CN201976260U - 一种远程数据采集终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种远程数据采集终端，能够对供气各环节监测点的采集压力、流量、温度、总用量及异常信息等各种数据的采集，并采用无线网络实时传输到控制中心，供控制中心及有关部门分析和决策取用。一旦出现异常，及时发现隐患，尽快排除故障，减少企业在生产运营中造成巨大的经济损失，提高了整体的服务水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种远程数据采集终端。
背景技术
现有的新型流量计等现场仪表，其监控和数据采集由于缺乏集控系统，数据采集工作非常繁琐而且缺乏实时性，采集的数据不能反映当前的用户情况，不利于燃气公司对燃气大客户的用气情况进行实时监控、分析和管理。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种远程数据采集终端，用以解决现有的流量仪表采集工作繁琐且缺乏实时性的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种远程数据采集终端，包括微处理器，微处理器输入连接用于监测外部流量计的采集电路、防窃气的防窃检测电路、用于检测燃气泄露报警检测器输出的燃气泄露报警检测电路，输出连接用于显示的LCD电路以及时钟日历电路；微控制器还接设有存储器电路、GPRS无线通讯电路；所述终端还设有用于为微控制器、上述各电路以及外部流量计供电的电源电路。
进一步的，所述采集电路包括：用于连接脉冲型流量计的计数电路与用于连接485通讯型流量计的485通讯采集电路。所述终端还设有用于在所述电源电路故障情况下为所述外部流量计供电的备用电池。所述微处理器采用MSP430F449单片机。
本实用新型的远程数据采集终端，能够对供气各环节监测点的采集压力、流量、温度、总用量及异常信息等各种数据的采集，并采用无线网络实时传输到控制中心，供控制中心及有关部门分析和决策取用。一旦出现异常，及时发现隐患，尽快排除故障，减少企业在生产运营中造成的巨大经济损失，提高了整体的服务水平。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型的电路原理图1；
图3是本实用新型的电路原理图2。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所述的一种远程数据采集终端，包括微处理器D1，微处理器D1输入连接用于监测脉冲型外部流量计的脉冲计数采集电路、用于监测485通讯型外部流量计的485通讯采集电路、防窃气的防窃检测电路、用于检测燃气泄露报警检测器输出的燃气泄露报警检测电路，输出连接用于显示的LCD电路以及时钟日历电路；微控制器还接设有存储器电路、GPRS无线通讯电路及其电源电路和备用电池。
如图2，微处理器D1采用MSP430F449单片机。以下单片机即是指微处理器D1。
如图2所示，终端接220V交流电源，经开关电源转换为24V为外部流量计供电，然后通过第一稳压芯片N1转换为10V，在分别经过第二稳压芯片N2输出VCC，VCC为3.3V，脉冲计数采集电路是采用第三稳压芯片N5的输出3.6V供电，其他各电路与单片机采用VCC供电。因为一旦交流电断电后直接供给流量计的24V电会中断，所以本终端设计备用电池自动切换供电电路。电路由R57、R58、R59、VT14、VT15、VD7、VD18组成。当单片机检测到交流电断电后产生中断，程序将立即使单片机83脚置高电平，VT14导通，VT15随着VT4的导通也导通，这样电池电压E+通过VT15后在通过VD7的导通而继续给外部流量计供电。从而使两种供电方式实现无缝切换。当有交流电时，VD18导通，VD17因反向电压处于截止状态，而且单片机检测到有24V电时将会立即使83脚输出低电平，从而VT14,VT15截止，电池E+供电被切断。图2中电阻R9,R10串联构成电池电压分压电路，从而使单片机96脚通过电阻R9接电池电压，以此为单片机内部利用AD转换时刻检测电池电压的高低，来告知用户及时更换电池。那么R11、VZ1利用二极管稳压的原理使原先交流电变换为直流24V电压后再次把电压稳定到3V左右以供单片机检测是否有交流电。一旦交流电断电，与之相连接81脚将会中断CPU，是CPU在程序上做相应的处理。而与之相同的系统电路在直流10V供电上也做了掉电检测，R28、R14将10V分压后得到3.5V左右的电压供单片机80脚的I/O口终端检测。
脉冲计数采集电路和窃气检测电路如图2所示，单片机I/O口68、84管脚通过上拉电阻R37、R35连接第三稳压芯片N5的输出端，68、84管脚采样检测流量计接口输出的高低电平，其中84脚用来检测计数脉冲高低电平的，而68脚用来检测是否有窃气或报警信号输出，68脚平时为高电平，当为低电平时为窃气或报警信号发生，84脚为由高到低电平为一次计数。
由于被监控采集的流量计不仅有脉冲采集型，还有485通讯型，所示该终端还设计了485通讯采集电路，通讯核心芯片采用MAX3483EEN，如图2中D2。D2的A线作为公共端，B线由单片机控制的电子开关芯片D9（采用HEF4066BT芯片)的4路电子开关的控制线来进行4路切换采集外部流量计485端口数据。电路中的两位拨码开关SW1作用为：当外接一路485流量计时，B路可以通过此开关把4路电子开关芯片D9旁路掉，这样使一路485通讯的路径更短，也避免了一旦D9损坏后导致所有4路485通讯失效。如图2中TVS1~TVS6为双向瞬态抑制管主要起到抗静电释放作用，F1~F5为自恢复保险丝和G1~G4陶瓷放电管，组成了4路485通讯支路的抗雷击保护作用，使系统电路极可能较少雷击的损坏。
如图2、图3所示，GPRS无线通讯电路采用的是法国Wavecom公司生产的工业级一线产品Q64GPRS无线模块D8。单片机的70~73和76~79脚相连GPRS无线模块D8，分别用于控制和检测GPRS无线模块的状态，单片机的74脚和75脚与GPRS无线模块D8的42（RD）、41(TD)脚相连为串口通讯功能，用来发送和接收GPRS数据。当GPRS无线模块成功开机后，GPRS无线模块的34脚会输出2.7V高电平，从而使GPRS无线模块的电源指示灯LED1(红灯)亮。将SIM卡插入XS4插座，GPRS无线模块D8初始化SIM卡成功后，GPRS无线模块的33脚会每隔3秒钟置高电平，从而VT4导通LED2（绿灯）灯亮，这样每3秒闪亮一次说明接收到GSM信号强度正常，另外如果收到电话振铃后LED2会闪动的频率很快。与SIM卡座XS4相连的瞬态拟制二极管组起到保护SIM卡和GPRS无线模块D8的防静电冲击作用。GPRS无线模块D8对SIM卡进行读写数据操作。单片机D1按照内部的程序初始化GPRS无线模块D8，成功后按以下步骤开始登陆GPRS网络：（1）读取主APN设置（2）释放IP地址（3）设置主APN （4）激活IP地址（5）连接到主或备用数据服务中心。收到服务中心的正确应答后，单片机97脚输出高电平，从而使三极管VT3导通，LED3灯（蓝灯）亮。指示终端处在GPRS在线状态。如果初始化和登录GPRS网络失败，单片机首先使71脚输出低电平使GPRS无线模块关机之后在使50脚输出高电平从而使VT13导通，继电器J3得电使常闭触点断开，GPRS无线模块D8的VDCE（3.6V）断电，持续十几秒后单片机会使50脚重新输出低电平，从而恢复模块的供电，实现了模块断电重启功能。
考虑到燃气设备现场安装了检测燃气或气体检测报警设备，该终端设计了燃气泄露报警检测电路。如图2所示，单片机82脚用于检测报警设备发出的报警信号，单片机82脚与检测设备的报警端之间设有二极管VD10，二极管VD10阳极接单片机82脚，其原理为：因为绝大多数燃气泄露报警设备为两线制（信号线，地线）低电平输出报警，所以利用二极管VD10实现极性隔离的原理，平时没有报警信号输出时是单片机82脚一直检测为高电平，如有报警信号输出时二极管VD10导通使得单片机82脚电平拉低，单片机检测到高电平后在通过GPRS方式把报警信息发送到远程服务中心上。
终端还设置有时钟日历功能，通过外接一个时钟芯片PCF8563来实现，如图2中D6，与单片机D1之间采用串行IIC通讯方式。
为应对突发情况，如远程服务中心进行维护和调试、现场停电、手机GPRS网路不正常、网络故障或终端的SIM卡停机都会造成终端的GPRS数据上报失败。基于此原因，本终端设计了数据存储电路，如图2中的EEPROM芯片D4,与单片机D1采用IIC通讯。
Claims (4)
1.一种远程数据采集终端，其特征在于，包括微处理器，微处理器输入连接用于监测外部流量计的采集电路、防窃气的防窃检测电路、用于检测燃气泄露报警检测器输出的燃气泄露报警检测电路，输出连接用于显示的LCD电路以及时钟日历电路；微控制器还接设有存储器电路、GPRS无线通讯电路；所述终端还设有用于为微控制器、上述各电路以及外部流量计供电的电源电路。
2.根据权利要求1所述的一种远程数据采集终端，其特征在于，所述采集电路包括：用于连接脉冲型流量计的计数电路与用于连接485通讯型流量计的485通讯采集电路。
3.根据权利要求1所述的一种远程数据采集终端，其特征在于，所述终端还设有用于在所述电源电路故障情况下为所述外部流量计供电的备用电池。
4.根据权利要求1所述的一种远程数据采集终端，其特征在于，所述微处理器采用MSP430F449单片机。
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| CN110244601A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-17 | 天津科技大学 | 一种基于物联网的数据采集终端系统 |
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