[实用新型]一种基于双CPU的电能量数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统配电网中电能量数据的采集装置，具体涉及一种基于双CPU的可实时通讯的配电网电能量数据采集装置。

背景技术

在节能减排的大环境下，电力系统需要有大量的智能终端进行电能量数据采集，尤其是拥有大量数据的配电网系统，作为节能管理、节能监控的重要基础。目前市场上电能量采集装置或抄表系统的种类繁多，不过这些产品在配电网的实际应用中大多存在以下缺点：1）主要针对主网设计，成本较高，在配网的应用不甚理想；2）大部分只采用一个CPU用于数据处理与实现人机交互、通讯等功能，速度较慢、无法完成对多点多项电能量的实时采集；3）通讯手段单一，所用技术手段较落后，不利于实现配电网电能量的网络化监测。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种针对配网开发的、价格低廉、高效率的基于双CPU的电能量数据采集装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种基于双CPU的电能量数据采集装置，包括电源模块、数据采集模块、通信模块、人机交互模块、用于处理分析所采集的数据的第一CPU模块和用于处理人机交互和通讯功能的第二CPU模块；

所述电源模块、数据采集模块分别与第一CPU模块连接；

所述通信模块、人机交互模块分别与第二CPU模块连接；

所述数据采集模块还与电源模块连接；

所述第一CPU模块与所述第二CPU模块通过SPI方式连接。

所述数据采集模块包括电流电压采集模块和频率采集模块，所述电流电压采集模块、所述频率采集模块分别与第一CPU模块连接，所述电流电压采集模块还与电源模块连接。

所述电流电压采集模块包括三相及中性线电压电流信号采集通道接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器、外部晶振电路，所述三相及中性线电压电流信号采集通道接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器依次连接，所述A/D转换器还分别与电源模块、第一CPU模块连接。

所述频率采集模块包括依次连接的频率采集通道入口、信号调理电路和频率跟踪器。

所述通讯模块包括RS232通讯单元与Zigbee通讯单元。

所述A/D转换器由两片MAX125AEAX芯片构成。

所述第二CPU模块还连接有测温模块。

所述第二CPU模块还连接有外部实时时钟模块，所述外部实时时钟模块连接有看门狗复位电路。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

(1)采用双CPU，通过第一CPU模块处理分析得出实时监测结果，第二CPU模块通过SPI接口读取该监测结果并控制人机交互模块和通讯模块的实时响应。这种工作方式提高了CPU的工作效率，在实现实时数据分析的同时不影响人机交互和上传监测数据的速度，并且方便于未来功能模块的扩展。

(2)数据采集模块采用4个电压、4个电流和1个频率信号接口，精简化设计的装置价格低廉、适用性强，尤其能在配网进行推广；

(3)采用RS232和Zigbee两种通讯方式，实现的Zigbee无线网络通信功能，无布线限制，可应用于各种配网环境，如办公楼宇、住宅、各类生产企业车间等，有助于推动配网数据网络化监测；

(4)数据采集模块采用了程控放大电路，所实现的程控放大功能增强了本实用新型的适用性。

附图说明

图1为本实用新型基于双CPU的电能量数据采集装置的组成示意图。

图2为本实用新型的数据采集模块的组成示意图。

图3为本实用新型基于双CPU的电能量数据采集装置的工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例是基于双CPU的电能量数据采集装置，包括电源模块、数据采集模块、通信模块、人机交互模块、用于处理分析所采集的数据的CPU模块1和用于处理人机交互和通讯功能的CPU模块2；所述电源模块、数据采集模块分别与CPU模块1连接；所述通信模块、人机交互模块分别与CPU模块2连接；所述数据采集模块还与电源模块连接；所述第二CPU模块还连接有外部实时时钟模块、测温模块，所述外部实时时钟模块连接有看门狗复位电路。所述人机交互模块设有液晶显示屏和键盘。