[发明专利]一种支持698通讯协议的电能表

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能表，更具体说是一种支持698通讯协议的电能表。

背景技术

现在市场上的大多数电能表都是满足645通讯协议，这种协议的电能表只能和指定通讯协议的电能表采集终端通讯。无论是面对日益发展的智能集抄系统，或者是强大的物联网系统都很难融合，极大的限制了电能表技术的发展和应用。

另外，关于电能表事件上报功能，645通讯协议没有明确的上报流程，造成不同厂家的电能表很难混合使用，后台软件也不能统一采集和处理事件上报数据。由于很多的报警事件不能得到及时有效处理，增加了用户和电业局之间的矛盾和纠纷，也给用户电能表的使用带来了极大的风险，同时给双方都造成了不同程度的困扰。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种支持698通讯协议的单相电能表，这种通讯协议是一种面向对象具有互操作性的数据传输协议。它适用于主站、采集终端、电能表之间采用点对点、多点共线及一点对多点通信方式的通信数据交换。本发明可以将不同生产商的电能表，甚至是其他计量设备纳入到一个智能采集系统，实现电能表的多样性和提高采集系统的适应性。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明MCU通过I2C总线控制显示电路，显示电路负责显示电能表的显示人机交互界面；计量电路与MCU通过SPI总线连接，负责电能计量相关功能；电源电路为电能表提供+12V和+5V直流电源；存储电路与MCU的I²C总线连接，负责存储电能表的相关参数和运行数据；按键电路与MCU通过IO端口连接，负责电能表的信息输入；安全认证电路与MCU通过ISO7816接口连接，负责电能表的安全认证操作。

后台与电能表在开始通信前，首先要完成预连接。预连接建立后，默认具有一个最低权限的应用连接，后台和电能表之间可以直接进行数据交换。当后台需要得到较高权限的电能表服务时，后台必须发起建立较高权限的应用连接。

后台和电能表应用层的主要组件是应用层服务对象，它包括预连接、应用连接和数据交换三个必备组件。

当信道完成物理连接，建立透明通道后，需要在此通道上建立预连接并进行管理。

而为了访问电能表接口类对象，首先要建立一个应用连接，并创建一个可以互相通信的语境。它包括：应用语境的信息、使用身份验证机制的信息，以及其他需要的信息。电能表可以给应用连接授予不同的访问权限。

后台与电能表之间的数据交换即数据交换服务是通过逻辑名引用来访问接口对象的属性或方法。应用层提供的主要数据交换服务有读取服务，设置服务，操作服务和上报服务。

电能表上报服务是通过“注册-通知-撤销注册”的机制给后台提供一种系统级服务。后台可以通过读取服务查询出电能表支持的上报的事件，并根据系统需求通过设置服务以自定义形式注册部分或全部上报服务。注册成功后，电能表在检测到有需要上报事件发生时，通过上报服务及时通知后台。

本发明首先利用面向对象建模方法对电能表内数据进行封装，以对象作为操作的基本要素。用对象标识作为对象唯一名称进行编码，以逻辑名作为对象的第一个属性。把具有共享公共特征的对象归纳为接口类，以接口类方式实现继承关系。一个对象只能属于一个接口类，对象具有所属接口类的全部属性和方法。

本发明采用的698协议用于实现电能表与后台系统的信息交换。电能表和后台的应用使用最高层协议的服务，应用协议数据单元（APDU）通过数据链路层协议传输帧的链路用户数据域传输。本发明系统控制处理模块统一处理系统时间、各种事件、状态字输出和事件调度；698协议处理模块主要负责来自RS485通道、红外通道和PLC通道的协议处理。通过底层物理通道接收和发送协议数据，通过数据链路层函数判断接收到的数据帧格式是否正确，对要发送的数据进行帧格式封装。通过应用层对接收到的服务进行处理。

本发明采用698协议中上报服务来实现用户电能表上报功能。用户在开启跟随上报功能后，通过设置开启事件上报标识来确定具体需要上报事件。当有事件发生时，通过电能表和后台的通信，在通讯协议的应用层协议的跟随上报信息域中提示上报事件，后台可以根据上报事件内容的重要程度有选择的通过上报服务来获取详细事件上报内容。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）本发明采用面向对象的模块化设计结构，把所有电能表信息按对象的具体属性和特征分类，这个设计可以方便扩展现有代码，提高编码效率，降低出错概率。