[实用新型]基于电力线载波通信的电能采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能采集装置，特别是涉及一种基于电力线载波通信的电能采集装置。

背景技术

传统的电能采集装置一般只提供电能采集以及非智能中继的功能，其本身不提供载波网络通信的质量报告功能。传统的电能采集装置能够采集的电表数量比较少，尤其对于已逐步淘汰的机械式电表，一般只能采集4个电表的数据。在实际应用中，如果采用这样的电能采集装置，所需数量比较大，从而加大了购买安装成本，也增大了运行维护的成本。为了增加所采集电表的数量，必须增加传输距离、增强通信可靠性，鉴于此，市场上的某些电能采集装置制造商采取了增大载波的发射功率的措施，然而，这又导致载波通信设备本身成为电力线上新的干扰源，反而影响了其它用电设备的正常使用。在一段时间内，能够抄到电表数据的表计数占表计总数的比例，称为抄通率。目前的电力线载波采集装置的抄通率普遍较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种能够向其他通信设备报告通信质量、提高电力线载波通信的可靠性、抄通率较高的基于电力线载波通信的电能采集装置，其能够降低通信线路的购买安装及运行维护成本。

本实用新型提供的基于电力线载波通信的电能采集装置，包括控制器路由单元以及分别与所述控制器路由单元相连的电力线载波通信电路、红外通信电路、RS485通信电路、数据存储电路，其外围有与所述电力线载波通信电路相连的集中器和与所述RS485通信电路相连的电表，所述控制器路由单元采用STM32F101C8T6芯片，所述电力线载波通信电路采用MI200E芯片，所述控制器路由单元通过SPI接口与电力线载波通信电路相连、通过UART接口与红外通信电路相连、通过IIC接口与数据存储电路相连。

在上述技术方案中，所述电力线载波通信电路中MI200E芯片的SPI接口包括SCK、SDO、SDI端，所述控制器路由单元中STM32F101C8T6芯片的SPI1接口包括SPI1_SCK、SPI1_MISO、SPI1_MOSI端，MI200E芯片的SCK端与STM32F101C8T6芯片的SPI1_SCK端相连，MI200E芯片的SDO端与STM32F101C8T6芯片的SPI1_MISO端相连；MI200E芯片的SDI端与STM32F101C8T6芯片的SPI1_MOSI端相连。MI200E芯片的复位引脚RESET与STM32F101C8T6芯片的PA0端相连，MI200E的片选信号引脚CS与STM32F101C8T6芯片的PA4端相连。MI200E芯片的FRM端与STM32F101C8T6芯片的PB0端相连，MI200E芯片的RAI+端和RAI-端之间连接有并联的电容器和电感器。

在上述技术方案中，所述电力线载波通信电路中还包括变压器，所述MI200E芯片的PA端和PB端之间连接有变压器的次级线圈，所述变压器的次级线圈两侧分别连接有一组串联的电感器和电容器。

在上述技术方案中，所述红外通信电路的载波信号接收端与STM32F101C8T6芯片的TIM3_CH4端相连，STM32F101C8T6芯片的USART3_TX端与红外通信电路的红外信号接收端相连，STM32F101C8T6芯片的USART3_RX与红外通信电路的红外信号输出端相连。

在上述技术方案中，所述数据存储电路中包括CW24C256芯片，所述CW24C256芯片的写保护引脚WP与STM32F101C8T6芯片的I2C1_SMBAI端相连，CW24C256芯片的SCL端、SDA端分别与STM32F101C8T6芯片的I2C1_SCL端、I2C1_SDA端相连。

在上述技术方案中，所述电表设置有32个。

本实用新型的优点在于：本实用新型在传统电能采集装置的基础上，增加了利用高性能的控制器监测并报告临近采集装置通信质量的功能。当外围的集中器在某一特定时间查询到采集装置及临近采集装置的通信质量时，那么相应采集装置会把当前能够接收到的所有正确数据帧的临近采集装置的MAC地址列表通过电力线载波传送到集中器中，集中器从而得知某一采集装置当前电力线载波的通信质量，进而分组分类，自动组成抄表网络，以达到人工组网后的自动组网，提高电力线载波通信的成功率，从而提高抄通率。控制器通过RS485接口采集电表数据，并将采集到的数据保存。本实用新型通过RS485通信电路能够采集多达32块电表，因此所需电能采集装置的数量减少，进而降低通信线路的购买安装以及运行维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路图；

图3为本实用新型中电力线载波通信电路的电路图。