CN204116868U - 一种多路能耗数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多路能耗数据采集装置，包括稳压电源、电源稳压器、隔离电源芯片、处理器、译码电路、多路串口收发芯片、磁耦合隔离芯片、八路串口驱动芯片、八路RS-485驱动芯片、防雷击电路、SD卡接口电路、USB接口电路及网络接口电路，所述的稳压电源分别通过电源稳压器和隔离电源芯片与处理器、译码电路、多路串口收发芯片、磁耦合隔离芯片、八路串口驱动芯片及八路RS-485驱动芯片相连接；所述的处理器通过总线、I/O与译码电路、SD卡接口电路、USB接口电路、网络接口电路以及多路串口收发芯片连接。本实用新型能提供一种8路数据采集端口、磁耦合隔离、抗雷击、离线数据存储时间长的数据采集器。

Description

一种多路能耗数据采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集装置，特别是一种可实现对水表、电表、燃气表、汽表、冷量表等多种计量仪表数据进行大规模高速并发采集的数据采集装置。

背景技术

随着信息技术的不断发展，在企业自动化和信息化项目中，需要解决各种不同设备、系统之间的互联与集成。通讯方式和通讯协议的多样化问题一直存在，且越来越突出，工程技术人员需要投入大量的时间和精力解决异构系统之间的互联通信。

以工业能耗管理项目为例，能耗监测数据往往来自于工厂终端各种各样的计量仪表，这其中自然包含了多种协议，如ModBus、Meter-Bus、P645等。在这种情况下，数据采集网关就显得尤为重要，通过数据采集网关能够将多种多样的协议都转换成TCP/IP协议，并将其从计量仪表采集到的数据上报到数据中心服务器，为能耗监测和管理提供数据基础。

现在使用的能耗数据采集装置也有不少，但对监测和管理的仪表采集端口少，安全性较低，防雷系数低，有些采集装置功能大，但使用安装复杂，且成本高，其实用性不强。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的就是提供一种8路数据采集端口、磁耦合隔离、抗雷击、离线数据存储时间长、具有自定义安全加密协议的数据采集器。

本实新型包括稳压电源、电源稳压器、隔离电源芯片、处理器、译码电路、多路串口收发芯片、磁耦合隔离芯片、八路串口驱动芯片、八路RS-485驱动芯片、防雷击电路、SD卡接口电路、USB接口电路及网络接口电路，所述的稳压电源分别通过电源稳压器和隔离电源芯片与处理器、译码电路、多路串口收发芯片、磁耦合隔离芯片、八路串口驱动芯片及八路RS-485驱动芯片相连接；

所述的处理器通过总线、I/O与译码电路、SD卡接口电路、USB接口电路、网络接口电路以及多路串口收发芯片连接；

所述的多路串口收发芯片通过磁耦合隔离芯片与八路串口驱动芯片、八路RS-485驱动芯片连接；

所述的八路串口驱动芯片、八路RS-485驱动芯片通过防雷击电路与外部进行数据交换。

所述的八路串口驱动芯片以及八路RS-485驱动芯片相拼连接。

所述的处理器为主频达400MHz的处理器ARM9S3C3440。

所述的稳压电源输出为5V/3A的电源。

多路能耗数据采集装置的原理是实现对计量仪表数据的采集，将数据存储至本地数据库，并定时上报至数据中心服务器。数据采集网关的核心为ARM9低功耗处理器，操作系统为ARMLinux，其工作流程如下：串口驱动模块通过CPLD完成总线译码、地址映射进而控制多路UART收发器扩展出8路UART通信端口(RS232/RS485可选)，经磁耦合隔离器连接至外部接口；软件中，仪表通信接口层，对计量仪表数据进行实时采集，各通信模块将采集数据命令由扩展出的8路串口发出，并接收各计量仪表返回的能耗数据，继而将接收到的数据上传至数据库管理层，由该层集中管理数据，并存入本地的数据库，与此同时，TCP通信管理层与工业数据采集管理系统软件通信，定时将本地数据库中保存的数据打包上传至数据中心服务器，同时该层亦可根据用户的需求完成对数据采集网关的配置。

本实用新型采用上述结构后，可提供8路数据采集端口，即可对8个计量仪表数据进行大规模高速并发采集的数据，采集装置可实现采用磁耦合隔离设计、防雷击设计以及自定义安全协议，系统可抗4000V高压雷击，自定义安全协议结合AES及HASH加密，确保数据安全，实现了一种高可靠性、高安全性以及低成本的多路能耗数据采集器。

附图说明

图1是本实用新型的原理方框图；

图2是本实用新型的结构示意图。

图中标示为：

1-稳压电源，2-电源稳压器，3-隔离电源芯片，4-处理器，5-译码电路，6-多路串口收发芯片，7-磁耦合隔离芯片，8-八路串口驱动芯片，9-八路RS-485驱动芯片，10-防雷击电路，11-SD卡接口电路，12-USB接口电路，13-网络接口电路。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型名称的具体实施例作进一步详述，但不构成对本实用新型的任何限制。

如图1、2所示，多路能耗数据采集装置，其特征在于：所述的装置包括稳压电源1、电源稳压器2、隔离电源芯片3、处理器4、译码电路5、多路串口收发芯片6、磁耦合隔离芯片7、八路串口驱动芯片8、八路RS-485驱动芯片9、防雷击电路10、SD卡接口电路11、USB接口电路12及网络接口电路13，所述的稳压电源1分别通过电源稳压器2和隔离电源芯片3与处理器4、译码电路5、多路串口收发芯片6、磁耦合隔离芯片7、八路串口驱动芯片8及八路RS-485驱动芯片9相连接；

所述的处理器4通过总线、I/O与译码电路5、SD卡接口电路11、USB接口电路12、网络接口电路13以及多路串口收发芯片6连接；

所述的多路串口收发芯片6通过磁耦合隔离芯片7与八路串口驱动芯片8、八路RS-485驱动芯片9连接；

所述的八路串口驱动芯片8、八路RS-485驱动芯片9通过防雷击电路10与外部进行数据交换。

所述的八路串口驱动芯片8以及八路RS-485驱动芯片9相拼连接。

所述的处理器4为主频达400MHz的处理器ARM9S3C3440，

所述的稳压电源1输出为5V/3A的电源。

稳压电源1经过电源稳压器2将电压调节至3.3V，同时经隔离电源芯片3将电压调节至5V；电源稳压器2分别连接处理器4、译码电路5、多路串口收发芯片6、SD卡接口电路11、USB接口电路12和网络接口电路13，对其供电；经隔离电源芯片3将电压调节至5V后则分别连接磁耦合隔离芯片7、八路串口驱动芯片8、八路RS-485驱动芯片9、防雷击电路10，对其供电。处理器4经过译码电路5驱动多路串口收发芯片6，从而使并行数据转换为串行数据，串行数据通过八路串口驱动芯片8，八路RS-485驱动芯片9以及防雷击电路10与外部从机通信；处理器4通过SD卡接口电路11与SD卡存储器连接，从而实现数据的存取，通过USB接口电路12与USB设备连接，从而实现USB数据的读取，通过网络接口电路13与Intelnet连接，从而实现将采集到的数据上传至上位机管理系统。

工作时，外部从机通过八路串口驱动芯片8、八路RS-485驱动芯片9以及防雷击电路10与多路串口收发芯片6通信，多路串口收发芯片6通过译码电路5将数据传输到处理器4，处理器4通过网络接口电路13将数据打包上传到上位机管理系统，分析、显示。

此方案对接收的电信号进行防雷击处理，然后经过磁耦合隔离芯片7将数据传输到上位机管理系统，分析、显示，在不降低数据准确度的同时，有效地防止了恶劣环境下设备受强电磁干扰的影响。

Claims (4)

1.一种多路能耗数据采集装置，其特征在于：所述的装置包括稳压电源(1)、电源稳压器(2)、隔离电源芯片(3)、处理器(4)、译码电路(5)、多路串口收发芯片(6)、磁耦合隔离芯片(7)、八路串口驱动芯片(8)、八路RS-485驱动芯片(9)、防雷击电路(10)、SD卡接口电路(11)、USB接口电路(12)及网络接口电路(13)，所述的稳压电源(1)分别通过电源稳压器(2)和隔离电源芯片(3)与处理器(4)、译码电路(5)、多路串口收发芯片(6)、磁耦合隔离芯片(7)、八路串口驱动芯片(8)及八路RS-485驱动芯片(9)相连接；

所述的处理器(4)通过总线、I/O与译码电路(5)、SD卡接口电路(11)、USB接口电路(12)、网络接口电路(13)以及多路串口收发芯片(6)连接；

所述的多路串口收发芯片(6)通过磁耦合隔离芯片(7)与八路串口驱动芯片(8)、八路RS-485驱动芯片(9)连接；

所述的八路串口驱动芯片(8)、八路RS-485驱动芯片(9)通过防雷击电路(10)与外部进行数据交换。

2.根据权利要求1所述的一种多路能耗数据采集装置，其特征在于：所述的八路串口驱动芯片以及八路RS-485驱动芯片相拼连接。

3.根据权利要求1所述的一种多路能耗数据采集装置，其特征在于：所述的处理器(4)为主频达400MHz的处理器ARM9S3C3440。

4.根据权利要求1所述的一种多路能耗数据采集装置，其特征在于：所述的稳压电源(1)输出为5V/3A的电源。