一種區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型一種區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置，屬于能效數(shù)據(jù)采集的技術領域。
【背景技術】
[0002]能效管理系統(tǒng)是企業(yè)實現(xiàn)能耗消耗過程在線監(jiān)測、加強用能管理、診斷用能問題的必要工具，能效管理系統(tǒng)主要包括計量表計、區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置、集中器、數(shù)據(jù)處理服務器等設備；區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置作為能效管理系統(tǒng)中非常重要的組成部件，起到承上啟下的作用，然而，目前市場上使用的大多數(shù)區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置均存在以下幾方面的缺陷，影響著整個能效管理系統(tǒng)的推廣使用。
[0003]首先，市場上目前使用的區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)采集接口與通信接口不靈活，主要分為兩種，一種是數(shù)據(jù)采集與通信接口單一，不能滿足各種計量表計接口 ；另一種是數(shù)據(jù)采集與通信接口一味追求大而全，然而，在很多場合往往只需要用到一種或兩種接口，造成資源浪費；
[0004]其次，由于目前的區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置一般均采用市電供電，使得設備的功耗高，一方面會導致元器件發(fā)熱，影響設備工作壽命，在供電電源停電的情況下會導致數(shù)據(jù)丟失。
[0005]因此，一種采集信號接口靈活、供電能耗較低的區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置就顯得尤為重要。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型克服現(xiàn)有技術存在的不足，所要解決的技術問題為:提供一種功耗較低、且具有多種采集接口的區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0008]—種區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置，包括依次連接的AC/DC轉換器、電源管理模塊和微處理模塊；所述裝置還包括:后備電池供電模塊、通訊模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和傳感器采集模塊，所述后備電池供電模塊、通訊模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和傳感器采集模塊均與所述電源管理模塊相連，所述通訊模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和傳感器采集模塊分別與微處理模塊相連，所述AC/DC轉換器與外接市電輸入端相連；所述傳感器采集模塊包括:模擬量采集單元、開關量采集單元、RS485采集單元、以太網(wǎng)采集單元和單總線采集單元，所述模擬量采集單元、開關量采集單元、RS485采集單元、以太網(wǎng)采集單元和單總線采集單元均以插拔式結構與微處理模塊相連；所述通訊模塊包括:RS485通信接口單元和以太網(wǎng)通信接口單元，所述RS485通信接口單元和以太網(wǎng)通信接口單元均與所述微處理模塊相連。
[0009]所述電源管理模塊包括:充電電路、穩(wěn)壓電路和多路電源控制電路，所述充電電路與所述AC/DC轉換器的電源輸出端A0相連，所述的各路電源控制電路和充電電路均與所述穩(wěn)壓電路相連；所述每路電源控制電路的結構為:包括控制芯片U4，所述控制芯片U4的電源輸入端VIN并接控制芯片U4的偏壓調節(jié)端Vbias、電容C26的一端后與穩(wěn)壓電路的電源輸出端子A1相連，所述電容C26的另一端接地，所述控制芯片U4的電源輸出端VOUT并接電容C27的一端后與所述電源控制電路的電源輸出端子B1相連，所述電容C27的另一端并接所述控制芯片U4的接地端GND后接地，所述控制芯片U4的控制信號輸入端CTR與所述微處理模塊的控制信號輸出端子C1相連。
[0010]所述模擬量采集單元的結構為:包括A/D轉換芯片U5 ;所述A/D轉換芯片U5的信號輸入端CH1+并接電容C33的一端、電容C32的一端、二極管D32的負極后與電阻R33的一端相連，所述電容C33的另一端并接所述A/D轉換芯片U5的信號輸入端CH1-、電容C32的另一端、二極管D32的正極、二極管D31的正極、電容C31的一端、電阻R31的一端后接地，所述電阻R33的另一端并接二極管D31的負極后與電阻R32的一端相連，所述電阻R32的另一端并接電容C31的另一端后、電阻R31的另一端后與所述模擬量采集單元的信號輸入端IN1相連；所述A/D轉換芯片U5的信號輸入端CH2+并接電容C36的一端、電容C35的一端、二極管D34的負極后與電阻R37的一端相連，所述電容C36的另一端并接所述A/D轉換芯片U5的信號輸入端CH2-、電容C35的另一端、二極管D34的正極、二極管D33的正極、電容C34的一端、電阻R35的一端后接地，所述電阻R37的另一端并接二極管D33的負極后與電阻R36的一端相連，所述電阻R36的另一端并接電容C34的另一端后、電阻R35的另一端后與電阻R34的一端相連，所述電阻R34的另一端與所述模擬量采集單元的信號輸入端IN2相連；所述A/D轉換芯片U5的電源輸入端VCC并接電容C37的一端、電阻R38的一端、電阻R39的一端后與所述所述電源控制電路的電源輸出端子B1相連，所述電阻R38的另一端并接所述A/D轉換芯片U5的串行時鐘輸出端SCL后與IIC接口的第一輸入輸出端相連，所述電阻R39的另一端分別與所述A/D轉換芯片U5的串行數(shù)據(jù)輸出端SDA后與IIC接口的第二輸入輸出端相連，所述IIC接口還與微處理模塊相連。
[0011]所述開關量采集單元:包括光電耦合器U6，所述光電耦合器U6的正極并接電阻R41的一端后與電容C41的一端相連，所述電阻R41的另一端與AC/DC轉換器的電源輸出端子A0相連，所述電容C41的另一端并接光電親合器U6的負極后與二極管D41的正極相連，所述二極管D41的負極與無源開關量輸入單元U7的K+端相連，所述無源開關量輸入單元U7的K-端接地，所述光電耦合器U6的集電極端并接電容C42的一端、電阻R42的一端、后與施密特觸發(fā)器U8的輸入端相連，所述電阻R42的另一端與電源管理模塊的電源輸出端相連，所述電容C42的另一端并接所述光電耦合器U6的發(fā)射極端、電阻R43的一端、電容C43的一端后接地，所述電阻R43的另一端并接電容C43的另一端、施密特觸發(fā)器U8的輸出端后與所述開關量采集單元的信號輸出端INT相連。
[0012]所述微處理模塊的型號為STM32F107VCT6的32位處理器。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果:
[0014]本實用新型中傳感器采集模塊的各采集單元，采用模塊化設計，均以插拔式結構與微處理模塊相連，用戶可根據(jù)需要選擇適合的采集單元，既保證了數(shù)據(jù)采集與通信接口的靈活性，同時減少了不必要的接口資源浪費；此外，本實用新型采用電源管理模塊具有低功耗設計并與后備電池供電模塊連接，使用過程中，可靈活配置需要供電的設備的電源供給及斷開，減少了元器件的發(fā)熱，提高了設備的使用壽命，在市電正常情況下，給后備電池供電模塊充電，在市電停電情況下，采用后備電池供電模塊供電，保證了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0016]圖1為本實用新型的電路結構示意圖；
[0017]圖2為本實施例中的電源管理模塊的電路結構示意圖；
[0018]圖3為本實施例中的充電電路和穩(wěn)壓電路的電路連接示意圖；
[0019]圖4為本實施例中的每路電源控制電路的電路連接示意圖；
[0020]圖5為本實施例中的模擬量采集單元的電路連接示意圖；
[0021]圖6為本實施例中的開關量采集單元的電路連接示意圖
[0022]圖中:1為AC/DC轉換器，2為電源管理模塊，3為微處理模塊，4為后備電池供電模塊，5為通訊模塊，6為人機交互模塊，7為數(shù)據(jù)存儲模塊，8為傳感器采集模塊，9為模擬量采集單元，10為開關量采集單元，11為RS485采集單元，12為以太網(wǎng)采集單元，13為單總線采集單元，14為RS485通信接口單元，15為以太網(wǎng)通信接口單元，16為充電電路，17為穩(wěn)壓電路，18為電源控制電路。
【具體實施方式】
[0023]如圖1至圖6所示，一種區(qū)域能效數(shù)據(jù)采集裝置，包括依次連接的AC/DC轉換器1、電源管理模塊2、微處理模塊3 ;所述裝置還包括:后備電池供電模塊4、通訊模塊5、人機交互模塊6、數(shù)據(jù)存儲模塊7和傳感器采集模塊8，所述后備電池供電模塊4、通訊模塊5、人機交互模塊6、數(shù)據(jù)存儲模塊7和傳感器采集模塊8均與所述電源管理模塊2相連，所述通訊模塊5、人機交互模塊6、數(shù)據(jù)存儲模塊7和傳感器采集模塊8分別與微處理模塊3相連，所述AC/DC轉換器1與外接市電輸入端端相連；所述傳感器采集模塊8包括:模擬量采集單元9、開關量采集單元10、RS485采集單元11、以太網(wǎng)采集單元12和單總線采集單元13，所述模擬量采集單元9、開關量采集單元10、RS485采集單元11、以太網(wǎng)采集單元12和單總線采集單元13均以插拔式結構與微處理模塊3相連；所述通訊模塊5包括:RS485通信接口單元14和以太網(wǎng)通信接口單元15，所述RS485通信接口單元14和以太網(wǎng)通信接口單元15均與所述微處理模塊3相連。
[0024]具體地，所述的電源管理模塊2與后備電池供電模塊4相連，在市電正常情況下，給后備電池供電模塊充電，在市電停電情況下，采用后備電池供電模塊供電，保證了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性；所述的AC/DC轉換器1的型號可為LD01-10B05，實現(xiàn)交流220V到直流5V的電源轉換，為電源管理模塊2提供5