CN117762067A - 一种rtu设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种RTU设备，包括相互电性连接的微控制器及接入组件，接入组件包括通道接口、受控源输出与振弦测量模块、RS485驱动器、温度测量模块及开关量输入输出模块，通道接口的第一端通过光耦继电器连接受控源输出与振弦测量模块，通道接口的第二端连接第一两路转换触点继电器的输入端，第一两路转换触点继电器通过分隔模块分别连接RS485驱动器、温度测量模块及开关量输入输出模块。通过控制光耦继电器、第一两路转换触点继电器及分隔模块的通断，实现于不同监测模式之间的功能切换，以适配不同的监测场景，提高了RTU设备的使用灵活性，且实现了一个通道接口对多场景的需求，避免了多接口造成的资源浪费。

Description

一种RTU设备

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，特别涉及一种RTU设备。

背景技术

目前，市面上的RTU设备均为功能固定的单一检测设备，其一般针对某一特定监测场景而设计的专用模块，如：在针对测量应力应变场景时，需要使用具备振弦测量功能为主的RTU模块；在针对边坡监测中使用RS485接口的测斜仪监测场景中，需要使用以RS485接口为主的RTU模块；在针对使用翻斗式雨量计等开关量信号的传感器时，需要使用以开关量为主的RTU模块。

其单一的功能在面对复合场景的使用需求时，则需要配备不同的RTU设备，导致使用成本拉高，使用的灵活性较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种RTU设备，旨在解决现有技术中单一功能的RTU设备，其在不同的监测场景中，需对应选择不同的RTU设备，导致生产成本拉高，使用灵活性较差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种RTU设备，包括相互电性连接的微控制器及接入组件，所述接入组件包括通道接口、受控源输出与振弦测量模块、RS485驱动器、温度测量模块及开关量输入输出模块，所述通道接口的第一端通过光耦继电器连接所述受控源输出与振弦测量模块，所述通道接口的第二端连接第一两路转换触点继电器的输入端，所述第一两路转换触点继电器通过分隔模块分别连接所述RS485驱动器、所述温度测量模块及所述开关量输入输出模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：在需要将所述RTU设备应用于监测场景时，通过所述微控制器控制所述光耦继电器、所述第一两路转换触点继电器及所述分隔模块的通断，进而实现于所述受控源输出与振弦测量模块、所述RS485驱动器、所述温度测量模块及所述开关量输入输出模块之间的功能切换，以完成不同的监测场景的适配，即通过单台的所述RTU设备实现了多种监测功能的切换，提高了所述RTU设备的使用灵活性，且实现了一个所述通道接口对多功能切换的需求，进一步提高了所述RTU设备的通用性和灵活性，对于不同的监测场景，无需设置多个接口来适配不同的监测功能，避免了在单一监测场景时，多接口造成的资源浪费。

进一步，所述分隔模块包括两路磁保持转换触点继电器及第二两路转换触点继电器，所述第一两路转换触点继电器的常闭触点通过所述两路磁保持转换触点继电器连接所述开关量输入输出模块，所述第一两路转换触点继电器的常开触点通过所述第二两路转换触点继电器分别连接所述RS485驱动器及所述温度测量模块。

更进一步，所述开关量输入输出模块包括输入单元及输出单元，所述两路磁保持转换触点继电器分别连接所述输入单元及所述输出单元。

更进一步，所述第二两路转换触点继电器的常开触点连接所述RS485驱动器，所述第二两路转换触点继电器的常闭触点连接所述温度测量模块。

更进一步，所述通道接口与所述光耦继电器之间设置第一浪涌吸收单元，所述通道接口与所述第一两路转换触点继电器之间设置第二浪涌吸收单元。

更进一步，所述第一浪涌吸收单元及所述第二浪涌吸收单元的工作电压为15V。

更进一步，所述微控制器通过IO扩展器连接所述接入组件，所述IO扩展器为16bit的IIC接口器件。

更进一步，所述微控制器电性连接4G模块，以使所述RTU设备通讯连接监测平台。

更进一步，所述微控制器电性连接蓝牙模块，以使所述RTU设备通讯连接终端。

再进一步，所述微控制器电性连接RTC模块，以为所述RTU设备提供实时时钟。

附图说明

图1为本发明实施例中RTU设备的结构框图；

主要元件符号说明：

10、微控制器；20、接入组件；210、通道接口；211、第一浪涌吸收单元；212、第二浪涌吸收单元；220、受控源输出与振弦测量模块；230、RS485驱动器；240、温度测量模块；250、开关量输入输出模块；251、输入单元；252、输出单元；30、光耦继电器；40、第一两路转换触点继电器；50、分隔模块；510、两路磁保持转换触点继电器；520、第二两路转换触点继电器；60、IO扩展器；70、4G模块；80、蓝牙模块；90、RTC模块。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明实施例中的RTU设备，包括相互电性连接的微控制器10及接入组件20，优选地，所述微控制器10通过IO扩展器60连接所述接入组件20，所述IO扩展器60为16bit的IIC接口器件，通过设置所述IO扩展器60，可减轻所述微控制器10的物理接口数量负担，扩展所述微控制器10的逻辑控制信号，节省所述微控制器10的IO资源；所述微控制器10电性连接4G模块70，以使所述RTU设备通讯连接监测平台，即在完成监测场景的对应监测数据采集后，可通过所述4G模块70将监测数据传输至监测平台，进而对数据的统筹把控；所述微控制器10电性连接蓝牙模块80，以使所述RTU设备通讯连接终端，在本实施例中，所述终端为手机，通过设置所述蓝牙模块80，可使手机与所述RTU设备通讯连接，工作人员可通过手机对所述RTU设备进行工作状态的读取及工作模式的配置；所述微控制器10电性连接RTC模块90，以为所述RTU设备提供实时时钟，即在进行监测数据的采集的过程中，所述RTC模块90可为监测数据提供相应的时间标签。

所述接入组件20包括通道接口210、受控源输出与振弦测量模块220、RS485驱动器230、温度测量模块240及开关量输入输出模块250，可以理解地，所述受控源输出与振弦测量模块220对应应力应变场景的监测需求，所述RS485驱动器230对应边坡测斜场景的监测需求，所述开关量输入输出模块250对应翻斗式雨量计等开关量信号传感器的监测需求，所述温度测量模块240用于对不同监测场景中的环境温度进行监测。

所述通道接口210的第一端通过光耦继电器30连接所述受控源输出与振弦测量模块220，优选地，所述通道接口210与所述光耦继电器30之间设置第一浪涌吸收单元211，所述通道接口210的第二端连接第一两路转换触点继电器40的输入端，所述通道接口210与所述第一两路转换触点继电器40之间设置第二浪涌吸收单元212。在本实施例中，所述第一浪涌吸收单元211及所述第二浪涌吸收单元212均用于对所述通道接口210进行浪涌保护，优选地，所述第一浪涌吸收单元211及所述第二浪涌吸收单元212均为TVS管，且所述第一浪涌吸收单元211及所述第二浪涌吸收单元212的工作电压为15V。所述光耦继电器30与所述受控源输出与振弦测量模块220组成受控源和振弦信号的片选链路，其中，所述光耦继电器30主要实现所述受控源输出与振弦测量模块220及所述第一两路转换触点继电器40之间的物理隔离，同时，所述光耦继电器30可控制两个通道振弦信号的通断以及受控源输出，也可以完全关断与输出的电气连接，受控源来自于振弦传感器的激振电源，在所述RTU设备配置为振弦采集仪模式时，激振电源工作为脉冲方式，在配置为受控源输出模式时，激振电源配置为常开模式。

所述第一两路转换触点继电器40通过分隔模块50分别连接所述RS485驱动器230、所述温度测量模块240及所述开关量输入输出模块250。在需要将所述RTU设备应用于监测场景时，通过所述微控制器10控制所述光耦继电器30、所述第一两路转换触点继电器40及所述分隔模块50的通断，进而实现于所述受控源输出与振弦测量模块220、所述RS485驱动器230、所述温度测量模块240及所述开关量输入输出模块250之间的功能切换，以完成不同的监测场景的适配，即通过单台的所述RTU设备实现了多种监测功能的切换，提高了所述RTU设备的使用灵活性，且实现了一个所述通道接口210对多功能切换的需求，进一步提高了所述RTU设备的通用性和灵活性，对于不同的监测场景，无需设置多个接口来适配不同的监测功能，避免了在单一监测场景时，多接口造成的资源浪费。

进一步地，所述分隔模块50包括两路磁保持转换触点继电器510及第二两路转换触点继电器520，所述第一两路转换触点继电器40的常闭触点通过所述两路磁保持转换触点继电器510连接所述开关量输入输出模块250，所述第一两路转换触点继电器40的常开触点通过所述第二两路转换触点继电器520分别连接所述RS485驱动器230及所述温度测量模块240，即通过所述第一两路转换触点继电器40可选择应用所述RS485驱动器230及所述温度测量模块240或所述开关量输入输出模块250。

所述开关量输入输出模块250包括输入单元251及输出单元252，所述两路磁保持转换触点继电器510分别连接所述输入单元251及所述输出单元252，即通过所述两路磁保持转换触点继电器510可选择应用开关量输入模式或开关量输出模式，由于电路为了适应低功耗场景，所述两路磁保持转换触点继电器510自身的耗电较高，为了保持工作模式，所述两路磁保持转换触点继电器510只需要一次通电动作，就可以掉电保持工作状态。需要说明的是，所述输入单元251采用光电隔离器隔离和监测外部开关量输入信号，所述光电隔离器的电源与所述微控制器10一路，以保证系统休眠后，该部分电路还能正常工作。所述第二两路转换触点继电器520的常开触点连接所述RS485驱动器230，所述第二两路转换触点继电器520的常闭触点连接所述温度测量模块240，即通过所述第二两路转换触点继电器520可选择应用所述RS485驱动器230或所述温度测量模块240。在确定所述RTU设备所需应用的监测场景后，通过所述微控制器10对所述接入组件20内进行整体连接线路的控制，以完成所述通道接口210至任一功能模块的连接，同时断开所述通道接口210与其他功能模块的连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种RTU设备，其特征在于，包括相互电性连接的微控制器及接入组件，所述接入组件包括通道接口、受控源输出与振弦测量模块、RS485驱动器、温度测量模块及开关量输入输出模块，所述通道接口的第一端通过光耦继电器连接所述受控源输出与振弦测量模块，所述通道接口的第二端连接第一两路转换触点继电器的输入端，所述第一两路转换触点继电器通过分隔模块分别连接所述RS485驱动器、所述温度测量模块及所述开关量输入输出模块。

2.根据权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述分隔模块包括两路磁保持转换触点继电器及第二两路转换触点继电器，所述第一两路转换触点继电器的常闭触点通过所述两路磁保持转换触点继电器连接所述开关量输入输出模块，所述第一两路转换触点继电器的常开触点通过所述第二两路转换触点继电器分别连接所述RS485驱动器及所述温度测量模块。

3.根据权利要求2所述的RTU设备，其特征在于，所述开关量输入输出模块包括输入单元及输出单元，所述两路磁保持转换触点继电器分别连接所述输入单元及所述输出单元。

4.根据权利要求2所述的RTU设备，其特征在于，所述第二两路转换触点继电器的常开触点连接所述RS485驱动器，所述第二两路转换触点继电器的常闭触点连接所述温度测量模块。

5.根据权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述通道接口与所述光耦继电器之间设置第一浪涌吸收单元，所述通道接口与所述第一两路转换触点继电器之间设置第二浪涌吸收单元。

6.根据权利要求5所述的RTU设备，其特征在于，所述第一浪涌吸收单元及所述第二浪涌吸收单元的工作电压为15V。

7.根据权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述微控制器通过IO扩展器连接所述接入组件，所述IO扩展器为16bit的IIC接口器件。

8.根据权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述微控制器电性连接4G模块，以使所述RTU设备通讯连接监测平台。

9.根据权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述微控制器电性连接蓝牙模块，以使所述RTU设备通讯连接终端。

10.根据权利要求1所述的RTU设备，其特征在于，所述微控制器电性连接RTC模块，以为所述RTU设备提供实时时钟。