可远程读数的脉冲计数器.doc

可远程读数的脉冲计数器申请号/专利号： 200610015262一种可远程读数的脉冲计数器，气表、水表或热量表的计数机构，设有一轴，与计数机构嵌接，并且在其另一端具有舌黄磁铁，为该舌簧磁铁配置舌簧触点，轴与气表、水表或热量表的计数机构嵌接，另一端与控制码机构嵌接，控制码机构具有滚轮，具有传动比，控制码机构的滚轮可以具有数字、字母或其他的符号，轴是可伸缩的，从而可以进入与计数机构的不同的滚轮相嵌接，测量与计数机构之间的传动装置为磁性传动装置，并且轴与计数机构或控制码机构之间的离合器为磁性离合器。本发明具有以下优点：远程控制，成本低，误差小，方便实用。申请人/专利权人：天津市津南区凯达电子有限公司申请人地址：天津市津南区咸水沽育德里8-2-401发明设计人：崔连凯专利类型：发明专利分类号：G01D7/00;G01F15/07二、用于远程数据采集和电表控制的系统 申请专利号CN02827200.5 专利申请日2002.12.20 名称用于远程数据采集和电表控制的系统 公开（公告）号CN1615442申请（专利权）埃内尔迪斯特里布齐恩公司 地址意大利罗马发明（设计）人瑟吉奥罗盖 国际申请PCT/EP2002/014687 2002.12.20一种用于远程采集数据和用于远程控制电表的系统，包括与多个集中器双向通信的中央服务器AMM。将一组电表连接到每个集中器上，以便每个电表及其相关集中器间的双向通信是可能的。在中央服务器、集中器和电表间分配系统的智能。为此，每个电表包括至少第一处理器、第一数据存储器和第一程序存储器，用于与相关集中器双向通信。第一数据存储器用来至少暂时存储和/或传输已经经过第一处理的第一处理的数据。每个集中器包括第二处理器、第二程序存储器和第二数据存储器以及用于与中央服务器双向通信的装置。第二数据存储器用来暂时存储和/或传输由第二处理器处理过的数据。 主权项1.一种用于远程采集数据以及用于远程控制遍布在广阔地域上的用户目标的类型的系统，该系统包括：多个电表，其配备有测量电能消耗的装置并与每个用户相关；中间站或集中器，将一组电表通过用于双向传输数据的第一装置连接到该中间站或集中器中的每一个，所述集中器通过用于双向传输数据的第二装置均依次连接到中央控制和监视单元，其特征在于， -在所述中央单元、集中器和电表间分配系统智能； -一组有限数目的电表连接到每个集中器的下游，每个电表除包含测量电能消耗的所述装置外，还包括：将所测量的值转换成打算处理的测量数据的装置；处理所述测量数据的至少第一处理器；至少第一数据存储器和第一程序存储器，以及用于向相关集中器双向传输的第一装置；所述第一处理器的输出连接到所述第一数据存储器和/或所述第一双向传输装置，以便至少暂时存储和/或分别传送已经经过第一处理的数据； -多个集中器连接到中央单元的下游，每个集中器包含：至少第二程序存储器，用于进一步处理由电表处理过的所述数据的至少第二微处理器，存储由所述电表和/或由所述第二微处理器输出的数据的至少第二数据存储器，以及用于向中央服务器双向传输的第二装置，所述第二处理器的输出连接到所述第二数据存储器和/或所述双向传输装置，以便至少暂时存储和/或分别传送所述进一步处理过的数据。 三、 脉冲电表远程抄表现地采集模块研究时间：2010-04-17 23:11:53 来源：中电网 作者：王丽娟 张若锋 郑贵林1、引言脉冲电表是目前电力系统用户侧较为常见的一种电子电量表计。对于远程电子抄表系统，要实现对脉冲表输出脉冲的可靠、精确计量。本文研究探讨了对于脉冲表可靠脉冲捕捉、脉冲计量，特别研究了脉冲电表信号输出线路的断线报警、掉电数据存储等关键问题，并对区域脉冲表群抄表需要的现场总线进行了研究，提出用CAN 总线为数据通信的脉冲电表群的模块化解决方案。2、脉冲采集模块设计CH1 脉冲采集的主要任务是对CH2 CH3 脉冲电表输出脉冲的实时、准确计数，CH4 是所有电量统计的基础。脉冲采集模块CH5 的好坏直接影响整个系统的可靠性和CH6 准确性，因此在整个抄表系统中占据着CH7重要的地位。2.1脉冲采集板的结构采集板的具体结构如图1所示。主要以单片机 P87C591为核心，设计对8路电表进行数据采集，并可以将数据存入SEEROM中，另外带有掉电保护及通信接口等模块。采集模块配有电源断电监视、数据保护功能，当监测到掉电情况时，及时在掉电前进行数据备份，防止突发断电导致数据丢失。2.2脉冲采集模块的硬件设计根据系统的设计要求，每个采集模块完成8个电表的采集任务，需要占用单片机的 8个I/O接口。单个经过光电隔离的脉冲数据采集电路如图2所示。图中D0为VCC 保护二极管，R0为限流电阻，来保护光耦中的发光二极管。C10和R10组成RC低通滤波器，D10为钳位二极管，处理尖峰类的干扰信号。R4和R5为分压电阻。R3为上拉电阻，起限流作用。电表输出的脉冲信号采用的是5V直流电。经滤波后，进入光耦，然后电阻分压到4V的电平信号进入单片机。通过单片机P87C591的P2口来对脉冲信号进行采集，在图2中还可以看到由于是上接上拉电阻，所以使得光耦输出脉冲波形与电表输出脉冲波形刚好反向。2.3脉冲采集模块的软件设计脉冲采集的软件设计主要处理脉冲的准确采样，对当前时段的数据做累计处理。并且软件设计中包括了重复检测及防抖动的抗干扰设计。软件流程图如图3。2.4脉冲采集抗干扰措施脉冲采集电路的抗干扰能力决定着系统的精度和所采集数据的可靠性，需要从多方面 提高系统的抗干扰能力。2.4.1硬件抗干扰措施从图2中可以看到，硬件设计中主要采取了光电隔离技术、低通滤波技术。光电耦合器的输入阻抗小，只有电流信号才能驱动发光管，因此，可以隔离来自市电系统的感应电压及其过电压。图2中 RC低通滤波器，滤掉高频信号的干扰。因为电容的电压非突变性，结合稳压二极管，可以将电压钳于一个比较稳定的值，可以抑制尖峰类的干扰，可以吸收对来自空间电磁辐射对系统输入的干扰，也确保进入单片机的信号脉冲有完好的波形。2.4.2软件抗干扰措施对输入的脉冲进行捕捉、采集是抄表系统重要计量环节，模块除了在硬件上采取了相应的隔离和滤波措施，在软件设计上也采取了重复检测和防抖动的措施，提高脉冲捕捉的准确、可靠。数据采集在中断程序中进行，设定定时中断周期为 2ms，在中断服务程序中判别 8路电表电平的状态。对于每一路输入信号，在收到高电平后，如连续采样 10次均为低电平，则认为是一个有效的低电平，这时记录该路信号的累加器加1。如在中间出现一个干扰信号，不予计数，用这种方法可以有效干扰的抑制抖动类的干扰。如图 4所示。3、CAN总线通讯模块电表作为千家万户的分布群系统，实现多个模块的级联，对于远程脉冲电表抄表系统十分必要。采集模块选择合适的总线，能够在一栋楼的范围内将所有脉冲电表的数据均可在最近处与采集模块接口，对于应用和提高系统的实用性，可靠性和便于维护都十分重要。CAN(controller area network) 即控制器局域网，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。 CAN 协议废除了传统的站地址编码，而代之以对数据通信块编码,因此可以以多主方式工作，网络上任意节点均可主动向其它节点发送信息；网络节点可按系统实时性的要求分成不同的优先级，一旦发生总线冲突，可减少总线仲裁时间，实现非破坏性优先权仲裁；CAN采用短帧结构，每一帧为 8个字节，并采用了位填充、数据块编码、 CRC 检验等功能，数据出错率较低。在自动抄表系统中，采用 CAN 总线可以确保高可靠性，远通信距（ 5Km）和高的性价比的特点。 CAN总线采用短帧结构，每一帧为8个字节，第一个字节表示主模板号，第二字节表示该总板下的具体脉冲采集模块号，第三个字节表示该模块号下的通道号，后面四个字表示该通道电表的脉冲数值。4、掉电保护掉电保护分为电源监视模块和数据存储模块。为了实现对掉电的过程控制，系统必须有监视电源变化的能力。在本系统中采用芯片MAX690A，做电源低电压检测。具体如图 5所示。MAX690A内部有一个独立的掉电比较器。当 PFI低于 1.25V时， R1 /PFO输出低电平，通过外部中断 INT0产生电源掉电中断。合理选择 R1和 R2的值，使得5V电压跌落到某个电压值（一般大于4.5V），PFI输入电压低于1.25V，则/PFO输出低电平，产生中断。在系统中，当电源电压Vcc4.65V时，/PFO输出低电平，引起掉电中断，处理完保护数据后，等待掉电。5、数据存储模块在本系统中，数据存储是通过 I2C总线来实现的。用 SE2PROM来保存数据。首先电源监视电路来监视电源电压的变化，一旦发生掉电， CPU P87C591通过 I2C总线将数据保存到 SE2PROM中，以免掉电时丢失。数据存储的流程是中断入口 -关闭总中断 -对外部 SE2ROM操作置停电表志-记录停电时刻-数据保存-掉电。通过掉电保护电路的低电压触发保护中断程序，完成掉电时的数据保护和准备，待恢复供电后继续进行脉冲计量。6、结论本课题通过研究分析脉冲电表的应用环境、输出特性和大量现场试验数据，