CN201540642U - 基于gprs远程通讯的模拟量开关量数字量采集装置 - Google Patents

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王向强
吴盘海
牟维斌
张文心
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Abstract

本实用新型是一种基于GPRS远程通讯的模拟量开关量数字量采集装置，包括主站(5)和与主站(5)通过通讯电路连接的采集终端(2)，采集终端(2)下挂多个表计(1)，所述的采集终端(2)包含有嵌入式处理器，和分别连接于嵌入式处理器上的GPRS通讯模块、RS485串口通讯模块；嵌入式处理器还外接有SRAM存储器、FLASH存储器、模拟量采集模块、数字量采集模块和开关量采集模块。本实用新型提供了一种利用嵌入式系统技术和GPRS通讯网络技术的对模拟量、开关量及数字量进行混合采集的装置，其采用GPRS通讯网络作为数据传输网络平台，监测各电能表的电量数据，实现科学化管理。

Description

基于GPRS远程通讯的模拟量开关量数字量采集装置
技术领域  本实用新型涉及一种模拟量开关量数字量采集装置，特别涉及一种基于GPRS远程通讯的模拟量开关量数字量采集装置，用于同时采集工业用不同仪表的模拟量、开关量或数字量。
背景技术  随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。目前工业企业大多采用PLC产品对各种仪表的模拟量、开关量或数字量进行采集，由于不同仪表数据的采集需要不同的采集卡插入到PLC中进行分别采集，因而造成整个PLC装置的体积过大，成本高，不能满足小型企业低成本的要求。目前，尚没有一种装置能够对模拟量、开关量及数字量进行混合采集。
实用新型内容  本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于GPRS远程通讯的模拟量开关量数字量采集装置，可以对模拟量、开关量及数字量进行混合采集，装置的制造成本低，通讯费用低而且数据传输和存储高效可靠。以克服应用现有PLC产品采集数据的缺陷。
为了解决上述问题，本实用新型采取的技术措施是：
一种基于GPRS远程通讯的模拟量开关量数字量采集装置，包括主站和与主站通过通讯电路连接的采集终端，采集终端下挂多个表计，其特征在于：所述的采集终端包含有嵌入式处理器，和分别连接于嵌入式处理器上的GPRS通讯模块、RS485串口通讯模块；嵌入式处理器还外接有SRAM存储器、FLASH存储器、模拟量采集模块、数字量采集模块和开关量采集模块。
所述的嵌入式处理器还外扩有以太网通讯模块、实时时钟。
所述的主站还连有数据库服务器。
本实用新型的积极效果在于：
(1)、本实用新型提供了一种利用嵌入式系统技术和GPRS通讯网络技术的对模拟量、开关量及数字量进行混合采集的装置，其采用GPRS通讯网络作为数据传输网络平台，监测各电能表的电量数据，实现科学化管理。利用遍布全国各地的GSM网络建设，确保了GPRS信号在全国的覆盖，解决了原有通讯的物理距离的限制；GPRS网络通讯具有按流量收费、可靠性高、装置可放在任意位置、通讯费用低廉等优势。终端结合嵌入式系统软硬件技术，利用开源嵌入式操作系统；主站和终端之间采用TCP/IP协议通讯，网络设计简单可靠，降低了维护成本，更能满足中小企业低成本的需求。
(2)、采用ADC芯片加滤波电路对外部模拟量进行采集，保证了数据采集的准时和准确度。采用PCA芯片对数字量进行采样，脉冲信号稳定性好。
(3)、数据存储采用大容量SRAM存储器结合FLASH存储器分别对随机数据和历史数据进行存储，存储速度快，没有擦写寿命限制。
附图说明  图1为本实用新型的拓扑结构示意图。
图2为本实用新型采集终端的电路原理图。
图3为嵌入式处理器接口电路原理图。
图4为模拟采集部分电路原理图。
图5为RS485串口通讯模块电路原理图。
图6为SRAM接口电路原理图。
图7为以太网通讯模块电路原理图。
图8为实时时钟电路原理图。
图9为电源供电电路原理图。
具体实施方式  下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。
如图1所示，本实例包括主站5和采集终端2，主站5与采集终端2之间通过通讯电路连接。采集终端2是一个独立的工作单元，如图2、3所示，以嵌入式处理器(图中以Philip系列的嵌入式处理器LPC2292为例)为核心，外接SRAM存储器，FLASH存储器、外扩RS485串口通讯模块、实时时钟、以太网通讯模块以及GPRS通讯模块，各模块设置了相应的接口。嵌入式处理器还连接有模拟量采集模块、数字量采集模块和开关量采集模块。
一个主站5对应多个采集终端2，一个采集终端2管理若干个表计1。通讯电路由GPRS网络3和Internet网络4组成，采集终端2通过相应数据接口下挂多个表计1，并通过GPRS通讯模块接入GPRS网络3，主站5与Internet网络4相连并通过Internet网关实现与GPRS网络3通信。主站5还连有数据库服务器6。GPRS网络3仅作为数据传输通讯的网络平台，提供单纯的GPRS网络通讯，有关命令及数据的解析皆由终端系统的应用程序完成。
如图4所示，模拟量采集模块采用ADC芯片加滤波电路对外部模拟量进行采集，保证了数据采集的准时和准确度。数字量采集模块采用PCA芯片进行采样。
如图5-9所示，RS485串口通讯模块对若干个表计1进行参数设置和数据采集。采集终端2使用的SRAM存储器，采用的是大容量静态随机存储器用于存储参数及各表记的数据；FLASH存储器对历史数据进行存储。实时时钟使主站5可以通过标时命令进行时间标定，保证数据的唯一性。以太网通讯模块用于系统的维护和调试。电源供电电路为整个系统供电。
采集终端采用uc/os-II嵌入式操作系统，包括操作系统、驱动程序和应用程序，其中应用程序包含有：与表计1通讯协议、与主站5的TCP IP Socket通讯协议；表计协议具有可扩展性，可以不断添加新表计协议。采集终端通过GPRS网络3与连接于Internet网络4的主站进行Socket通讯，采用TCP/IP协议，保证了数据传输的可靠性，采集终端2与主站5之间的通讯符合一套规定的通讯协议，采集终端2使用统一的接口处理来自主站5的命令，使采集终端2的独立性加强。
主站应用软件基于Windows平台，并安装有数据库服务器。主站5的功能包括：1、管理采集终端2和表计1，包括采集终端的添加、删除、属性修改(特别是定时任务)，表计1的添加、删除、表计1属性修改(表计通讯协议、表计地址、报警限值等)；2、与采集终端的数据组包和发送，以及数据的接收和解包，提供数据校验，并能监测通讯链路；3、数据的存储、分析、报表打印输出等。主站软件设计基于TCP/IP技术，人机界面友善。
网络中数据流的走向：采集终端2可以通过GPRS网络3接收到主站5的数据采集命令或参数设置命令，利用采集终端2应用程序中采用的主站-采集终端通讯协议进行命令解析进行相应操作；采集终端2根据主站5命令采集表计1的数据，并按照主站-采集终端通讯协议进行数据包组合，数据包(包含校验码)，传输给GPRS网络3，由GPRS网络3网关发送到Internet网络4，最后发送给具有公网IP的主站5。

Claims (3)

1.一种基于GPRS远程通讯的模拟量开关量数字量采集装置，包括主站(5)和与主站(5)通过通讯电路连接的采集终端(2)，采集终端(2)下挂多个表计(1)，其特征在于：所述的采集终端(2)包含有嵌入式处理器，和分别连接于嵌入式处理器上的GPRS通讯模块、RS485串口通讯模块；嵌入式处理器还外接有SRAM存储器、FLASH存储器、模拟量采集模块、数字量采集模块和开关量采集模块。
2.如权利要求1所述的基于GPRS远程通讯模拟量开关量数字量混合采集设备，其特征在于：所述的嵌入式处理器还外扩有以太网通讯模块、实时时钟。
3.如权利要求1所述的基于GPRS远程通讯模拟量开关量数字量混合采集设备，其特征在于：所述的主站(5)还连有数据库服务器(6)。
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