CN204029138U - 基于工业仪表总线结构的气表移动记录器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于工业仪表总线结构的气表移动记录器，包括气表搜集气路、气表数据发送电路、气表数据接收电路、供电电源、工业仪表总线及无线保真电路；；其中所述气表搜集电路分别与气表数据发送电路、气表数据接收电路、供电电源、工业仪表总线及无线保真电路相连接；所述气表数据发送电路包括可调节三端正电压稳压器LM317及其外围电路；所述气表数据接收电路包括比较器LM393及其外围电路；所述供电电源分别对气表搜集电路、气表数据发送电路、电表数据接收电路、工业仪表总线及无线保真电路供电；本实用新型移动记录器采用锂电池组供电，具有携带方便、数据传输速度快、结构简单、成本低、安装维护容易等特点。

Description

基于工业仪表总线结构的气表移动记录器

技术领域

本实用新型涉及用户气表状态信息监控领域，具体是一种基于工业仪表总线结构的气表移动记录器。

背景技术

目前，大多数的气表都不具备数据信息远传的功能，电力公司要想获取用户的用水信息，只有采取人工定期上门扫表的形式，这样不仅抄表时间长，浪费人力、物力，而且无法及时对采集到的数据进行存储和分析。

针对现状，一些自气表公司采用RS485、MBUS等有线传输方式将气表的数据传送给控制中心，人工布线耗费大量人力和物力，采集器需要添加新设备时必须重新布线，可扩展性差。由于绝大部分气表安装在井里或是室外，设备取电存在很大的问题。

为了实现网络通讯采集气表状况信息，提出了基于锂电池供电的气表采集器。气表经工业总线与采集器相连，手机等手持设备通过WIFI无线网络实现对MBUS总线上的气表数据的采集。电力公司抄表时，只要在手机或平板电脑上安装抄表软件，就可以实现对气表数据的采集、存储和统计。本采集器具有方便携带、数据传输速度快、结构简单、成本低、手机或平板抄表等特点。适宜在气表供电设施中安装使用。 

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种携带方便、数据传输速度快、结构简单、成本低、安装维护容易的基于工业仪表总线结构的气表移动记录器。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

基于工业仪表总线结构的气表移动记录器，其包括气表记录电路、气表数据发送电路、气表数据接收电路、供电电源、工业仪表总线及无线保真电路，其中

所述气表记录电路分别与无线保真电路、气表数据发送电路、气表数据接收电路及供电电源相连接；

所述气表数据发送电路包括光电隔离器U9、三极管Q4、可调节三端正电压稳压器LM317,所述气表记录电路的MCU TXD 端口与光电隔离器U9的管脚2相连接，所述光电隔离器U9的管脚1通过电阻R32与3.3V电压相连接，所述光电隔离器U9的管脚4与12V电压相连接，所述光电隔离器ⅠU9的管脚3一路通过电阻R47接地，另一路通过电阻与三极管Q4的基极相连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R58与可调节三端正电压稳压器LM317的ADJ端相连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的ADJ端一路通过电阻R59接地，一路通过电容C28接地，另一路通过电阻R60与可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端相连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vin端与35V电压连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端通过电容C24接地，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端通过电阻R61与工业仪表总线相连接，所述工业仪表总线与气表相连接；

所述气表数据接收电路(3)包括比较器LM393、二极管D4、U7及电容E6，仪表总线一路通过电阻R63与比较器LM393的输入端正极相连接，另一路与二极管D4的正极相连接，二极管D4的负极通过电阻R63与比较器LM393输入端负极相连接，所述比较器LM393输入端负极一路通过电阻R65接地，一路与电容E6的正极相连接，所述电容E6的负极接地；所述35V电源通过U6B与比较器LM393连接并接地，所述比较器LM393的输出端与U7的管脚2相连接，并通过管脚4与气表记录电路(1)的MCU RXD端口相连接；所述U7的管脚3接地，U7的管脚4通过电阻R6与3.3V电压连接，U7的1管脚通过电阻R46与12V电压连接；

所述供电电源分别对气表记录电路、气表数据发送电路、气表数据接收电路、供电电源、工业仪表总线及无线保真电路供电。

进一步的，所述气表记录电路为8位或16位MCU。

进一步的，所述供电电源为锂电池组。

进一步的，所述无线保真电路采用无线保真电路模块USR-WIFI232-G。

本实用新型的优点及有益效果如下：

    本采集器采用气表记录电路、无线保真电路及工业仪表总线总线，具有方便携带、数据传输速度快、结构简单、成本低、手机或平板抄表等特点。适宜在气表设施中安装使用。

附图说明  

  图1所示为本实用新型优选实施例基于工业仪表总线结构的气表移动记录器；

  图2为本实用新型优选实施例气表数据发送电路图；

  图3为本实用新型优选实施例气表数据接收电路图。

具体实施方式

下面结合附图给出一个非限定性的实施例对本实用新型作进一步的阐述。

参照图1-图3所示，图1为一种基于工业仪表总线结构的气表移动记录器，其特征在于：包括气表记录电路1)、气表数据发送电路2、气表数据接收电路3、供电电源4、工业仪表总线5及无线保真电路6;其中

所述气表记录电路1分别与无线保真电路6、气表数据发送电路2、气表数据接收电路3及供电电源4相连接；

所述气表数据发送电路2包括光电隔离器U9、三极管Q4、可调节三端正电压稳压器LM317,所述气表记录电路1的MCU TXD 端口与光电隔离器U9的管脚2相连接，所述光电隔离器U9的管脚1通过电阻R32与3.3V电压相连接，所述光电隔离器U9的管脚4与12V电压相连接，所述光电隔离器ⅠU9的管脚3一路通过电阻R47接地，另一路通过电阻与三极管Q4的基极相连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R58与可调节三端正电压稳压器LM317的ADJ端相连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的ADJ端一路通过电阻R59接地，一路通过电容C28接地，另一路通过电阻R60与可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端相连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vin端与35V电压连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端通过电容C24接地，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端通过电阻R61与工业仪表总线相连接，所述工业仪表总线与气表相连接；

所述气表数据接收电路3包括比较器LM393、二极管D4、U7及电容E6，仪表总线5一路通过电阻R63与比较器LM393的输入端正极相连接，另一路与二极管D4的正极相连接，二极管D4的负极通过电阻R63与比较器LM393输入端负极相连接，所述比较器LM393输入端负极一路通过电阻R65接地，一路与电容E6的正极相连接，所述电容E6的负极接地；所述35V电源通过U6B与比较器LM393连接并接地，所述比较器LM393的输出端与U7的管脚2相连接，并通过管脚4与气表记录电路1的MCU RXD端口相连接；所述U7的管脚3接地，U7的管脚4通过电阻R6与3.3V电压连接，U7的1管脚通过电阻R46与12V电压连接；

所述供电电源4分别对气表记录电路1、气表数据发送电路2、气表数据接收电路3、供电电源4、工业仪表总线5及无线保真电路6供电；

所述气表记录电路1为8位或16位MCU。

所述供电电源4为锂电池组。

所述无线保真电路6采用无线保真电路模块USR-WIFI232-G。

发送和接收原理：工业仪表总线主设备到从设备的码流是通过电平变化的方式传送位信息，电平符合如下规定：逻辑“1”（MARK）对应36V的电压，在传送逻辑“0”（SPACE）时，总线上的电压从36V减少到24V。工业仪表总线从设备到主设备的码流是通过调制从设备消耗的电流来实现，电流符合如下规定：逻辑“1” （MARK）用1.5mA的恒定电流表示，逻辑“0” （SPACE）则需在1.5mA的基础上再加上11-20mA的电流。工业仪表总线上的静止状态是逻辑“1”，此时总线驱动器上的电压是36V，从设备的静态电流是1.5mA恒定电流。当所有从设备都不输出逻辑“0”时，总线驱动器输出一个恒定的电流以驱动总线，由于传输线的阻抗衰减，同时根据从设备和主设备的距离及从设备总静态电流的大小，在从设备端的实际电压要略低于36V。因此从设备在识别总线上的码流时是根据12V电平的偏移而不是根据电压的绝对值来进行的。主设备在接收从设备发送的SPACE值时则是根据总线电流有11-20mA的增加来判别。因此M-Bus在任何时候数据传输的方向是单向的，从主设备到从设备或从从设备到主设备，这种通信方式不仅实现了对从设备的远程供电同时还获得了对外部干扰的很强的抵抗能力。 

优选的，当手机/平板电脑采集气表的信息时，所述无线保真电路6通过WIFI天线接收手机/平板电脑发送来的采集控制信号，并通过无线保真电路6的TXD WIFI端子转发给采集电路1，所述采集电路1通过MCU TXD端子将采集控制信号发送到发送电路2，所述发送电路2通过可调节三端正电压稳压器LM317M输出高/低电压，并经过MBUS总线将控制信号发送给气表；

USR-WIFI232-G 的作用就是一个WIFI热点，和无线路由器的作用基本一样；它内部除了WIFI的物理热点外，还有一个TCP电路，IP是10.10.100.254，端口是8899,手机连接上这相模块的WIFI网络后，再连接到TCP电路后，就可以实现TCP连接和串口之前的数据透明传输 

优选的，当气表将电量信息通过MBUS返回给手机/平板电脑时，所述气表经过MBUS总线与接收电路3相连接，所述接收电路3通过比较器LM393将电量信息信号转发给采集电路1的MCU RXD端口，所述采集电路1将电量信息信号发送给WIFI电路的RXD端子，并通过WIFI天线发送给手机/平板电脑。

更优选的是，所述采集电路1为8位或16位MCU，优选的，所述采集电路1为单片机单元；

更优选的是，所述供电电源4为 14.8V 4400mAH锂电池组。

本实施例中，所述气表为智能气表，经过MBUS总线与采集器连接，手机、iPad等具有WIFI网络的手持设备连接到无线保真电路6电路，通过手机软件获取气表信息，实现无线抄表。

这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型的记载的内容之后，技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本实用新型权利要求所限定的范围。

Claims (4)

1. 基于工业仪表总线结构的气表移动记录器，其特征在于：包括气表记录电路(1)、气表数据发送电路(2)、气表数据接收电路(3)、供电电源(4)、工业仪表总线(5)及无线保真电路(6);其中

所述气表记录电路(1)分别与无线保真电路(6)、气表数据发送电路(2)、气表数据接收电路(3)及供电电源(4)相连接；

所述气表数据发送电路(2)包括光电隔离器U9、三极管Q4、可调节三端正电压稳压器LM317,所述气表记录电路(1)的MCU TXD 端口与光电隔离器U9的管脚2相连接，所述光电隔离器U9的管脚1通过电阻R32与3.3V电压相连接，所述光电隔离器U9的管脚4与12V电压相连接，所述光电隔离器ⅠU9的管脚3一路通过电阻R47接地，另一路通过电阻与三极管Q4的基极相连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R58与可调节三端正电压稳压器LM317的ADJ端相连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的ADJ端一路通过电阻R59接地，一路通过电容C28接地，另一路通过电阻R60与可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端相连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vin端与35V电压连接，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端通过电容C24接地，所述可调节三端正电压稳压器LM317的Vout端通过电阻R61与工业仪表总线相连接，所述工业仪表总线与气表相连接；

所述气表数据接收电路(3)包括比较器LM393、二极管D4、U7及电容E6，仪表总线(5)一路通过电阻R63与比较器LM393的输入端正极相连接，另一路与二极管D4的正极相连接，二极管D4的负极通过电阻R63与比较器LM393输入端负极相连接，所述比较器LM393输入端负极一路通过电阻R65接地，一路与电容E6的正极相连接，所述电容E6的负极接地；所述35V电源通过U6B与比较器LM393连接并接地，所述比较器LM393的输出端与U7的管脚2相连接，并通过管脚4与气表记录电路(1)的MCU RXD端口相连接；所述U7的管脚3接地，U7的管脚4通过电阻R6与3.3V电压连接，U7的1管脚通过电阻R46与12V电压连接；

所述供电电源(4)分别对气表记录电路(1)、气表数据发送电路(2)、气表数据接收电路(3)、供电电源(4)、工业仪表总线(5)及无线保真电路(6)供电。

2.根据权利要求1所述的基于工业仪表总线结构的气表移动记录器，其特征在于：所述气表记录电路(1)为8位或16位MCU。

3.根据权利要求1所述的基于工业仪表总线结构的气表移动记录器，其特征在于：所述供电电源(4)为锂电池组。

4.根据权利要求1所述的基于工业仪表总线结构的气表移动记录器，其特征在于：所述无线保真电路(6)采用无线保真电路模块USR-WIFI232-G。