的外圍電路，實現(xiàn)其SPI功能用于存儲芯片控制；實現(xiàn)I2C功能用于時鐘芯的控制與讀?。粚崿F(xiàn)UART功能(支持與外設(shè)或其他CPU進行異步全雙工串行通信)完成485抄表、紅外通信、載波通信；實現(xiàn)以太網(wǎng)功能用于上行通信網(wǎng)絡(luò)連接；實現(xiàn)GP1功能用于顯示控制等；實現(xiàn)USB功能用于終端USB升級；實現(xiàn)JATG功能用于程序下載與調(diào)試。
[0023](2)顯示模塊直接采用LED狀態(tài)指示；
[0024](3)圖4(a)為存儲模塊電路圖。存儲模塊主要存儲終端的一些重要的參數(shù)，如遠程通信參數(shù)、內(nèi)部通信參數(shù)，終端運行參數(shù)等。存儲芯片的SPI接口分別連接到處理器對應(yīng)的SPI接口，實現(xiàn)整個系統(tǒng)程序運行，以及參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)的分類儲存；
[0025](4)圖4 (b)為RTC時鐘模塊電路圖。時鐘模塊的芯片通過標準的I2C接口連接到處理器與主控板進行通信，主要負責主控板時鐘，用于記錄發(fā)起命令時間，操作時間等重要時間參數(shù)，為終端提供精準的時鐘，保證企業(yè)標準Q/GDW1373-2013所要求的對時方案；
[0026](5)圖4 (c)為RS485抄表模塊的光隔離電路，圖4(d)為MAX485芯片接口電路圖。抄表模塊設(shè)計了 2路獨立的RS485接口實現(xiàn)RS485接口的抄表任務(wù)和維護數(shù)據(jù)通信，抄表RS485接口可掛接最多128塊電表進行數(shù)據(jù)采集。
[0027](6)圖4(e)為以太網(wǎng)接口芯片DM9161的管腳圖，圖4(f)為以太網(wǎng)接口芯片DM9161的接口電路圖。網(wǎng)絡(luò)通信模塊實現(xiàn)與采集系統(tǒng)主站之間的上行通信，支持以太網(wǎng)、紅外、GPRS等多種通信方式，尤其以太網(wǎng)部分通過植入IPv4/IPv6雙協(xié)議棧，支持基于IPv6技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信。
[0028]處理器帶有網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口，利用媒體訪問控制器(MAC)，連接通用外部以太網(wǎng)物理收發(fā)器(PHY)。MII接口是IEEE — 802.3定義的介質(zhì)獨立接口。它包括一個數(shù)據(jù)接口，以及一個MAC和PHY之間的管理接口。數(shù)據(jù)接口包括分別用于發(fā)送器和接收器的兩條獨立信道，每條信道都有自己的數(shù)據(jù)、時鐘和控制信號。處理器與以太網(wǎng)物理收發(fā)器通過RMII (RMII為MII簡化接口)接口連接，從而控制物理層收發(fā)器實現(xiàn)以太幀的收發(fā)功能。
[0029](7)圖4 (g)為主控芯片電源連接接口圖，圖4 (h)為電源模塊電路圖。電源模塊采用低頻工頻變壓器及整流橋堆進行電源電路設(shè)計，為主控板、模塊等提供電源，并為RS485通信電路提供隔離的電源，可適應(yīng)AC85V?400V超寬市電電壓的供電范圍，杜絕使用現(xiàn)場各類電壓異常和電壓波動帶來的設(shè)備故障。
【主權(quán)項】
1.基于以太網(wǎng)IPV 6通信協(xié)議的寬電壓供電集中器，其特征在于，其硬件結(jié)構(gòu)包括主控模塊、顯示模塊、存儲模塊、時鐘模塊、交采模塊、RS485抄表模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、寬電壓AC/DC模塊和超級電容儲能模塊；其中，主控模塊是整個終端的核心，主控模塊采用Kinetis CortexTM M4內(nèi)核處理器MK64FN1M0VLQ12 ;通過飛思卡爾開發(fā)的實時多任務(wù)MQX操作系統(tǒng)，配備相應(yīng)的外圍電路，實現(xiàn)其串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface簡稱SPI)功能用于存儲芯片控制；實現(xiàn)I2C總線功能用于時鐘芯片的控制與讀取；實現(xiàn)通用異步收發(fā)傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 簡稱 UART)功能，支持與外設(shè)或其他CPU進行異步全雙工串行通信，從而完成通過RS485通信協(xié)議進行抄表、紅外通信、載波通信；實現(xiàn)以太網(wǎng)功能用于上行通信網(wǎng)絡(luò)連接；實現(xiàn)GP1功能用于顯示控制等；實現(xiàn)USB功能用于終端USB升級；實現(xiàn)通過JTAG 口進行程序下載與調(diào)試。2.權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)IPv6通信協(xié)議的寬電壓供電集中器，其特征在于，所述的存儲模塊主要用于存儲終端的一些重要參數(shù)，包括遠程通信參數(shù)、內(nèi)部通信參數(shù)，終端運行參數(shù)；存儲芯片采用MX25L256，存儲芯片的SPI接口分別連接到處理器對應(yīng)的SPI接口，實現(xiàn)整個系統(tǒng)程序運行，以及參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)的分類儲存。3.權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)IPv6通信協(xié)議的寬電壓供電集中器，其特征在于，所述的時鐘模塊主要負責主控板時鐘，用于記錄發(fā)起命令時間，操作時間等重要時間參數(shù)，為終端提供精準的時鐘，保證企業(yè)標準(Q/GDW1373-2013)所要求的對時方案；時鐘模塊采用RX8025芯片，通過標準的I2C接口連接到處理器與主控板進行通信，RX8025芯片的SCL及SDA腳分別連接到處理器MK64FN1M0VLQ12的I2C1_SCL及I2C1_SDA腳，再通過軟件對處理器初始化后對RX8025芯片進行操作。4.權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)IPv6通信協(xié)議的寬電壓供電集中器，其特征在于，所述的抄表模塊設(shè)計了 2路獨立的RS485接口實現(xiàn)抄表任務(wù)和維護數(shù)據(jù)通信，抄表用的RS485接口可掛接最多128塊電表進行數(shù)據(jù)采集；本終端選擇MAX485芯片作為RS485電路的主芯片，處理器MK64FN1M0VLQ12的UARTO，UARTl，UART2，UART3分別連接到MAX485芯片的收發(fā)引腳。5.權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)IPv6通信協(xié)議的寬電壓供電集中器，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)通信模塊用于實現(xiàn)與采集系統(tǒng)主站之間的上行通信，支持以太網(wǎng)、紅外、GPRS等多種通信方式，尤其通過在MQX嵌入式實時操作系統(tǒng)系統(tǒng)植入IPv4/IPv6雙協(xié)議棧后，所述終端的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口能從物理上支持IPv4和IPv6雙協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信。6.權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)IPv6通信協(xié)議的寬電壓供電集中器，其特征在于，所述的處理器帶有網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口，利用媒體訪問控制器的媒體介入控制層(Media AccessControl簡稱MAC)，連接通用外部以太網(wǎng)物理收發(fā)器的物理層(Physical Layer簡稱PHY);處理器與以太網(wǎng)物理收發(fā)器通過簡化媒體獨立接口(Reduced Media IndependentInterface簡稱RMII)連接，從而控制物理層收發(fā)器實現(xiàn)以太幀的收發(fā)功能。所述終端選用DM9161作為PHY芯片，DM9161提供一個獨立的媒體獨立接口，處理器MK64FN1M0VLQ12網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口 ETXl、ETXO、ETXEN、ERXl、ERXO、ERXDV、EINT等需連接到PHY的對應(yīng)引腳，其中DM9161接口電路中NET總線為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)總線，連接至CPU端數(shù)據(jù)收發(fā)上引腳上，引腳3-RX+、4-RX-、7-TX+、8-TX+ 是外界接口。7.權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)IPv6通信協(xié)議的寬電壓供電集中器，其特征在于，所述的電源模塊采用低頻工頻變壓器及整流橋堆進行電源電路設(shè)計，為主控板、模塊等提供電源，并為RS485電路提供隔離的電源，可適應(yīng)AC85V?400V超寬市電電壓的供電范圍，杜絕使用現(xiàn)場各類電壓異常和電壓波動帶來的設(shè)備故障。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于以太網(wǎng)IPv6通信協(xié)議的寬電壓供電集中器。所述集中器包括主控模塊、顯示模塊、存儲模塊、時鐘模塊、交采模塊、RS485抄表模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、寬電壓AC/DC模塊和超級電容儲能模塊等，其特征在于，所述主控模塊中包含的處理器芯片，各功能模塊所含芯片組，以及主控模塊與各功能模塊之間的連接，所述集中器的外圍接口為通信接口和與智能電表連接的接口。通過本實用新型，集中器可以完全自識別自適應(yīng)采用IPv4/IPv6協(xié)議的以太網(wǎng)，能解決傳統(tǒng)IPv4網(wǎng)絡(luò)IP資源分配不夠、集中器供電異常和維護不便等問題。
【IPC分類】H04L12/10
【公開號】CN204721367
【申請?zhí)枴緾N201520181889
【發(fā)明人】徐琰, 劉昕
【申請人】國網(wǎng)湖北省電力公司, 湖北華中電力科技開發(fā)有限責任公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年3月27日