專利名稱：一種智能集中抄表終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力抄表領(lǐng)域，尤其是一種智能集中抄表終端。
背景技術(shù)：
隨著電力市場和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，配電自動化系列終端在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普遍，人們對終端產(chǎn)品的要求也越來越高。終端產(chǎn)品功能多樣化，不僅要求具有對用電信息的自動采集、計量異常監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、用電分析管理和數(shù)據(jù)多通道上傳主站等功能，同時需要滿足高效、節(jié)能、低成本等要求。目前現(xiàn)有的終端產(chǎn)品大多是基于單片機(jī)平臺，需通過擴(kuò)展芯片外擴(kuò)USB和以太網(wǎng)功能，無疑增加了產(chǎn)品的成本，另外在采集模塊，很多廠商還是沿用以往的外加ADC的采集方案，數(shù)據(jù)處理部分全部由軟件來完成，使測量精度和產(chǎn)品可靠性都大打折扣，因而設(shè)計一種高性能、低功耗、高精度和低成本的智能集中抄表終端具有重大意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高性能、低功耗、高精度和低成本的智能集中抄表終端。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種智能集中抄表終端，包括微控制器CPU，微控制器CPU內(nèi)部集成USB OTG接口以及MAC控制器，微控制器CPU通過MAC 控制器接入以太網(wǎng)，微控制器CPU的信號輸入端與數(shù)據(jù)采集模塊和/或抄表模塊相連。由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型中微控制器CPU作為產(chǎn)品的開發(fā)平臺，是專門針對對價格和功耗較為敏感的工控領(lǐng)域而設(shè)計的，具有低價位、高性能和低功耗等特點(diǎn)。微控制器CPU最高主頻可達(dá)72MHz，不僅具有豐富的片上資源，其最突出的特點(diǎn)就是具有優(yōu)越的互聯(lián)特性，片上已集成了 USB OTG接口以及帶有DMA控制器的MAC控制器，外圍只需擴(kuò)展一物理層即可實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)的互聯(lián)。

圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
具體實(shí)施方式
一種智能集中抄表終端，包括微控制器CPU，微控制器CPU內(nèi)部集成USB OTG接口以及MAC控制器，微控制器CPU通過MAC控制器接入以太網(wǎng)，微控制器CPU的信號輸入端與數(shù)據(jù)采集模塊1和/或抄表模塊2相連，如圖1所示。如圖1所示，所述的微控制器CPU采用STM32F107芯片3，STM32F107芯片3內(nèi)部集成USB OTG接口和帶有DMA控制器的MAC控制器，MAC控制器的通過RMII接口外擴(kuò)一個 PHY控制器與以太網(wǎng)模塊相連，STM32F107芯片3通過以太網(wǎng)模塊與主站通訊，STM32F107 芯片3通過其SPI接口與數(shù)據(jù)采集模塊1相連，STM32F107芯片3通過其異步串口與抄表模塊2相連。本實(shí)用新型采用了基于Cortex M3內(nèi)核的互聯(lián)型32位嵌入式微控制器STM32F107 芯片3作為產(chǎn)品的開發(fā)平臺，該平臺是專門針對對價格和功耗較為敏感的工控領(lǐng)域而設(shè)計的，具有低價位、高性能和低功耗等特點(diǎn)。其最高主頻可達(dá)72MHz，不僅具有豐富的片上資源，其最突出的特點(diǎn)就是具有優(yōu)越的互聯(lián)特性，片上已集成了 USB OTG接口以及帶有DMA控制器的MAC控制器，外圍只需擴(kuò)展一物理層(PHY)芯片DP83848即可實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)的互聯(lián)。 所述STM32F107芯片3通過其異步串口與GPRS模塊或CDMA模塊相連，STM32F107芯片3通過GPRS模塊或CDMA模塊與主站通訊，能同時支持基于MC52I模塊的GPRS和基于EM200模塊的CDMA兩種無線通訊方式，并具有自動檢測模塊的功能。如圖1所示，所述的數(shù)據(jù)采集模塊1包括MAXQ3180芯片，MAXQ3180芯片的輸入輸出端通過SPI總線與STM32F107芯片3的SPI接口相連，MAXQ3180芯片的輸入端分別與用于采集三相交流電電壓的電壓互感器和用于采集三相交流電電流的電流互感器相連。所述的抄表模塊2包括電能表，STM32F107芯片3通過載波模塊或光耦隔離電路與電能表相連。 采用多樣化的抄表方案，支持載波抄表、紅外抄表和485抄表三種方案，能實(shí)時的抄測各測量點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)或無線公網(wǎng)上報給主站。高精度的電壓、電流互感器的輸出端與 MAXQ3180芯片相應(yīng)的采集通道相連接，通過MAXQ3180芯片內(nèi)置的8通道的ADC實(shí)現(xiàn)對信號的采集和處理，STM32F107芯片3通過SPI接口可以訪問MAXQ3180芯片內(nèi)部任一相關(guān)電氣參數(shù)的寄存器。如圖1所示，所述STM32F107芯片3的I/O接口分別與遙信遙控模塊4、IXD顯示屏6和看門狗電路5相連。所述STM32F107芯片3的I2C接口接EEPROM存儲器7，所述 STM32F107芯片3的SPI接口分別與FLASH存儲器8和SD卡9相連。所述STM32F107芯片 3的Smart Card接口與ESAM安全模塊相連，ESAM安全模塊含有操作系統(tǒng)和加解密邏輯單元的集成電路，可以實(shí)現(xiàn)安全存儲、數(shù)據(jù)加/解密、雙向身份認(rèn)證、存取權(quán)限控制和線路加密傳輸?shù)劝踩刂乒δ堋?br> 權(quán)利要求1.一種智能集中抄表終端，其特征在于包括微控制器CPU，微控制器CPU內(nèi)部集成USB OTG接口以及MAC控制器，微控制器CPU通過MAC控制器接入以太網(wǎng)，微控制器CPU的信號輸入端與數(shù)據(jù)采集模塊(1)和/或抄表模塊(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能集中抄表終端，其特征在于所述的微控制器CPU采用 STM32F107芯片(3)，STM32F107芯片(3)內(nèi)部集成USB OTG接口和帶有DMA控制器的MAC 控制器，MAC控制器的通過RMII接口外擴(kuò)一個PHY控制器與以太網(wǎng)模塊相連，STM32F107芯片(3)通過以太網(wǎng)模塊與主站通訊，STM32F107芯片(3)通過其SPI接口與數(shù)據(jù)采集模塊 (1)相連，STM32F107芯片(3)通過其異步串口與抄表模塊(2)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能集中抄表終端，其特征在于所述STM32F107芯片(3)通過其異步串口與GPRS模塊或CDMA模塊相連，STM32F107芯片(3)通過GPRS模塊或CDMA模塊與主站通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能集中抄表終端，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集模塊(1)包括MAXQ3180芯片，MAXQ3180芯片的輸入輸出端通過SPI總線與STM32F107芯片(3)的SPI 接口相連，MAXQ3180芯片的輸入端分別與用于采集三相交流電電壓的電壓互感器和用于采集三相交流電電流的電流互感器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能集中抄表終端，其特征在于所述的抄表模塊(2)包括電能表，STM32F107芯片(3)通過載波模塊或光耦隔離電路與電能表相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能集中抄表終端，其特征在于所述STM32F107芯片(3)的 I/O接口分別與遙信遙控模塊(4)、IXD顯示屏(6)和看門狗電路(5)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能集中抄表終端，其特征在于所述STM32F107芯片(3)的 I2C接口接EEPROM存儲器(7)，所述STM32F107芯片(3)的SPI接口分別與FLASH存儲器 (8)和SD卡(9)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能集中抄表終端，其特征在于所述STM32F107芯片(3)的 Smart Card接口與ESAM安全模塊相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能集中抄表終端，包括微控制器CPU，微控制器CPU內(nèi)部集成USBOTG接口以及MAC控制器，微控制器CPU通過MAC控制器接入以太網(wǎng)，微控制器CPU的信號輸入端與數(shù)據(jù)采集模塊和/或抄表模塊相連。本實(shí)用新型中微控制器CPU作為產(chǎn)品的開發(fā)平臺，是專門針對價格和功耗較為敏感的工控領(lǐng)域而設(shè)計的，具有低價位、高性能和低功耗等特點(diǎn)。微控制器CPU的最高主頻可達(dá)72MHz，不僅具有豐富的片上資源，其最突出的特點(diǎn)就是具有優(yōu)越的互聯(lián)特性，片上已集成了USBOTG接口以及帶有DMA控制器的MAC控制器，外圍只需擴(kuò)展一物理層即可實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)的互聯(lián)。
文檔編號G08C19/00GK202120438SQ201120180168
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者曹軍, 李林, 蘇艷菊 申請人:安徽科大智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司