電力現場監測管理終端的製作方法
2023-11-06 04:53:22 1
專利名稱：電力現場監測管理終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及計算機應用技術和網絡技術領域，尤其是一種電力現場監測管理終端。
背景技術：
現有的電力行業各類現場終端，功能比較單一，通信方式落後，往往對同一個測量點有多種不同的監測，比如計量、線損、遙測量以及控制等。由於計算機技術的快速發展，面對越來越多和更加複雜的需求，這種單一的多投入已經不能滿足新的要求和環境了，必須對監測設備進行合併達到資源共享。
目前常用的2.5G模塊包括CDMA/GPRS，接口為全雙工串口，最大通信率達到115Kbps，但實際上2.5G的無線網絡無法滿足這麼高的數據率，因此一般也就達到19.2Kbps。隨著3G網絡的投入運營，通信速率將大大加快，同時3G提供在線式服務，保證通信的暢通和實時性，因此對於實時監測採用3G是完全可行的，目前支持的3G方式包括TD-SCDMA和WCDMA。這就需要在終端中的通信模塊接口具有根據模塊信息自動切換為不同通信方式的功能。另外，採用公共網絡傳輸時，為保證數據安全性要求和經濟性要求，需要對通信規約進行壓縮和加密，這些都是電力現場終端面臨的新課題。
實用新型內容(一)要解決的技術問題本實用新型的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種具有計量和通信功能的通用平臺，能自動切換通信方式，且通信安全性強的電力現場監測管理終端。
(二)技術方案為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種電力現場監測管理終端，包括主處理器模塊和與其分別相連的LCD顯示器、大容量電子硬碟、定製鍵盤和通信接口，並通過通信接口與網絡相連，還包括與所述主處理器模塊分別相連的電源模塊，設有用於自動切換電源的三相三線和三相四線的單相切換電路，所述單相切換電路接於三相三線或三相四線電源與電源模塊之間；通信接口電路，用於自動切換3G通信模塊接口和2.5G通信模塊接口的網絡通信模式，所述通信接口電路經所述通信接口與網絡相連接；計量模塊，用於至少包括電流、電壓、相角及功率、功率因素的電量計算、控制和數據管理，所述計量模塊設有若干用於計量採集數據的計量輸出接口。
本實用新型的電力現場監測管理終端，其中所述計量模塊設有脈衝校驗埠和DLT645通信埠。
本實用新型的電力現場監測管理終端，其中所述3G通信模塊接口至少包括TD-SCDMA和/或WCDMA網絡通信模式，所述2.5G通信模塊接口至少包括CDMA和/或GPRS網絡通信模式。
本實用新型的電力現場監測管理終端，其中所述通信接口採用全雙工串口或高速SPI接口，並串接有電源管理和模塊識別電路。
本實用新型的電力現場監測管理終端，其中經所述主處理器模塊處理的通信數據為加密壓縮數據。
(三)有益效果本實用新型電力現場監測管理終端的優點和積極效果是本實用新型參照已有的產品和結構進行改進，分析現場終端的共同特性和需求共性，針對電力系統各種不同的應用提供了通用的硬體，可滿足各類不同的需求。本新型電力現場監測管理終端提供的計量模塊可節約電錶投資，模塊化的通信方式，特別是直接提供對3G接口的支持，成為一個比較通用和完整的平臺。另外，同時加強數據的管理和安全性，提供了對監測中的重要數據實現加密和壓縮，通信的安全性更強，具有很強的經濟效益和社會價值。
圖1是本實用新型電力現場監測管理終端的方框圖；
圖2是本實用新型中計量模塊的連接示意圖；圖3是本實用新型中通信接口電路的連接示意圖；圖4是本實用新型中電源模塊的電路原理圖；圖5是本實用新型中通信模式自動識別方式的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，進一步詳細說明本實用新型本實用新型電力現場監測管理終端的具體實施方式
，但不用來限制本實用新型的保護範圍。
本實用新型電力現場監測管理終端，參見圖1，包括三大部分主處理器模塊及相關外圍模塊電源模塊通信接口模塊主處理器模塊為高檔嵌入式CPU或DSP，以提供足夠高的計算能力。與主處理器模塊分別相連的有LCD顯示器、大容量電子硬碟、定製鍵盤和通信接口，主處理器模塊通過通信接口與網絡相連。
電源模塊，用於自動切換電源的三相三線和三相四線的單相切換電路。電源模塊可滿足外部電源接入是三相三線或三相四線供電。由於系統功耗極小，不會超過5W，因此從三相電上取電不會影響對應的測量精度。電源在處理三相輸入時，通過內部的切換和轉換，能保證在只有一相有電的情況下供電正常以保證運行。在本實用新型電力現場監測管理終端的實施例中，參見圖4，接口電路通過三個同等規模的變壓器輸出後均進行整流濾波，由於變壓器的軟電壓特性，因此在多相有電時，三個之間會根據負載電流大小自動平衡成相同的電壓，而且不會反方向流出電流。
通信接口電路與通信接口相連，用於自動切換3G通信模塊接口和2.5G通信模塊接口的網絡通信模式。參見圖1，在提供傳統的通信方式外，現場終端還提供採用3G的通信接口，通過接口復用，根據情況可兼容2.5G的各類通信模塊，實現通信模塊化和不同通信的自動切換。
目前，常用的2.5G模塊包括CDMA/GPRS，接口為全雙工串口，最大通信率達到115Kbps，但實際上2.5G的無線網絡無法滿足這麼高的數據率，因此一般也就達到19.2Kbps。3G網絡的通信速率大大加快，同時3G提供在線式服務，可保證通信的暢通和實時性，因此實時監測採用3G是完全可行的，目前支持的3G方式包括TD-SCDMA和WCDMA。
在終端中，採用3G通信模塊接口，同時兼容2.5G的模塊，接口都是全雙工串口或者高速SPI口，通過模塊的外圍電路實現電源管理和模塊識別，使得系統能夠根據模塊信息自動切換為不同的通信方式。
參見圖3，其中電源管理負責接口的電平轉換、模塊供電以及電源復位等。模塊標識通過跳線設置，對不同的通信模塊設計不同的接口電路，這樣系統就能自動識別。在本實用新型電力現場監測管理終端的實施例中，參見圖5，通過幾個口線的解碼，即四個信號點分別接地(低電平)或者電源(高電平)，來判別該模塊是什麼類型的通信方式，程序即能自動調整。這些接點方式在針對不同模塊設計硬體接線時統一確定。當在線更換模塊時，主處理模塊也能探測到硬體的變化，進行通信模式的自動切換。
參見圖2，計量模塊，用於電流、電壓、相角及功率、功率因素的電量計算、控制和數據管理。在該計量模塊中，通過信號採樣後計算電流、電壓、相角及功率、功率因素等數據項，將這些數據項直接提供給主處理器模塊，進行對應的邏輯判斷和控制。在該計量模塊中，進行電能量計算，計算電度量，並基於DLT645協議中的要求進行數據管理，提供包括瞬時量、數據曲線等各類管理輸出。該模塊還獨立支持脈衝校驗口和DLT645通信接口。
本實用新型電力現場監測管理終端的實施例中，對數據進行加密和壓縮，來確保數據傳送的效率和安全。由於在監測中，部分重要的數據，包括參數、控制命令等需要特別的保護，防止通信通道被盜用、誤用產生嚴重的運行事故。因此，對通信規約進行壓縮和加密，經壓縮和加密後的通信協議結構如下
其中，報頭包括如下信息報頭標誌；加密壓縮算法標識；數據長度低字節；數據長度高字節；對加密壓縮算法標識提供如下信息內容加密標誌；完整性驗證標誌；壓縮標誌；報尾標誌包括結束符號和校驗信息。
對於加密和壓縮的算法，通過終端和主站的協同處理，統一算法和密鑰即可實現。目前常用的算法包括DES、RSA等加密算法。
以上為本實用新型的最佳實施方式，依據本實用新型公開的內容，本領域的普通技術人員能夠顯而易見地想到的一些雷同、替代方案，均應落入本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種電力現場監測管理終端，包括主處理器模塊和與其分別相連的LCD顯示器、大容量電子硬碟、定製鍵盤和通信接口，其特徵在於，還包括與所述主處理器模塊分別相連的電源模塊，設有用於自動切換電源的三相三線和三相四線的單相切換電路，單相切換電路接於三相三線或三相四線電源與電源模塊之間；通信接口電路，用於自動切換3G通信模塊接口和2.5G通信模塊接口的網絡通信模式，所述通信接口電路經所述通信接口與網絡相連接；計量模塊，用於至少包括電流、電壓、相角及功率、功率因素的電量計算、控制和數據管理，所述計量模塊設有若干用於計量採集數據的計量輸出接口。
2.根據權利要求1所述的電力現場監測管理終端，其特徵在於，其中所述計量模塊設有脈衝校驗埠和DLT645通信埠。
3.根據權利要求1或2所述的電力現場監測管理終端，其特徵在於其中所述3G通信模塊接口至少包括TD-SCDMA和/或WCDMA網絡通信模式，所述2.5G通信模塊接口至少包括CDMA和/或GPRS網絡通信模式。
4.根據權利要求3所述的電力現場監測管理終端，其特徵在於，其中所述通信接口採用全雙工串口或高速SPI接口，並串接有電源管理和模塊識別電路。
5.根據權利要求4所述的電力現場監測管理終端，其特徵在於，其中經所述主處理器模塊處理的通信數據為加密壓縮數據。
專利摘要本實用新型涉及一種電力現場監測管理終端，包括主處理器模塊和LCD顯示器、大容量電子硬碟、定製鍵盤和通信接口，還包括與主處理器模塊分別相連的電源模塊、通信接口電路和計量模塊。電源模塊設有接於三相三線或三相四線電源與電源模塊之間的單相切換電路，通信接口電路經所述通信接口與網絡相連接，計量模塊設有若干用於計量採集數據的計量輸出接口。本實用新型的優點和積極效果是針對電力系統各種不同的應用提供了通用的硬體，可節約電錶投資，並具有直接提供對3G接口的模塊化的通信方式，加強了數據的管理和安全性，提供了加密和壓縮技術，具有很大的經濟效益。
文檔編號H04L29/06GK2899244SQ20062002296
公開日2007年5月9日 申請日期2006年5月11日 優先權日2006年5月11日
發明者丁文杰, 吳明玉 申請人:廣東中玉科技有限公司