一种基于红外通信的电能数据采集网关装置

技术领域

本发明涉及电力物联网技术领域，尤其是涉及一种基于红外通信的电能数据采集网关装置。

背景技术

随着物联网时代的来临，电力领域也进入大数据时代，对于电能数据的自动采集，用电异常监测，用电分析与管理需求越来越大，现有的技术方案都是基于电能表的自有通讯接口，譬如RS485、GPRS等，实现电能数据的采集，由于电力行业的特殊性质，以上数据接口大部分都掌握在供电系统，不对终端用户开放。

为了实现对电能数据的采集，目前主要采取在原有电表的后级加装私有电表的方式实现。

这种方式存在以下缺点：1、加装电能表需要断电改造电路，对于工矿企业、医院、科研院所等机构存在一定难度；2、由于需要加装电表，成本急剧增加；3、与供电局的电能数据比较，存在一定的计量误差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于红外通信的电能数据采集网关装置，其能够在不改变现有电气连接，通过红外接口直接读取原有电能表的数据，保证数据的准确性，同时通过自有的RS485通信接口与上层网关通信，实现电能数据的发布。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于红外通信的电能数据采集网关装置，包括壳体，所述壳体内内置有控制器，所述控制器分别与用于实时显示与电能表数据的通信状态的状态指示模块、用于根据需要向电能表发送查询指令的红外数据发送模块、用于接收电能表的应答数据的红外数据接收模块、用于实现与上层网关通信的物理连接的通信模块、用于控制电源开关的电源开关模块和用于外部供电的电源接口模块相连接。

进一步地，所述的控制器采用基于ARM内核的STM系列芯片。

进一步地，所述的红外数据接收模块采用红外接收头，所述壳体上设有与所述红外接收头位置相对应的第一开孔。

进一步地，所述的红外数据发送模块采用红外发射二极管，所述壳体上设有与所述红外发射二极管位置相对应的第二开孔。

进一步地，所述的通信模块采用RS485通信模块，所述壳体上设有用于所述RS485通信模块外部物理连接的接口。

进一步地，所述的电源开关模块采用拨动开关，所述壳体上设有用于让操作者操作所述拨动开关的开口。

进一步地，所述的电源接口模块采用Micro-USB电源接口。

进一步地，所述的状态指示模块采用发光二极管。

进一步地，所述壳体上还设有用于安装的胶体背贴。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明的网关装置，包括壳体，壳体内内置有控制器，控制器分别与用于实时显示与电能表数据的通信状态的状态指示模块、用于根据需要向电能表发送查询指令的红外数据发送模块、用于接收电能表的应答数据的红外数据接收模块、用于实现与上层网关通信的物理连接的通信模块、用于控制电源开关的电源开关模块和用于外部供电的电源接口模块相连接，整体成本低廉。

(2)本发明由于通过红外数据发送模块和红外数据接收模块形成对电能表数据的接收和指令发送，因此不用改变现有电气连接，即时即可使用，且安装方便。

(3)本发明中分别支持DLT645和MODBUS协议，因此实现了DLT645协议到MODBUS的协议转换，极其适用于电力系统的应用环境。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的原理框图；

图3为本发明的正面整体结构图；

图4为本发明的背面整体结构图；

图中，1为壳体，2为第一开孔，3为第二开孔，4为接口，5为开口，6为Micro-USB电源接口，7为胶体背贴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示本发明一种基于红外通信的电能数据采集网关装置，包括壳体1，壳体1内内置有控制器，所述控制器分别与用于实时显示与电能表数据的通信状态的状态指示模块、用于根据需要向电能表发送查询指令的红外数据发送模块、用于接收电能表的应答数据的红外数据接收模块、用于实现与上层网关通信的物理连接的通信模块、用于控制电源开关的电源开关模块和用于外部供电的电源接口模块相连接。

其中控制器实现红外数据的组包与解析，控制与电能表的应答机制，实现DLT645协议的转换，实现与上层网关通信的MODBUS协议。

本实施例中，控制器采用基于ARM内核的STM34F103芯片。

如图2所示，电能数据采集网关运行步骤如下：

1、首先通过红外光口自适应波特率，与电能表通讯，获取电能表表号，通信过程支持DLT645-2007协议；

2、通过发送命令，获取当前时间、正向有功功率、正向无功功率、反向有功功率、方向无功功率等参数；

3、通过RS485通信模块，遵循MODBUS协议，实时将读取到的参数发布到上层网关，实现数据的传输。

如图3和图4，由两者相结合，可以知道，本发明在实际的硬件设计上，红外数据接收模块采用红外接收头，壳体1上设有与红外接收头位置相对应的第一开孔2，红外数据发送模块采用红外发射二极管，壳体1上设有与红外发射二极管位置相对应的第二开孔3，通信模块采用RS485通信模块，壳体1上设有用于RS485通信模块外部物理连接的接口4，电源开关模块采用拨动开关，壳体1上设有用于让操作者操作拨动开关的开口5，电源接口模块采用Micro-USB电源接口6，状态指示模块采用发光二极管，壳体1上还设有用于安装的胶体背贴7，如图4所示，使用3M背贴将电能数据采集网关快速安装在电表的红外光口附近。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。