CN113110174A - 一种水利行业采集平台模块化设计系统 - Google Patents

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陈杰
傅韬
邹文生
朱斌
李松
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Abstract

本发明公开了一种水利行业采集平台模块化设计系统，该水利行业采集平台模块化设计系统，包括机箱：该机箱，包括：电源模块，通过电源总线输出电压供功能模块、通信模块、系统主控模块工作；系统主控模块，用于控制电源模块输出电压，控制功能模块功能是否运行，与通信模块实现远程数据传输；功能模块，提供相关功能便于处理数据；通信模块，接收系统主控模块传输的数据，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了一种网关平台，采用模块化设计方式，将功能模块作为独立的模块设计，采用标准机箱插槽连接，可以针对现场选择不同的功能模块插入实现功能，可以针对现场进行适配，可降低设备成本，提高产品的灵活性，满足不同的市场需求。

Description

一种水利行业采集平台模块化设计系统
技术领域
本发明涉及，具体是一种水利行业采集平台模块化设计系统。
背景技术
随着智慧水利建设，水利行业需要对现场部署大量的传感器感知网络，用于监测采集数据，目前行业内使用传统的RTU连接传感器，RTU（远程遥测终端）采集传感器数据并上传云平台。目前市场上的RTU均采用一体化设计，集成了传感器采集，数据通信等，大部分RTU产品只针对某一个水利场景设计，通用性和可扩展性较差，接入的传感器类型与数量均会受到限制。
将系统的各个部分独立模块化设计，系统可以通过模块拼装的方式组合，形成不同的产品形态以实现不同的功能，将可以有效的解决RTU通用性和可扩展性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水利行业采集平台模块化设计系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水利行业采集平台模块化设计系统，包括机箱，所述机箱上面包括电源模块、系统主控模块、通信模块、功能模块，所述电源模块通过电源总线与系统主控模块双向连接，电源模块连接通信模块、功能模块，系统主控模块通过通信总线连接功能模块，系统主控模块通过通信总线双向连接通信模块。
作为本发明再进一步的方案：机箱采用插箱设计，内置底板，底板将传感器连接进入功能模块。可以方便快捷的更换传感器。
作为本发明再进一步的方案：底板采用欧式插座作为连接器，机箱采用导轨槽设计方式。使各个模块可靠连接。
作为本发明再进一步的方案：通信模块采用模块化设计方式，可以进行替换。实现根据现场适配，通信模块可以替换4G、5G、cat.1、NBiot、Lora等。
作为本发明再进一步的方案：电源模块包括电压调节模块。对输出给各个模块的电压进行调节，电源模块可支持市电、锂电池、蓄电池以及太阳能等新能源多种充电多种方式。
作为本发明再进一步的方案：电源总线分为两种，一种为可控电源总线，一种为不可控电源总线。电源模块设计有低功耗控制，提供系统主控模块控制可控电源总线，消除不必要的电源输入，使设备功耗降低；电源总线为模块提供电源，通信总线使各模块实现数据通信。
作为本发明再进一步的方案：功能模块可支持多模块插入与定制。如采集模块、AI模块、视频模块、存储模块等，功能模块与系统主控模块通过通信总线交互，可以根据现场需求制定，使系统做到开放，灵活。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了一种网关平台，采用了模块化设计方式，将功能模块作为独立的模块设计，采用标准机箱插槽连接，可以针对现场选择不同的功能模块插入实现功能，可以针对现场进行适配，可降低设备成本，提高产品的灵活性，满足不同的市场需求。
附图说明
图1为一种水利行业采集平台模块化设计系统的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种水利行业采集平台模块化设计系统，包括机箱，所述机箱包括用于提供电源的电源模块，用于对系统管理与控制的系统主控模块，用于进行远程通信的通信模块，用于提供多种功能的功能模块，所述电源模块通过电源总线与系统主控模块双向连接，电源模块连接通信模块、功能模块，系统主控模块通过通信总线连接功能模块，系统主控模块通过通信总线双向连接通信模块。
机箱底部设计有一块线路底板，底板包含传感器接线端子，传感器接线端子可以将各类传感器电缆接入采集平台。底板上部设计有模块插槽连接器，该连接器采用96针欧式插座，保证模块连接可靠。底板固定在机箱底部，模块化的功能模块可以从正面插入。机箱设计有10个标准插槽，每个插槽可以插入一块功能模块，机箱有导槽设计，可以使模块按照导槽方向插入。系统自定了两套总线，分别为电源总线和通信总线，可以使模块在插箱内随意安放，方便现场安装和调整。
机箱包括电源模块、系统控制器模块和通信模块，功能模块可以为传感器采集类模块，例如RS485/RS232等数字信号采集，也可以为电压/电流等模拟信号采集模块，也可以为AI模块，视频模块等，该功能模块的多样性，使采集平台可以适用不同的工作场景，满足不同客户的需求，通信模块可以选择4G、5G、cat.1、NBiot等多种方式。
系统内部采用总线连接，通过欧式插座实现物理连接，该总线为自定义总线，功能模块满足该总线即可接入采集平台，电源总线包含几组电源线：5V，12V，24V等，其中，12V电源包含可控制关断部分和不可控制部分，不可控制部分满足部分功能模块需要长电的需求，同时可控制关断部分控制不需要长电的模块，实现低功耗。通信总线主要包含SPI总线和USART串行总线两类，满足功能模块与系统控制器之间的通信控制需求。
本发明的工作原理是：机箱上的各模块直接通过机箱的底板进行连接，底板预留接口插槽，可支持不同的模块接入。
底板接口插槽分为三个部分，功能模块插槽：接入电源模块，通信模块，主控模块等核心必要模块；
不固定插槽：连接功能模块，根据需要接入不同的模块，如采集模块、AI模块、视频模块、存储模块等；
预留固定插槽：用于接入不同的传感器类型，并可实现大量传感器接入，可根据现场的传感器类型选择不同的传感器模块，同时支持多种信号输入，包括RS485，RS232，SDI12，电压，电流，视频等信号；
底板同时预留2个扩展槽位，实现AI计算，数据分析等功能。模块化设计通过底板接入，通过系统内部总线连接，实现各模块之间的协同工作。模块化设计可根据项目情况灵活配置，降低系统部署成本，可以方便后期升级维护。有效解决现在RTU功能单一，不可扩展等问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种水利行业采集平台模块化设计系统，其特征在于，
该水利行业采集平台模块化设计系统，包括机箱：
该机箱，包括：
电源模块，通过电源总线输出电压供功能模块、通信模块、系统主控模块工作；
系统主控模块，通过电源总线控制电源模块输出电压，通过通信总线控制功能模块相关功能是否运行，通过通信总线与通信模块实现双向远程数据传输；
功能模块，提供相关功能便于处理数据；
通信模块，接收系统主控模块传输的数据，并将数据传输到云平台，供他人远程观察数据。
2.根据权利要求1所述的水利行业采集平台模块化设计系统，其特征在于，机箱采用插箱设计，内置底板，底板将传感器连接进入功能模块。
3.根据权利要求1所述的水利行业采集平台模块化设计系统，其特征在于，底板采用欧式插座作为连接器，机箱采用导轨槽设计方式。
4.根据权利要求1所述的水利行业采集平台模块化设计系统，其特征在于，通信模块采用模块化设计方式，可以进行替换。
5.根据权利要求1所述的水利行业采集平台模块化设计系统，其特征在于，电源模块包括电压调节模块。
6.根据权利要求5所述的水利行业采集平台模块化设计系统，其特征在于，电源总线分为两种，一种为可控电源总线，一种为不可控电源总线。
7.根据权利要求1所述的水利行业采集平台模块化设计系统，其特征在于，功能模块可支持多模块插入与定制。
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