本發(fā)明屬于智能監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國大部分城市智能電表一般采用人工抄表管理的方式，尋線人員攜帶便攜式檢測設(shè)備對各個智能電表，當(dāng)出現(xiàn)故障，則派工作人員前往修復(fù)，然后進(jìn)行相應(yīng)處理，這種方式有一定的靈活性和靈敏度，但這種傳統(tǒng)的檢測方式在時間和空間上存在著許多漏洞，無法及時有效的知曉故障的電表，需要投入大量的人力物力，使用效果欠佳。

無線網(wǎng)指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻發(fā)射器、定位系統(tǒng)、激光掃描器等與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，組成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)。然后，將生活中的所有物品都納入這個網(wǎng)絡(luò)，方便識別和管理。通俗地說，互聯(lián)網(wǎng)的終端是人，而“物聯(lián)網(wǎng)”的終端是物品，每一件物品都有CPU、網(wǎng)絡(luò)地址和傳感器，物品與物品之間也可以傳遞信息、發(fā)送指令，其主要宗旨是讓所有物品與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，系統(tǒng)可以自動的、實(shí)時的對物體進(jìn)行監(jiān)控、識別、定位、追蹤并觸發(fā)相應(yīng)事件。物聯(lián)網(wǎng)的興起，為智能家居提供了條件。如何通過簡化物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，最終開發(fā)出一套經(jīng)濟(jì)實(shí)用的支持多終端應(yīng)用的智能電表物聯(lián)網(wǎng)平臺是非常有意義、有價值的工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)的不足提供了一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)監(jiān)控終端以及與其通過MODBUS協(xié)議連接的多個數(shù)據(jù)采集終端，所述數(shù)據(jù)采集終端包含微控制器模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、放大電路模塊、RS485接口模塊、定位模塊、顯示模塊、無線通信模塊、存儲器模塊、電源管理器和供電模塊，所述電壓檢測模塊、電流檢測模塊分別依次經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、放大電路模塊連接微控制器模塊，所述RS485接口模塊、定位模塊、顯示模塊、無線通信模塊、存儲器模塊分別與微控制器模塊連接，所述微控制器模塊通過電源管理器與供電模塊連接；所述數(shù)據(jù)監(jiān)控終端包含主控模塊以及分別與其連接的數(shù)據(jù)接收模塊、LCD顯示屏、報警模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、時鐘模塊和電源模塊。

作為本發(fā)明一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電源模塊包含家用電源模塊、光伏電源模塊、交流適配器、蓄電池，所述家用電源模塊通過交流適配器連接蓄電池，所述光伏電源模塊通過蓄電池連接主控模塊。

作為本發(fā)明一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述放大電路模塊包含放大器芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別連接第一電阻和第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接放大器芯片的正極，放大器芯片的負(fù)極與第三電阻串聯(lián)后與第一電阻的另一端接地，放大器芯片的電壓輸出端連接微控制器模塊的輸入端。

作為本發(fā)明一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電壓檢測模塊采用芯片型號為HVD100的電壓檢測模塊。

作為本發(fā)明一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電流檢測模塊采用芯片型號為KLARI-MOD SC的電流檢測模塊。

作為本發(fā)明一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述控制器模塊采用芯片型號為MSP430F149的微處理器。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明涉及一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)，其具有成本低、易于實(shí)現(xiàn)、通過RS485接口模塊連接多個智能電表，將智能電表的讀數(shù)進(jìn)行匯總至微控制器模塊，通過無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，有效的提高了效率和準(zhǔn)確度，大大的節(jié)約了人力資源；通過對電壓、電流的檢測，完成電力參數(shù)的智能監(jiān)控；

2、本發(fā)明數(shù)據(jù)監(jiān)控終端采用太陽能電池和家用220 V電源的雙供電方式，當(dāng)有家用電時，通過直流低壓繼電器巧妙斷開太陽能電池；當(dāng)家用電斷開時，太陽能電池充當(dāng)電源，太陽能電池通過太陽能智能充電器連接太陽能板，充電器在陽光充足時為電池充電，充滿電池時自動斷開充電，完全滿足電路的需要。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集終端結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明放大電路模塊電路圖；

圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)監(jiān)控終端結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種基于MODBUS協(xié)議的多功能電力監(jiān)控系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)監(jiān)控終端以及與其通過MODBUS協(xié)議連接的多個數(shù)據(jù)采集終端，其具有成本低、易于實(shí)現(xiàn)、通過RS485接口模塊連接多個智能電表，將智能電表的讀數(shù)進(jìn)行匯總至微控制器模塊，通過無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，有效的提高了效率和準(zhǔn)確度，大大的節(jié)約了人力資源；通過對電壓、電流的檢測，完成電力參數(shù)的智能監(jiān)控。

如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集終端包含微控制器模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、放大電路模塊、RS485接口模塊、定位模塊、顯示模塊、無線通信模塊、存儲器模塊、電源管理器和供電模塊，所述電壓檢測模塊、電流檢測模塊分別依次經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、放大電路模塊連接微控制器模塊，所述RS485接口模塊、定位模塊、顯示模塊、無線通信模塊、存儲器模塊分別與微控制器模塊連接，所述微控制器模塊通過電源管理器與供電模塊連接；所述電壓檢測模塊采用芯片型號為HVD100的電壓檢測模塊，所述電流檢測模塊采用芯片型號為KLARI-MOD SC的電流檢測模塊，所述微控制器模塊采用芯片型號為MSP430F149的微處理器。所述電壓檢測模塊用于采集電表的電壓，所述電流檢測模塊用于實(shí)時采集智能電表的電流，然后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和放大電路模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換和放大處理，進(jìn)而上傳至微控制器模塊，結(jié)合智能電表采集的數(shù)據(jù)得出有功電量、有功功率、無功功率、電壓電流和功率參數(shù)，所述顯示模塊用于實(shí)時顯示微控制器模塊結(jié)合智能電表采集的數(shù)據(jù)得出有功電量、有功功率、無功功率、電壓電流和功率參數(shù)。所述無線通信模塊用于將微控制器模塊結(jié)合智能電表采集的數(shù)據(jù)得出有功電量、有功功率、無功功率、電壓電流和功率參數(shù)上傳至數(shù)據(jù)監(jiān)控終端。所述供電模塊通過電源管理器為微控制器模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、放大電路模塊、RS485接口模塊、定位模塊、顯示模塊、無線通信模塊、存儲器模塊提供所需電能。

所述微控制器模塊采用芯片型號為MSP430F149的微處理器。這里采用MSP430F149型處理器：供電電壓僅1．8～3．6 V，具有16位RISC結(jié)構(gòu)、125 ns指令同周期、多達(dá)60 KB Flash ROM和2 KB RAM。另外該器件還配有：12位200 kS／s的MD轉(zhuǎn)換器(自帶采樣保持)、內(nèi)部溫度傳感器、具有3個捕獲／比較寄存器的16位定時器Timer_A／Timer__B、2個串口(工作于 UART或SPI模式)、6個8位并口(2個具有中斷能力)和硬件乘法器，整個電路結(jié)構(gòu)緊湊且高效。其豐富的尋址方式。簡潔的內(nèi)核指令。較高的處理速度，大量的寄存器及數(shù)據(jù)存儲器使之具有強(qiáng)大的處理能力，豐富的器件內(nèi)外設(shè)接口可簡化整個電路設(shè)計，減少節(jié)點(diǎn)功耗和體積，非常適于節(jié)點(diǎn)設(shè)計。

如圖3所示，所述放大電路模塊包含放大器芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別連接第一電阻和第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接放大器芯片的正極，放大器芯片的負(fù)極與第三電阻串聯(lián)后與第一電阻的另一端接地，放大器芯片的電壓輸出端連接微控制器模塊的輸入端。

如圖4所示，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控終端包含主控模塊以及分別與其連接的數(shù)據(jù)接收模塊、LCD顯示屏、報警模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、時鐘模塊和電源模塊。所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收微控制器模塊結(jié)合智能電表采集的數(shù)據(jù)得出有功電量、有功功率、無功功率和功率，所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于根據(jù)時鐘模塊記錄的時間存儲接收的數(shù)據(jù)參數(shù)，所述電源模塊用于提供主控模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、LCD顯示屏、報警模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、時鐘模塊所需電能。

所述電源模塊包含家用電源模塊、光伏電源模塊、交流適配器、蓄電池，所述家用電源模塊通過交流適配器連接蓄電池，所述光伏電源模塊通過蓄電池連接主控模塊。

采用太陽能電池和家用220 V電源的雙供電方式。當(dāng)有家用電時，通過直流低壓繼電器巧妙斷開太陽能電池；當(dāng)家用電斷開時，太陽能電池充當(dāng)電源。太陽能電池通過太陽能智能充電器連接太陽能板，充電器在陽光充足時為電池充電，充滿電池時自動斷開充電。在充足太陽是充電電流能達(dá)到1 A以上，完全滿足電路需要。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以再不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。