一種能源診斷信息采集器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能源診斷信息采集器，涉及能源采集領(lǐng)域。它包括電源管理模塊、人機交互模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊；所述人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊均與中央處理器連接，所述電源管理模塊包括交流穩(wěn)壓模塊、直流穩(wěn)壓模塊、交直流選擇模塊和直流二次穩(wěn)壓模塊，所述交流穩(wěn)壓模塊和直流穩(wěn)壓模塊均通過交直流選擇模塊與直流二次穩(wěn)壓模塊連接，中央處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和時鐘模塊均與直流二次穩(wěn)壓模塊。本實用新型在使用時能夠準(zhǔn)確的采集能源數(shù)據(jù)，不僅比較安全，而且適用范圍比較廣泛，便于人們使用。
【專利說明】一種能源診斷信息采集器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及能源采集領(lǐng)域，具體涉及一種能源診斷信息采集器。
【背景技術(shù)】
[0002]能源管控系統(tǒng)(以下簡稱EMS)是一種管理和控制各種能源的裝置，EMS能夠?qū)⑸a(chǎn)過程中的各種能源進(jìn)行智能化管理，合理分配各種能源的使用，降低能源消耗。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家越來越重視能源環(huán)保；對于能源消耗較大的單位而言，必須采取節(jié)能措施降低能源消耗，因此，能夠降低能源消耗的EMS已經(jīng)成為用能單位中必不可少的組成部分。
[0003]EMS在管理和控制各種能源之前，需要采集并傳輸各種能源數(shù)據(jù)。目前，EMS采集傳輸能源數(shù)據(jù)時一般采取有線傳輸和無線傳輸兩種方式，但是，這兩種方式分別存在以下缺陷:
[0004]EMS有線傳輸能源數(shù)據(jù)時，傳輸用的光纜埋在地下，將光纜埋于地下的施工過程不僅比較復(fù)雜，而且埋有光纜的地面進(jìn)行改造時可能對破壞光纜，安全存在一定隱患。
[0005]EMS無線傳輸能源數(shù)據(jù)時，所有能源的數(shù)據(jù)均通過終端智能電表直接傳輸至EMS的后臺處理器，由于所有能源的數(shù)據(jù)較多，因此大量的能源數(shù)據(jù)直接傳輸至后臺會造成EMS的系統(tǒng)擁擠，降低EMS的工作效率；EMS的系統(tǒng)擁擠還會引發(fā)傳輸至EMS的后臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)堵車或者數(shù)據(jù)丟包，EMS采集到的能源數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。
[0006]為了解決上述問題，人們研制出了能夠采集和檢測數(shù)據(jù)的能源采集器，它包括存儲模塊和電源模塊，存儲模塊能夠儲存能耗計量表的能源數(shù)據(jù)，即使EMS的后臺服務(wù)器發(fā)生數(shù)據(jù)堵車或者數(shù)據(jù)丟包，能耗計量表的能源數(shù)據(jù)也能夠從存儲模塊中讀取，能耗計量表的能源數(shù)據(jù)難以丟失。但是，現(xiàn)有能源采集器的電源模塊一般只能接交流電壓或者直流電壓，當(dāng)現(xiàn)場的電壓為直流電壓，但能源采集器的電源模塊只能接交流電壓時；或者當(dāng)現(xiàn)場的電壓為交流電壓，但能源采集器的電源模塊只能接直流電壓時，能源采集器需要更換電源模塊才能使用。因此，現(xiàn)有的能源采集器的適用范圍比較單一，不便于人們使用。
實用新型內(nèi)容
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種能源診斷信息采集器，它在使用時能夠準(zhǔn)確的采集能源數(shù)據(jù)，不僅比較安全，而且適用范圍比較廣泛，便于人們使用。
[0008]為達(dá)到以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:一種能源診斷信息采集器，包括電源管理模塊、人機交互模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊；所述人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊均與中央處理器連接，人機交互模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊均與電源管理模塊連接，所述電源管理模塊包括用于將220V的交流電壓穩(wěn)壓成12V的直流電壓的交流穩(wěn)壓模塊、用于將12V?48V的直流電壓穩(wěn)壓成12V的直流電壓的直流穩(wěn)壓模塊、用于控制交流穩(wěn)壓模塊或直流穩(wěn)壓模塊運行的交直流選擇模塊、用于將12V的直流電壓穩(wěn)壓成3.3V的直流電壓的直流二次穩(wěn)壓模塊，所述交流穩(wěn)壓模塊和直流穩(wěn)壓模塊均通過交直流選擇模塊與直流二次穩(wěn)壓模塊連接，中央處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和時鐘模塊均與直流二次穩(wěn)壓模塊。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括采集接口，采集接口采用RS485接口，所述中央處理器通過采集接口與外界的能耗計量表連接；所述數(shù)據(jù)通信模塊包括通信接口，通信接口采用RS485接口，所述中央處理器通過通信接口與外界的通信設(shè)備連接。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括運行參數(shù)存儲模塊和采集數(shù)據(jù)存儲模塊，所述運行參數(shù)存儲模塊通過I2C接口與中央處理器連接，所述采集數(shù)據(jù)存儲模塊通過SPI接口與中央處理器連接。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述運行參數(shù)存儲模塊采用型號為24C02的存儲芯片；所述采集數(shù)據(jù)存儲模塊采用存儲容量為64M的存儲芯片。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述中央處理器采用32位工業(yè)級微處理器，其型號為STM32F107VCT6。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述時鐘模塊包括型號為DS3231的時鐘芯片。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述時鐘模塊包括還包括備用電池。
[0015]本實用新型的有益效果在于:
[0016](I)本實用新型的電源管理模塊包括交流穩(wěn)壓模塊、直流穩(wěn)壓模塊、交直流選擇模塊、直流二次穩(wěn)壓模塊。本實用新型使用時，當(dāng)現(xiàn)場使用的是交流電壓時，通過交直流選擇模塊控制交流穩(wěn)壓模塊運行，交直流選擇模塊將220V的交流電壓穩(wěn)壓成12V的輸出直流電壓；當(dāng)現(xiàn)場使用的是直流電壓時，通過交直流選擇模塊控制直流穩(wěn)壓模塊運行，直流穩(wěn)壓模塊用于將12V?48V的直流電壓穩(wěn)壓成12V的輸出直流電壓。直流二次穩(wěn)壓模塊將12V的輸出直流電壓穩(wěn)壓成3.3V的直流電壓，為CPU、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和時鐘模塊供電。因此，本實用新型能夠適用于使用交流電壓或使用直流電壓的環(huán)境，適用范圍比較廣泛，便于人們使用。
[0017](2 )本實用新型的數(shù)據(jù)采集模塊包括采集接口，采集接口采用RS485接口，中央處理器通過采集接口與外界的能耗計量表連接；數(shù)據(jù)通信模塊包括通信接口，通信接口采用RS485接口，中央處理器通過通信接口與外界的通信設(shè)備連接。采集接口和通信接口均采用RS485接口，采集接口和通信接口能夠與所有適用RS485接口的通信設(shè)備(能耗計量表和EMS的后臺服務(wù)器)連接。本實用新型使用時，在現(xiàn)場布線困難或者不適合有線通信的情況下，本實用新型可以與適用RS485接口的無線設(shè)備連接，當(dāng)現(xiàn)場已經(jīng)埋有通信電纜或者光纖、并且適合用有線通信的情況下，本實用新型可以與適用RS485接口的有線通信設(shè)備連接。因此，本實用新型使用時不需要重新布線，使用時比較安全。
[0018](3)本實用新型的數(shù)據(jù)存儲模塊包括運行參數(shù)存儲模塊和采集數(shù)據(jù)存儲模塊，采集數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲能耗計量表的能源數(shù)據(jù)。在通信發(fā)生故障的情況下，采集數(shù)據(jù)存儲模塊繼續(xù)存儲能耗計量表的能源數(shù)據(jù)，待通信正常后，采集數(shù)據(jù)存儲模塊將能耗計量表的能源數(shù)據(jù)上傳至EMS的后臺服務(wù)器。因此，本實用新型能夠連續(xù)、且不間斷的采集能源數(shù)據(jù)，即使EMS的后臺服務(wù)器發(fā)生數(shù)據(jù)堵車或數(shù)據(jù)丟包的情況，能耗計量表的能源數(shù)據(jù)也能夠從采集數(shù)據(jù)存儲模塊中讀取，能耗計量表的能源數(shù)據(jù)難以丟失，采集得到能耗計量表的能源數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確。[0019](4)本實用新型的時鐘模塊能夠為所有的能源數(shù)據(jù)標(biāo)記采集時間，時鐘模塊能夠保證所有能源數(shù)據(jù)采集的同步性，便于EMS的后臺服務(wù)器對能源數(shù)據(jù)作時域分析。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型實施例的連接框圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]參見圖1所示，本實用新型實施例提供的一種能源診斷信息采集器，它包括電源管理模塊、人機交互模塊、中央處理器(Central Processing Unit, CPU)、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊。人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊均與CPU連接，人機交互模塊、CPU、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊均與電源管理模塊連接。
[0023]電源管理模塊包括交流穩(wěn)壓模塊、直流穩(wěn)壓模塊、交直流選擇模塊和直流二次穩(wěn)壓模塊，交流穩(wěn)壓模塊和直流穩(wěn)壓模塊均通過交直流選擇模塊與直流二次穩(wěn)壓模塊連接，CPU、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和時鐘模塊均與直流二次穩(wěn)壓模塊。交流穩(wěn)壓模塊用于將220V的交流電壓穩(wěn)壓成12V的輸出直流電壓；直流穩(wěn)壓模塊用于將12V?48V的直流電壓穩(wěn)壓成12V的輸出直流電壓；交直流選擇模塊用于控制交流穩(wěn)壓模塊或直流穩(wěn)壓模塊運行；直流二次穩(wěn)壓模塊用于將12V的輸出直流電壓穩(wěn)壓成
3.3V的直流電壓，為CPU、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和時鐘模塊供電。
[0024]人機交互模塊用于配置能源診斷信息采集器的運行參數(shù)，運行參數(shù)包括采集頻率、采集波特率、通信波特率等。
[0025]數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲能源診斷信息采集器的運行參數(shù)和所有能耗計量表的能源數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲模塊包括運行參數(shù)存儲模塊和采集數(shù)據(jù)存儲模塊。運行參數(shù)存儲模塊通過I2C接口與CPU連接，運行參數(shù)存儲模塊采用型號為24C02的存儲芯片，運行參數(shù)存儲模塊用于存儲能源診斷信息采集器的運行參數(shù)。采集數(shù)據(jù)存儲模塊通過SPI接口與CPU連接，采集數(shù)據(jù)存儲模塊采用存儲容量為64M的存儲芯片，采集數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲各種能耗計量表的能源數(shù)據(jù)。
[0026]CPU用于讀取能源診斷信息采集器的運行參數(shù)，根據(jù)能源診斷信息采集器的運行參數(shù)控制和協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和時鐘電路模塊運行。CPU采用32位工業(yè)級微處理器，CPU的型號為STM32F107VCT6，其工作效率較高。
[0027]時鐘模塊包括備用電池和型號為DS3231的時鐘芯片，時鐘模塊通過時鐘芯片為每個能耗計量表的能源數(shù)據(jù)標(biāo)記采集時間，備用電池用于在電源管理模塊斷電時繼續(xù)保證時鐘模塊運行。
[0028]數(shù)據(jù)采集模塊包括采集接口，采集接口采用RS485接口，CPU通過采集接口與外界的能耗計量表連接；數(shù)據(jù)通信模塊包括通信接口，通信接口采用RS485接口，CPU通過通信接口與EMS的后臺處理器連接。
[0029]本實用新型實施例的工作過程如下:[0030]根據(jù)現(xiàn)場的電壓選擇電源管理模塊的運行方式，如果現(xiàn)場使用的是交流電壓，則通過交直流選擇模塊控制交流穩(wěn)壓模塊運行，交直流選擇模塊將220V的交流電壓穩(wěn)壓成12V的輸出直流電壓；如果現(xiàn)場使用的是直流電壓，則通過交直流選擇模塊控制直流穩(wěn)壓模塊運行，直流穩(wěn)壓模塊用于將12V?48V的直流電壓穩(wěn)壓成12V的輸出直流電壓。直流二次穩(wěn)壓模塊將12V的輸出直流電壓穩(wěn)壓成3.3V的直流電壓，為CPU、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和時鐘模塊供電。
[0031]根據(jù)用戶的需求在人機交互模塊上配置能源診斷信息采集器的運行參數(shù)，運行參數(shù)包括采集頻率、采集波特率、通信波特率等。CPU控制人機交互模塊，將配置好的運行參數(shù)發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲模塊中的運行參數(shù)存儲模塊;CPU讀取運行參數(shù)存儲模塊中的運行參數(shù)，根據(jù)運行參數(shù)控制數(shù)據(jù)采集模塊采集外界的能耗計量表的能源數(shù)據(jù)。
[0032]CPU控制數(shù)據(jù)存儲模塊中的采集數(shù)據(jù)存儲模塊存儲采集到的能源數(shù)據(jù)，CPU控制時鐘模塊為每個能源數(shù)據(jù)標(biāo)記采集時間，CPU將標(biāo)記有時間的能源數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通信模塊發(fā)送至EMS的后臺處理器。
[0033]本實用新型不僅局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本實用新型相同或相近似的技術(shù)方案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種能源診斷信息采集器，包括電源管理模塊、人機交互模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊；所述人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊均與中央處理器連接，人機交互模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)通信模塊均與電源管理模塊連接，其特征在于:所述電源管理模塊包括用于將220V的交流電壓穩(wěn)壓成12V的直流電壓的交流穩(wěn)壓模塊、用于將12V?48V的直流電壓穩(wěn)壓成12V的直流電壓的直流穩(wěn)壓模塊、用于控制交流穩(wěn)壓模塊或直流穩(wěn)壓模塊運行的交直流選擇模塊、用于將12V的直流電壓穩(wěn)壓成3.3V的直流電壓的直流二次穩(wěn)壓模塊，所述交流穩(wěn)壓模塊和直流穩(wěn)壓模塊均通過交直流選擇模塊與直流二次穩(wěn)壓模塊連接，中央處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和時鐘模塊均與直流二次穩(wěn)壓模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的能源診斷信息采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊包括采集接口，采集接口采用RS485接口，所述中央處理器通過采集接口與外界的能耗計量表連接；所述數(shù)據(jù)通信模塊包括通信接口，通信接口采用RS485接口，所述中央處理器通過通信接口與外界的通信設(shè)備連接。
3.如權(quán)利要求1所述的能源診斷信息采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括運行參數(shù)存儲模塊和采集數(shù)據(jù)存儲模塊，所述運行參數(shù)存儲模塊通過I2C接口與中央處理器連接，所述采集數(shù)據(jù)存儲模塊通過SPI接口與中央處理器連接。
4.如權(quán)利要求3所述的能源診斷信息采集器，其特征在于:所述運行參數(shù)存儲模塊采用型號為24C02的存儲芯片；所述采集數(shù)據(jù)存儲模塊采用存儲容量為64M的存儲芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的能源診斷信息采集器，其特征在于:所述中央處理器采用32位工業(yè)級微處理器，其型號為STM32F107VCT6。
6.如權(quán)利要求1所述的能源診斷信息采集器，其特征在于:所述時鐘模塊包括型號為DS3231的時鐘芯片。
7.如權(quán)利要求6所述的能源診斷信息采集器，其特征在于:所述時鐘模塊包括還包括備用電池。
【文檔編號】G05B19/042GK203561851SQ201320230365
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】周良川 申請人:武漢點線科技有限公司