CN107765755A - 一种基于mppt的调压站数据监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MPPT的调压站数据监控系统，包含设置在燃气管理处的服务器终端，还包含汇聚中心、以及设置在调压站内由多个RTU远程终端组成的传感器网络；所述RTU远程终端包含GPRS数据传输模块、天线、处理器模块、压力传感器、温度传感器、流量传感器、数据预处理模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块本发明采用包含设置在调压站内由多个RTU远程终端组成的传感器网络，不仅能够同时检测多个参数，且通过传感器网络的覆盖检测大大提高了检测精度，且通过无线网络进行数据传输，大大的节省了人力资源，在出现非正常燃气传输状态的时候进行报警，使现场故障能够的到及时、有效的处理，避免产生更大的经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据处理及传输系统，尤其涉及一种基于MPPT的调压站数据监控系统。
背景技术
城市燃气是城市能源供应的重要组成部分，是城市建设的重要基础设施之一。发展城市燃气，对于节约能源、保护环境、方便人民生活、促进工业生产、发展城市公用事业意义十分重大，是实现城市现代化的重要标志之一。
我国大部分城市地下燃气管网一般采用人工检测管理的方式，寻线人员携带便携式检测设备对燃气管道及其附件进行检测，一旦发生泄漏并达到一定浓度时便发出报警信号，然后进行相应处理，这种方式有一定的灵活性和灵敏度，但这种传统的检测方式在时间和空间上存在着许多漏洞，无法及时有效的知晓管路内燃气是否泄漏，需要投入大量的人力物力，使用效果欠佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于MPPT的调压站数据监控系统，通过传感器网络的覆盖检测大大提高了检测精度，且通过无线网络进行数据传输，大大的节省了人力资源，在出现非正常燃气传输状态的时候进行报警，使现场故障能够的到及时、有效的处理，避免产生更大的经济损失。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于MPPT的调压站数据监控系统，包含设置在燃气管理处的服务器终端，还包含汇聚中心、以及设置在调压站内由多个RTU远程终端组成的传感器网络，所述RTU远程终端通过汇聚中心与服务器终端连接；
所述RTU远程终端包含GPRS数据传输模块、天线、处理器模块、压力传感器、温度传感器、流量传感器、数据预处理模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块；
所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间；
所述压力传感器、温度传感器、流量传感器分别通过数据预处理模块连接处理器模块，用于将采集的调压站内的压力参数、温度参数和流量参数进行预处理，进而上传至处理器模块汇总；
所述处理器模块通过GPRS数据传输模块连接天线，用于将采集的调压站内的压力参数、温度参数和流量参数通过汇聚中心上传至燃气管理处的服务器终端；
所述数据存储模块、时钟模块分别与处理器模块连接，用于根据时钟模块记录的时间实时存储调压站内的压力参数、温度参数和流量参数。
作为本发明一种基于MPPT的调压站数据监控系统的进一步优选方案，所述数据预处理模块包含依次连接的模数转换模块、整流稳压模块；
所述整流稳压模块包含所述整流稳压电路包含MPU处理单元、可控硅整流单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元、温度反馈单元和电压电流变量反馈单元；
MPU处理单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元及可控硅整流单元依次连接，温度反馈单元和电压电流变量反馈单元分别与MPU处理单元连接；
所述MPU处理单元根据温度反馈单元所测量的温度值、电压电流变量反馈单元所测量的电压值和电流值，输出调整脉冲触发频率的控制信号和控制脉冲触发控制单元的通断的控制信号。
作为本发明一种基于MPPT的调压站数据监控系统的进一步优选方案，所述服务器终端包含数据收发模块、显示模块、存储器模块、报警模块、主控制器模块和供电模块；所述数据收发模块、显示模块、报警模块、存储器模块分别主控制器模块连接，所述供电模块分别与数据收发模块、显示模块、存储器模块、报警模块、主控制器模块连接，用于提供所需电能。
作为本发明一种基于MPPT的调压站数据监控系统的进一步优选方案，所述RTU远程终端还包含一接口模块，所述接口模块与处理器模块连接，用于数据传输。
作为本发明一种基于MPPT的调压站数据监控系统的进一步优选方案，所述接口模块采用标准DB9 RS232/422 接口。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明采用包含设置在调压站内由多个RTU远程终端组成的传感器网络，不仅能够同时检测多个参数，且通过传感器网络的覆盖检测大大提高了检测精度，且通过无线网络进行数据传输，大大的节省了人力资源，在出现非正常燃气传输状态的时候进行报警，使现场故障能够的到及时、有效的处理，避免产生更大的经济损失；
2、本发明采用多个RTU远程终端实时采集每个调压站内的压力、温度、流量等数据，进而通过无线数据传输终端动态地发送到燃气管理处的服务器终端，服务器终端负责对所接收到数据进行分析、存储、生成表格、曲线显示等处理，并且在出现非正常燃气传输状态的时候进行报警，使现场故障能够的到及时、有效的处理，避免产生更大的经济损失；
3、本发明的先对检测的调压站内的压力、温度、流量进行预处理后传输给处理器模块，保证了数据传输的稳定性；
4、服务器终端设有数据存储和报警功能，并且在出现非正常燃气传输状态的时候进行报警，使现场故障能够的到及时、有效的处理，避免产生更大的经济损失；
5、本发明的RTU远程终端还设有标准DB9 RS232/422 接口，外置式，适用于各种工业监控、交通管理、气象、POS 机、自动售货机、移动银行等应用。
附图说明
图1是本发明的系统结构原理图；
图2是本发明RTU远程终端的结构原理图；
图3是本发明RTU远程终端的电源模块结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明的具体实施方式如下：
如图1所示，一种基于MPPT的调压站数据监控系统，包含设置在燃气管理处的服务器终端，还包含汇聚中心、以及设置在调压站内由多个RTU远程终端组成的传感器网络，所述RTU远程终端通过汇聚中心与服务器终端连接；本发明采用包含设置在调压站内由多个RTU远程终端组成的传感器网络，不仅能够同时检测多个参数，且通过传感器网络的覆盖检测大大提高了检测精度，且通过无线网络进行数据传输，大大的节省了人力资源，在出现非正常燃气传输状态的时候进行报警，使现场故障能够的到及时、有效的处理，避免产生更大的经济损失；
如图2所示，所述RTU远程终端包含GPRS数据传输模块、天线、处理器模块、压力传感器、温度传感器、流量传感器、数据预处理模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块；
如图3所示，所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间；
所述压力传感器、温度传感器、流量传感器分别通过数据预处理模块连接处理器模块，用于将采集的调压站内的压力参数、温度参数和流量参数进行预处理，进而上传至处理器模块汇总；
所述处理器模块通过GPRS数据传输模块连接天线，用于将采集的调压站内的压力参数、温度参数和流量参数通过汇聚中心上传至燃气管理处的服务器终端；
所述数据存储模块、时钟模块分别与处理器模块连接，用于根据时钟模块记录的时间实时存储调压站内的压力参数、温度参数和流量参数；
所述电源模块分别与GPRS数据传输模块、天线、处理器模块、压力传感器、温度传感器、流量传感器、数据预处理模块、数据存储模块、时钟模块连接，用于提供所需电能。
所述RTU远程终端还包含一接口模块，所述接口模块与处理器模块连接，用于数据传输。
所述接口模块采用标准DB9 RS232/422 接口。
本发明采用多个RTU远程终端实时采集每个调压站内的压力、温度、流量等数据，进而通过无线数据传输终端动态地发送到燃气管理处的服务器终端，服务器终端负责对所接收到数据进行分析、存储、生成表格、曲线显示等处理，并且在出现非正常燃气传输状态的时候进行报警，使现场故障能够的到及时、有效的处理，避免产生更大的经济损失。
所述数据预处理模块包含依次连接的模数转换模块、整流稳压模块；
所述整流稳压模块包含所述整流稳压电路包含MPU处理单元、可控硅整流单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元、温度反馈单元和电压电流变量反馈单元；
MPU处理单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元及可控硅整流单元依次连接，温度反馈单元和电压电流变量反馈单元分别与MPU处理单元连接；
所述MPU处理单元根据温度反馈单元所测量的温度值、电压电流变量反馈单元所测量的电压值和电流值，输出调整脉冲触发频率的控制信号和控制脉冲触发控制单元的通断的控制信号。
所述服务器终端包含数据收发模块、显示模块、存储器模块、报警模块、主控制器模块和供电模块；所述数据收发模块、显示模块、报警模块、存储器模块分别主控制器模块连接，所述供电模块分别与数据收发模块、显示模块、存储器模块、报警模块、主控制器模块连接，用于提供所需电能。
将每个调压站内的压力、温度、流量等数据通过GPRS网络传输终端动态地发送到燃气管理处的服务器终端。服务器终端负责对所接收到数据进行分析、存储、生成表格、曲线显示等处理，并且在出现非正常燃气传输状态的时候进行报警，使现场故障能够的到及时、有效的处理，避免产生更大的经济损失。
RTU远程终端为用户提供高速、永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络。主要针对电力系统自动化、工业监控、交通管理、气象、金融、环保监测、煤矿、油田、证券等行业的应用，利用GPRS网络平台实现数据信息的透明传输，同时考虑到各应用部门组网方面的需要，在网络结构上实现虚拟数据专用网。标准DB9 RS232/422 接口，外置式，适用于各种工业监控、交通管理、气象、POS 机、自动售货机、移动银行等应用；
采用低功耗高性能的嵌入式处理器，可高速处理协议和大量数据，内嵌标准的TCP/IP协议栈，数据终端永远在线，支持全透明方式下多中心数据传输，支持根据域名和IP地址访问中心，多种工作模式选择，使用方便、灵活，软硬件看门狗设计，保证系统稳定，采用5V~35V电压，供电电源适应性更宽，抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求，方便的系统配置和维护借口，支持串口软件升级和远程维护。
所述处理器模块采用AVR系列单片机，AVR系列单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行；多累加器型，数据处理速度快；AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断；AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR单片机保密性能好。
本发明保护的是系统的整体结构，保护的是以上所述各个模块整体的连接关系、位置关系、所构成的整体结构，并不是要保护其中任何一个单独的模块，所以上述各个模块作为现有技术的个体不是我的保护点，我保护的是各个模块整体的连接关系和位置关系。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于MPPT的调压站数据监控系统，其特征在于：包含设置在燃气管理处的服务器终端，还包含汇聚中心、以及设置在调压站内由多个RTU远程终端组成的传感器网络，所述RTU远程终端通过汇聚中心与服务器终端连接；
所述RTU远程终端包含GPRS数据传输模块、天线、处理器模块、压力传感器、温度传感器、流量传感器、数据预处理模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块；
所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间；
所述压力传感器、温度传感器、流量传感器分别通过数据预处理模块连接处理器模块，用于将采集的调压站内的压力参数、温度参数和流量参数进行预处理，进而上传至处理器模块汇总；
所述处理器模块通过GPRS数据传输模块连接天线，用于将采集的调压站内的压力参数、温度参数和流量参数通过汇聚中心上传至燃气管理处的服务器终端；
所述数据存储模块、时钟模块分别与处理器模块连接，用于根据时钟模块记录的时间实时存储调压站内的压力参数、温度参数和流量参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于MPPT的调压站数据监控系统，其特征在于：所述数据预处理模块包含依次连接的模数转换模块、整流稳压模块；
所述整流稳压模块包含所述整流稳压电路包含MPU处理单元、可控硅整流单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元、温度反馈单元和电压电流变量反馈单元；
MPU处理单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元及可控硅整流单元依次连接，温度反馈单元和电压电流变量反馈单元分别与MPU处理单元连接；
所述MPU处理单元根据温度反馈单元所测量的温度值、电压电流变量反馈单元所测量的电压值和电流值，输出调整脉冲触发频率的控制信号和控制脉冲触发控制单元的通断的控制信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于RTU远程终端的通信数据处理及控制系统，其特征在于：所述服务器终端包含数据收发模块、显示模块、存储器模块、报警模块、主控制器模块和供电模块；所述数据收发模块、显示模块、报警模块、存储器模块分别主控制器模块连接，所述供电模块分别与数据收发模块、显示模块、存储器模块、报警模块、主控制器模块连接，用于提供所需电能。
4.根据权利要求1所述的一种基于RTU远程终端的通信数据处理及控制系统，其特征在于：所述RTU远程终端还包含一接口模块，所述接口模块与处理器模块连接，用于数据传输。
5.根据权利要求4所述的一种基于RTU远程终端的通信数据处理及控制系统，其特征在于：所述接口模块采用标准DB9 RS232/422 接口。
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