CN113568345A - 一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置,包括:采集控制机构和级联总线机构;级联总线机构和采集控制机构之间采用多模式端口连接;其中,级联总线机构连接有多个测量仪表设备;采集控制机构能够通过级联总线机构控制多个测量仪表设备的工作;多个测量仪表设备能够借助于级联总线结构的多模式端口将工作数据发送给采集控制机构;采集控制机构能够将接收到的工作数据进行预处理后存储到本地,并按照设定的协议通过GPRS上传到远程采集后台服务器。本发明提供的管理系统能够满足对不同厂商、不同规约、不同总线设备数据采集、控制要求,灵活可靠,易于扩展;保证数据传输可靠、不丢失,同时便于工程技术人员实施、维护。
Description
技术领域
本发明属于物联网技术领域,尤其涉及一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置及控制方法。
背景技术
随着物联网的发展,工业、民用智能仪表的普及,越来越多智能仪表安装、运行到工业及民用现场,比如热表、水表、电表、燃气表、各种各样传感器等。这些仪表及传感器中多数没有集成无线通讯模块,不支持远程通讯,但他们都具备MBUS总线通讯或RS485总线通讯能力,通过本地采集后传输到远程服务器,一般通过GPRS通讯来完成远程数据传输。实现远程抄表、控制、计费收费、数据分析、辅助决策等业务。
目前市面上使用的集中采集设备由各自企业定向开发、功能较单一,配置方式固定,难于扩展,GPRS模块需要外部整合,造成设备不够通用,配置、扩展、维护能力差,适应范围有限等,难于与其他厂商设备互换。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有存在的技术问题,本发明提供一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置及控制方法,实现设备数据集中采集、可信传输;方便使用、利于维护。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置,包括:采集控制机构和级联总线机构;
所述级联总线机构和所述采集控制机构之间采用多模式端口连接;
其中,所述级联总线机构连接有多个测量仪表设备;
所述采集控制机构能够通过所述级联总线机构控制多个所述测量利表设备的工作;
多个所述测量仪表设备能够借助于所述级联总线结构的多模式端口将工作数据发送给所述采集控制机构;
所述采集控制机构能够将接收到的所述工作数据进行预处理后存储到本地,并按照设定的协议通过GPRS上传到远程采集后台服务器。
优选地,所述采集控制机构包括:壳体、控制主板、数据库组件、4G模块、多模式端口、电源模块和人机交互组件;
所述控制主板、所述数据库组件、所述4G模块和所述电源模块均设置在所述壳体内;
所述控制主板分别与所述数据库组件、所述4G模块和所述电源模块连接;
所述多模式端口镶嵌在所述壳体上,并与所述控制主板连接;
所述人机交互组件设置在所述壳体上,并与所述控制主板连接。
优选地,所述人机交互组件至少包括:显示器和扬声器;
所述显示器和所述扬声器均与所述控制主板连接;
其中,所述显示器为触摸屏。
优选地,所述多模式端口至少包括:RS232通讯端口和RS485通讯端口;
所述电源模块包括:电池组件和外接电源线;
所述电池组件与所述控制主板连接;
所述外接电源线与所述电池组件连接。
优选地,所述数据库组件内设有单独的设备规约模块;
所述规约模块内设有多套协议规约标准;
所述多套协议规约标准能够动态调整。
优选地,所述测量仪表包括但不限于热表、水表、电表和燃气表中的任一种。
本技术方案还提供一种基于上述方案所述的用于集中采集仪表数据的智能控制装置的控制方法,包括如下步骤:
S1、测量仪表设备将工作数据发送给所述级联总线机构;
S2、所述级联总线机构按照级联协议规约将接收到的工作数据预处理生成协议命令数据,并将生成的协议命令数据通过级联端口发送给所述采集控制机构;
S3、所述采集控制机构将接收到的协议命令数据进行数据解析,并将解析的数据赋值给相应的测量仪表设备;
S4、所述采集控制机构将经过赋值的解析数据生成符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据;
S5、所述采集控制机构符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据通过GPRS上传给所述远程采集后台服务器。
优选地,所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括:
所述采集控制机构中的控制主板内嵌的程序将经过赋值的解析数据存储到所述数据库组件中。
优选地,所述步骤S4之前还包括:
所述控制主板内嵌的程序判断GPRS是否在线;
若GPRS在线,则生成符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据,并上传给所述远程采集后台服务器;
所述远程采集后台服务器接收到规约数据后,向所述采集控制机构发送接收确认指令;
所述采集控制机构接收到所述接收确认指令后,清除上传标志。
优选地,所述步骤S1之前还包括:所述远程采集后台服务器向所述采集控制机构发送数据采集命令;
所述采集控制机构将接收到的数据采集命令发送给所述级联总线机构;
所述级联总线机构将接收到的数据采集命令发送给所述多个测量仪表设备。
(三)有益效果
本发明的有益效果是:本发明提供的一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置及控制方法,具有以下有益效果:
本发明为基于标准linux操作系统的嵌入式设备,整合4G模块,软件设计时采取设备规约形成独立模块、以库调用形式调用,而不是嵌入到管理程序中,设备采集使用通讯端口、规约可动态配置,满足对不同厂商、不同规约、不同总线设备数据采集、控制要求,灵活可靠,易于扩展。内部整合GPRS数据传输功能保证数据传输可靠、不丢失,同时便于工程技术人员实施、维护。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置的结构示意图;
图2为本发明提供的一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置及控制方法中程序数据结构示意图;
图3为本发明提供的一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置及控制方法中采集工作原理图;
图4为本发明提供的一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置及控制方法中数据上传原理图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。
如图1-图4所示,本实施例中公开了一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置,包括:采集控制机构和级联总线机构。所述级联总线机构和所述采集控制机构之间采用多模式端口连接。其中,所述级联总线机构连接有多个测量仪表设备;所述采集控制机构能够通过所述级联总线机构控制多个所述测量利表设备的工作。多个所述测量仪表设备能够借助于所述级联总线结构的多模式端口将工作数据发送给所述采集控制机构。
所述采集控制机构能够将接收到的所述工作数据进行预处理后存储到本地,并按照设定的协议通过GPRS上传到远程采集后台服务器。
本实施例中所述采集控制机构包括:壳体、控制主板、数据库组件、4G模块、多模式端口、电源模块和人机交互组件。
所述控制主板、所述数据库组件、所述4G模块和所述电源模块均设置在所述壳体内;所述控制主板分别与所述数据库组件、所述4G模块和所述电源模块连接;所述多模式端口镶嵌在所述壳体上,并与所述控制主板连接;所述人机交互组件设置在所述壳体上,并与所述控制主板连接。
本实施例中所述人机交互组件至少包括:显示器和扬声器;所述显示器和所述扬声器均与所述控制主板连接;其中,所述显示器为触摸屏。
具体地,内部整合4G模块,通过程序控制,把4G模块配置成可控GPRS,当离线时,采集数据保存在本地数据库中,上线后再传输,避免数据丢失,做到传输可控、可信、完整;采集方式可配置调整,设备通讯规约、使用端口可选,能够完成各种各样现场设备采集管理,灵活便利、易于扩展;使用完善的linux操作系统,保证通用可互换;5G路由功能,提高过程方案灵活性、调试便捷性,满足不同需求。上传数据内容以模板方式管理,数据传输长度(字节数)、方式(整数、IEEE754)、次序可以调整,适应不同远程采集后台要求。
实际上,本实施例中的用户能够通过人机交互组件对采集控制机构内置的采集管理程序进行自定义动态调整,以满足各种各样现场设备采集管理,例如:运行定义信息、界面定义信息、端口定义信息、设备定义信息、设备模板定义信息、规约配置文件和规约库文件的调整等。
本实施例中所述多模式端口至少包括:RS232通讯端口和RS485通讯端口;所述电源模块包括:电池组件和外接电源线;所述电池组件与所述控制主板连接;所述外接电源线与所述电池组件连接。
本实施例中的连接端口可选,能够实现各种各样现场设备采集管理,灵活便利、易于扩展。
本实施例中所述数据库组件内设有单独的设备规约模块;所述规约模块内设有多套协议规约标准;所述多套协议规约标准能够动态调整。
详细地,数据库组件中的协议规约标准能够通过人机交互组件进行动态调整,具体依据不同仪表或远程采集后台服务器的标准进行调整。
本实施例中所述的测量仪表包括但不限于热表、水表、电表和燃气表中的任一种。
应说明的是:本实施例中的智能控制装置为自研linux系统嵌入式设备,整合4G模块;具备2路RS232、RS485通讯端口。一套采集、通讯管理软件,包括主控软件、若干通讯规约库文件。主控管理软件配置成自动启动形式,需要采集控制根据文本配置文件指定信息调用相应设备规约库,形成采集、控制命令,发出命令获取数据,再由特定规约解析数据,形成统一格式数据内容。按配置上传规约组织上传数据上传。
本实施例中还提供一种基于上述实施例中所述的用于集中采集仪表数据的智能控制装置的控制方法,包括如下步骤:
S1、测量仪表设备将工作数据发送给所述级联总线机构;
这里的测量仪表可以的工作数据可以为水表的用水量数据、燃气的用气量数据、入户电表的用电量数据。
S2、所述级联总线机构按照级联协议规约将接收到的工作数据预处理生成协议命令数据,并将生成的协议命令数据通过级联端口发送给所述采集控制机构;这里的议命令数据应当与采集控制机构的标准匹配。
S3、所述采集控制机构将接收到的协议命令数据进行数据解析,并将解析的数据赋值给相应的测量仪表设备;
S4、所述采集控制机构将经过赋值的解析数据生成符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据。
S5、所述采集控制机构符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据通过GPRS上传给所述远程采集后台服务器。
本实施例中所述的步骤S3和所述步骤S4之间还包括:
所述采集控制机构中的控制主板内嵌的程序将经过赋值的解析数据存储到所述数据库组件中。这样可以保证数据传输可靠、不丢失。
本实施例中所述的步骤S4之前还包括:所述控制主板内嵌的程序判断GPRS是否在线;
若GPRS在线,则生成符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据,并上传给所述远程采集后台服务器;所述远程采集后台服务器接收到规约数据后,向所述采集控制机构发送接收确认指令;所述采集控制机构接收到所述接收确认指令后,清除上传标志。
本实施例中所述的步骤S1之前还包括:所述远程采集后台服务器向所述采集控制机构发送数据采集命令;所述采集控制机构将接收到的数据采集命令发送给所述级联总线机构;所述级联总线机构将接收到的数据采集命令发送给所述多个测量仪表设备。
详细地,本实施例提供的智能控制装置为基于标准linux操作系统的嵌入式设备,整合4G模块,软件设计时采取设备规约形成独立模块、以库调用形式调用,而不是嵌入到管理程序中,设备采集使用通讯端口、规约可动态配置,满足对不同厂商、不同规约、不同总线设备数据采集、控制要求,灵活可靠,易于扩展。内部整合GPRS数据传输功能保证数据传输可靠、不丢失,同时便于工程技术人员实施、维护。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理,这些描述只是为了解释本发明的原理,不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于集中采集仪表数据的智能控制装置,其特征在于,包括:采集控制机构和级联总线机构;
所述级联总线机构和所述采集控制机构之间采用多模式端口连接;
其中,所述级联总线机构连接有多个测量仪表设备;
所述采集控制机构能够通过所述级联总线机构控制多个所述测量利表设备的工作;
多个所述测量仪表设备能够借助于所述级联总线结构的多模式端口将工作数据发送给所述采集控制机构;
所述采集控制机构能够将接收到的所述工作数据进行预处理后存储到本地,并按照设定的协议通过GPRS上传到远程采集后台服务器。
2.根据权要求1所述的智能控制装置,其特征在于,
所述采集控制机构包括:壳体、控制主板、数据库组件、4G模块、多模式端口、电源模块和人机交互组件;
所述控制主板、所述数据库组件、所述4G模块和所述电源模块均设置在所述壳体内;
所述控制主板分别与所述数据库组件、所述4G模块和所述电源模块连接;
所述多模式端口镶嵌在所述壳体上,并与所述控制主板连接;
所述人机交互组件设置在所述壳体上,并与所述控制主板连接。
3.根据权利要求2所述的智能控制装置,其特征在于,
所述人机交互组件至少包括:显示器和扬声器;
所述显示器和所述扬声器均与所述控制主板连接;
其中,所述显示器为触摸屏。
4.根据权利要求3所述的智能控制装置,其特征在于,所述多模式端口至少包括:RS232通讯端口和RS485通讯端口;
所述电源模块包括:电池组件和外接电源线;
所述电池组件与所述控制主板连接;
所述外接电源线与所述电池组件连接。
5.根据权利要求4所述的智能控制装置,其特征子在于,
所述数据库组件内设有单独的设备规约模块;
所述规约模块内设有多套协议规约标准;
所述多套协议规约标准能够动态调整。
6.根据权利要求5所述的智能控制装置,其特征在于,所述测量仪表包括但不限于热表、水表、电表和燃气表中的任一种。
7.一种基于如权利要求1-6任一项所述的智能控制装置的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、测量仪表设备将工作数据发送给所述级联总线机构;
S2、所述级联总线机构按照级联协议规约将接收到的工作数据预处理生成协议命令数据,并将生成的协议命令数据通过级联端口发送给所述采集控制机构;
S3、所述采集控制机构将接收到的协议命令数据进行数据解析,并将解析的数据赋值给相应的测量仪表设备;
S4、所述采集控制机构将经过赋值的解析数据生成符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据;
S5、所述采集控制机构符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据通过GPRS上传给所述远程采集后台服务器。
8.根据权利要求7所述的智能控制装置的控制方法,其特征在于,所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括:
所述采集控制机构中的控制主板内嵌的程序将经过赋值的解析数据存储到所述数据库组件中。
9.根据权利要求8所述的智能控制装置的控制方法,其特征在于,所述步骤S4之前还包括:
所述控制主板内嵌的程序判断GPRS是否在线;
若GPRS在线,则生成符合所述远程采集后台服务器协议规约的规约数据,并上传给所述远程采集后台服务器;
所述远程采集后台服务器接收到规约数据后,向所述采集控制机构发送接收确认指令;
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10.根据权利要求7所述的智能控制装置的控制方法,其特征在于,
所述步骤S1之前还包括:所述远程采集后台服务器向所述采集控制机构发送数据采集命令;
所述采集控制机构将接收到的数据采集命令发送给所述级联总线机构;
所述级联总线机构将接收到的数据采集命令发送给所述多个测量仪表设备。
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