电能表的数据，包括高速RS485转换芯片，所述高速RS485转换芯片连接智能网关或电能表，智能网关和电能表通过所述高速RS485转换芯片的A引脚和B引脚相互连接。本实用新型所提供的电能数据采集电路，费率方案承载于智能网关中，电能表采用现有电能表即可，无需内部时钟，无需载波模块，大大节约了成本，并且电能表运行程序稳定，智能网关计费稳定准确。智能网关计费稳定准确。智能网关计费稳定准确。


技术研发人员：张平 葛钱宝 柯一江 胡光超 汤清辉
受保护的技术使用者：杭州明特科技有限公司
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2022/4/1