CN111047469A - 一种能源在线监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能源在线监测系统，系统采用ARM Cortex A8处理器、嵌入式操作系统构建而成主机，数据通过GPRS 4G/5G无线方式或有线方式传输到数据中心平台，该系统中，主机包括主控单元、数据传输模块、数据采集模块、电源模块，主控单元输入端与数据采集模块输出端相连接；主控单元与数据传输模块之间采用RS232接口相连接。该发明系统，终端采用模块化的设计方案，采用多层通讯模型、中间件的技术，除可实现数据采集、实时监视、本地存储、查询和上传等基本功能外，还可实现对数据的管理、统计分析、日志管理等高级应用。

Description

一种能源在线监测系统及方法
技术领域
本发明属于能源在线监测技术领域，具体涉及一种能源在线监测系统及方法。
背景技术
在能源使用过程中，有必要采用合适的方式采集数据，并进行在线监测，以便获得合适的实时使用状态。由于能源在线监测涉及到多种数据，有必要采用合适的方式进行数据监控，并将采集的数据进行转发和处理。一般的数据采集方式，大多没有考虑能源数据的多样化，采用单一的数据采集和在线监测方式，不利于数据分析，也不利于远程或者移动采集数据，有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能源在线监测系统及方法，以便更好地针对能源进行在线监测，方便采集数据，也方便转发和传输数据，改善和提升了能源在线监测效率和数据处理效率，便于根据需要使用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种能源在线监测系统，系统采用ARM Cortex A8处理器、嵌入式操作系统构建而成主机，数据通过GPRS 4G/5G无线方式或有线方式传输到数据中心平台，该系统中，主机包括主控单元、数据传输模块、数据采集模块、电源模块，主控单元输入端与数据采集模块输出端相连接；主控单元与数据传输模块之间采用RS232接口相连接；电源模块输出端分别与数据采集模块、主控单元、数据传输模块的供电端相连接；数据传输模块采用无线或者有线方式连接有PC机或者移动平台。
进一步地，该系统中，供电方式为，主机通过空气开关接入交流220V供电以后，经过通用接线端子给24V电源模块供电；电源模块24V给数据传输模块、数据采集模块、主控单元供电。
进一步地，该系统中，数据采集步骤为：主控单元采集端子外接设备的模拟量、开关量、控制量等信息，并进行控制、处理，然后通过RS232接口和无线数据传输模块连接，无线数据传输模块通过4G/5G GPRS无线方式或ADSL/LAN/WAN等有线方式将数据传输到PC机或者移动平台。
进一步地，该系统中，主控单元中的CPU为ARM Cortex A8，主频为1.0G，内存为512DDRⅡRAM，存储设备为，512NAND FLASH，可扩展至32G。
进一步地，该系统中，无线数据传输模块采用IR714四网口路由器，IR714四网口路由器具有1个WAN端口，1个DMZ端口，2个LAN端口；WAN端口用于和外网通信，DMZ用于对外开放服务终端；LAN端口口用于内部网络的通信；当LAN口不够用时，也可以把DMZ当成LAN端口使用；四网口IR700路由器可以实现有线网络和无线网络之间链路备份。
进一步地，该系统设置有智能电源模块，具备本地和远程的供电恢复能力，具备本地和远程的网络设备重启功能；供电可以远程重启，网络设备如遇死机可本地重启，备远程定时加断电功能。
进一步地，该系统还设置有软件，采用的监测系统软件具有以下功能模块：
(1)图形配置功能：设有基本控件，包括按钮，标签，编辑框，线，矩形，圆形，图片(支持PNG,JPG等，图片支持透明效果)；Windows控件：多选框，列表框，单选框，树；高级控件：实时趋势控件，历史趋势控件，报警控件(可查询，可导出EXCEL)，报表控件(可查询，可导出EXCEL)，也设有其他控件，包括流体动画控件，定时器控件，触发器控件。
(2)窗体功能模块：用户可以自由配置画面，画面可自定义大小，支持分组；
(3)控件功能：通过绑定变量，支持常见属性变化(颜色，显示隐藏，旋转，移动等)，通过JS脚本，可以对控件属性自由操作；
(4)报警功能模块：支持实时报警和历史报警，可查询，可导出EXCEL；支持报警分组，支持短信报警(增加短信猫即可)；
(5)历史数据功能模块：最大2G历史数据(100个浮点历史数据，1分钟保存一次，1年，大约250M)；支持定义报表(随意配置即可)；支持多种语言；
(6)驱动方式：支持OPC，支持ModbusRTU，支持ModbusTCP，支持ModbusTCP/RTU转发；支持万能协议；支持能源国标上传协议；支持通讯优化(仅当前打开的画面，其包含的变量，进行通讯)；支持脚本、系统启动运行、条件触发运行、循环运行。
该发明的有益效果在于：该发明系统，终端采用模块化的设计方案，采用多层通讯模型、中间件的技术，除可实现数据采集、实时监视、本地存储、查询和上传等基本功能外，还可实现对数据的管理、统计分析、日志管理等高级应用。多种类型的数据输入接口功能：支持数字信号接口扩展、支持RS232/485扩展、工业百兆以太网口等。支持Web发布，可通过Internet网络远程操作，如通过用户名和密码查看、配置能源在线监测系统智能终端并导出历史数据与日志等。支持手机、笔记本等移动设备无线登录终端。可通过显示屏查看数据采集状态。支持VPN客户端。支持本地或远程配置维护。采集协议可配置(非标问答式协议需定制开发)。界面可配置，可以自定义流程画面。支持GPRS 4G/5G/ADSL/WLAN等多种通讯方式。具备本地和远程的供电恢复能力，具备本地和远程的网络设备重启功能等。
附图说明
图1是本发明实施例中所使用系统模块框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
本实施例中的能源在线监测系统，系统采用ARM Cortex A8处理器、嵌入式操作系统构建而成主机，数据通过GPRS 4G/5G无线方式或有线方式传输到数据中心平台，该系统中，主机包括主控单元、数据传输模块、数据采集模块、电源模块，主控单元输入端与数据采集模块输出端相连接；主控单元与数据传输模块之间采用RS232接口相连接；电源模块输出端分别与数据采集模块、主控单元、数据传输模块的供电端相连接；数据传输模块采用无线或者有线方式连接有PC机或者移动平台，如图1所示。
该系统中，供电方式为，主机通过空气开关接入交流220V供电以后，经过通用接线端子给24V电源模块供电；电源模块24V给数据传输模块、数据采集模块、主控单元供电。数据采集步骤为：主控单元采集端子外接设备的模拟量、开关量、控制量等信息，并进行控制、处理，然后通过RS232接口和无线数据传输模块连接，无线数据传输模块通过4G/5G GPRS无线方式或ADSL/LAN/WAN等有线方式将数据传输到PC机或者移动平台。主控单元中的CPU为ARM Cortex A8，主频为1.0G，内存为512DDRⅡRAM，存储设备为，512NAND FLASH，可扩展至32G。
无线数据传输模块采用IR714四网口路由器，IR714四网口路由器具有1个WAN端口，1个DMZ端口，2个LAN端口；WAN端口用于和外网通信，DMZ用于对外开放服务终端；LAN端口口用于内部网络的通信；当LAN口不够用时，也可以把DMZ当成LAN端口使用；四网口IR700路由器可以实现有线网络和无线网络之间链路备份。该系统设置有智能电源模块，具备本地和远程的供电恢复能力，具备本地和远程的网络设备重启功能；供电可以远程重启，网络设备如遇死机可本地重启，备远程定时加断电功能。
该系统还设置有软件，采用的监测系统软件具有以下功能模块：
(1)图形配置功能：设有基本控件，包括按钮，标签，编辑框，线，矩形，圆形，图片(支持PNG,JPG等，图片支持透明效果)；Windows控件：多选框，列表框，单选框，树；高级控件：实时趋势控件，历史趋势控件，报警控件(可查询，可导出EXCEL)，报表控件(可查询，可导出EXCEL)，也设有其他控件，包括流体动画控件，定时器控件，触发器控件。
(2)窗体功能模块：用户可以自由配置画面，画面可自定义大小，支持分组；
(3)控件功能：通过绑定变量，支持常见属性变化(颜色，显示隐藏，旋转，移动等)，通过JS脚本，可以对控件属性自由操作；
(4)报警功能模块：支持实时报警和历史报警，可查询，可导出EXCEL；支持报警分组，支持短信报警(增加短信猫即可)；
(5)历史数据功能模块：最大2G历史数据(100个浮点历史数据，1分钟保存一次，1年，大约250M)；支持定义报表(随意配置即可)；支持多种语言；
(6)驱动方式：支持OPC，支持ModbusRTU，支持ModbusTCP，支持ModbusTCP/RTU转发；支持万能协议；支持能源国标上传协议；支持通讯优化(仅当前打开的画面，其包含的变量，进行通讯)；支持脚本、系统启动运行、条件触发运行、循环运行。
该发明系统，终端采用模块化的设计方案，采用多层通讯模型、中间件的技术，除可实现数据采集、实时监视、本地存储、查询和上传等基本功能外，还可实现对数据的管理、统计分析、日志管理等高级应用。多种类型的数据输入接口功能：支持数字信号接口扩展、支持RS232/485扩展、工业百兆以太网口等。支持Web发布，可通过Internet网络远程操作，如通过用户名和密码查看、配置能源在线监测系统智能终端并导出历史数据与日志等。支持手机、笔记本等移动设备无线登录终端。可通过显示屏查看数据采集状态。支持VPN客户端。支持本地或远程配置维护。采集协议可配置(非标问答式协议需定制开发)。界面可配置，可以自定义流程画面。支持GPRS 4G/5G/ADSL/WLAN等多种通讯方式。具备本地和远程的供电恢复能力，具备本地和远程的网络设备重启功能等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种能源在线监测系统，其特征在于：系统采用ARM Cortex A8处理器、嵌入式操作系统构建而成主机，数据通过GPRS 4G/5G无线方式或有线方式传输到数据中心平台，该系统中，主机包括主控单元、数据传输模块、数据采集模块、电源模块，主控单元输入端与数据采集模块输出端相连接；主控单元与数据传输模块之间采用RS232接口相连接；电源模块输出端分别与数据采集模块、主控单元、数据传输模块的供电端相连接；数据传输模块采用无线或者有线方式连接有PC机或者移动平台。
2.根据权利要求1所述的能源在线监测系统，其特征在于：所述系统中，供电方式为，主机通过空气开关接入交流220V供电以后，经过通用接线端子给24V电源模块供电；电源模块24V给数据传输模块、数据采集模块、主控单元供电。
3.根据权利要求1所述的能源在线监测系统，其特征在于：所述系统中，数据采集步骤为：主控单元采集端子外接设备的模拟量、开关量、控制量等信息，并进行控制、处理，然后通过RS232接口和无线数据传输模块连接，无线数据传输模块通过4G/5G GPRS无线方式或ADSL/LAN/WAN等有线方式将数据传输到PC机或者移动平台。
4.根据权利要求1所述的能源在线监测系统，其特征在于：所述系统中，主控单元中的CPU为ARM Cortex A8，主频为1.0G，内存为512DDRⅡRAM，存储设备为，512NAND FLASH，可扩展至32G。
5.根据权利要求1所述的能源在线监测系统，其特征在于：所述系统中，无线数据传输模块采用IR714四网口路由器，IR714四网口路由器具有1个WAN端口，1个DMZ端口，2个LAN端口；WAN端口用于和外网通信，DMZ用于对外开放服务终端；LAN端口口用于内部网络的通信；当LAN口不够用时，也可以把DMZ当成LAN端口使用；四网口IR700路由器可以实现有线网络和无线网络之间链路备份。
6.根据权利要求1所述的能源在线监测系统，其特征在于：所述系统设置有智能电源模块，具备本地和远程的供电恢复能力，具备本地和远程的网络设备重启功能；供电可以远程重启，网络设备如遇死机可本地重启，备远程定时加断电功能。
7.根据权利要求1所述的能源在线监测系统，其特征在于：所述系统还设置有软件，采用的监测系统软件具有以下功能模块：
(1)图形配置功能：设有基本控件，包括按钮，标签，编辑框，线，矩形，圆形，图片(支持PNG,JPG等，图片支持透明效果)；Windows控件：多选框，列表框，单选框，树；高级控件：实时趋势控件，历史趋势控件，报警控件(可查询，可导出EXCEL)，报表控件(可查询，可导出EXCEL)，也设有其他控件，包括流体动画控件，定时器控件，触发器控件；
(2)窗体功能模块：用户可以自由配置画面，画面可自定义大小，支持分组；
(3)控件功能：通过绑定变量，支持常见属性变化(颜色，显示隐藏，旋转，移动等)，通过JS脚本，可以对控件属性自由操作；
(4)报警功能模块：支持实时报警和历史报警，可查询，可导出EXCEL；支持报警分组，支持短信报警(增加短信猫即可)；
(5)历史数据功能模块：最大2G历史数据(100个浮点历史数据，1分钟保存一次，1年，大约250M)；支持定义报表(随意配置即可)；支持多种语言；
(6)驱动方式：支持OPC，支持ModbusRTU，支持ModbusTCP，支持ModbusTCP/RTU转发；支持万能协议；支持能源国标上传协议；支持通讯优化(仅当前打开的画面，其包含的变量，进行通讯)；支持脚本、系统启动运行、条件触发运行、循环运行。
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