CN204633819U - 一种适用于能耗监测的云数据采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于能耗监测的云数据采集终端，主要包括主控制板和无线通讯模块组，主控制板预留了各种类型的无线通讯模块接口，还包括微处理器、大容量FLASH数据存储模块、SD卡模块、人机接口模块、串口通信模块、网络接口模块和电源模块；无线通讯模块组可以是单一的ZigBee无线通讯模块、单一的GPRS无线通讯模块，单一的3G无线通讯模块，也可以是ZigBee+GPRS无线通讯模块组合、ZigBee+3G无线通讯模块组合。主控制板和无线通讯模块组通过主控制板上的无线通讯模块接口连接。

Description

一种适用于能耗监测的云数据采集终端

技术领域

本实用新型涉及无线通讯和工业能耗监测领域，具体涉及一种适用于能耗监测的云数据采集终端。

背景技术

目前，企业高能耗在违背国家节能减排要求的同时,也严重制约着企业自身的发展。企业为了全面、高效获得生产过程中的能耗监测数据，为节能减排提供原始数据，一般需要采用专门的能耗监测终端对数据进行提取，然后通过专有的监控网络传送到远程能耗监控云平台上实现能耗的分析和管理，进而指导企业的发展。传统的工业现场，采集终端一般采用有线方式进行能耗数据采集，因此当现场布线环境比较恶劣时，有线数据采集系统将受到严重影响；此外，当需要进行长距离数据传输时，有线传输方式会导致信号的衰减、失真，产生一定的误差；尽管一些能耗数据采集终端同时支持有线和无线通讯，但是方式比较单一，使用环境有很大局限性，具备单一ZigBee无线通讯的采集终端仅支持低速率、近距离的数据采集，具备单一GPRS或3G无线通讯的采集终端只能支持长距离的数据传输。随着工业现场设备向多样化、复杂化发展，数据采集点的数量急剧增加，布局更加分散，因此为了实现远程分散多点数据采集，一般都需要通过系统集成的方法将各类硬件结合起来，最终导致企业投资成本和现场布线、施工与后期维护难度的增加。

发明内容

通过克服传统技术中的不足，本发明解决的问题是提供了一种适用于能耗监测的云数据采集终端，通过灵活配置无线通讯接口，可以与有相应接口功能的计量仪表包括电表、水表、各类流量计实现远程分散多点数据采集。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：一种适用于能耗监测的云数据采集终端，主要包括主控制板和无线通讯模块组，主控制板和无线通讯模块组通过主控制板上的无线通讯接口连接。

进一步地，主控制板预留了各种类型的无线通讯模块接口，还包括有微处理器、大容量FLASH数据存储模块、SD卡模块、人机接口模块、串口通信模块、网络接口模块和电源模块。

进一步地，无线通讯模块组可以是单独的ZigBee无线通讯模块、GPRS无线通讯模块，3G无线通讯模块也可以是ZigBee+GPRS、ZigBee+3G无线通讯模块组合。

进一步地，主控制板上的大容量FLASH数据存储模块，选用SST25VF016B芯片为核心，通过SPI与微处理器连接，用于存储采集到的能耗云数据历史信息和初始化配置信息。

进一步地，主控制板上的SD卡模块采用工业级SD卡，内置文件系统，可直接进行文件读写，SD卡模块通过SPI与微处理器连接。

进一步地，主控制板上的人机接口模块中包括4个独立按键和LCD1602液晶显示模块，用于工业现场运行工况和故障信息实时查询和显示。

进一步地，主控制板上的串口通信模块中包括RS232通信模块接口和RS485通信模块接口， RS232通信模块接口与ZigBee无线通讯模块、GPRS无线通讯模块和3G无线通讯模块连接；RS485通信模块接口通过MODBUS协议与各类型的计量仪表连接通信。

进一步地，主控制板上的网络接口模块包括接口电路和网络模块，网络模块通过有线网络信号与数字信号之间的转换，实现云数据采集终端与远程能耗监测管理云平台通讯。

进一步地，主控制板上的电源模块包括电源接口与和电源处理模块，通过外接电源给整个云数据采集终端提供稳定电源。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的支持能耗监测云数据采集终端，集成度高，功能完善，配置灵活，保证了不同能源种类、不同工况条件下数据实时采集和传输。

附图说明：

图1为本实用新型提供的一种适用于能耗监测的云数据采集终端的结构示意图；

图2为本实用新型提供的主控制板结构示意图；

图3为本实用新型提供的无线通信模块组结构示意图；

图4为本实用新型提供的外形结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述:

如图1所示，本实用新型是一种适用于能耗监测的云数据采集终端，主要包括主控制板和无线通讯模块组，主控制板和无线通讯模块组通过主控制板上的无线通讯模块接口连接。

如图2所示，主控制板上预留了各种类型的无线通讯模块接口，还包括微处理器、大容量FLASH数据存储模块、SD卡模块、人机接口模块、串口通信模块、网络接口模块和电源模块。

微处理器选择ARM-CortexM3内核的STM32VET6作为主控制板的核心部分，控制着程序运行、系统更新、数据采集、数据处理以及输入输出功能。大容量FLASH数据存储模块以SST25VF016B芯片为核心，存储各类仪表的配置参数和历史数据信息，容量高达16Mbit，通过SPI总线与微处理器连接，SPI接口无需进行寻址操作，且为全双工通信，简单而高效。

人机接口模块包括按键和LCD，采用按键动态扫描方式进行状态查询和功能设置。选择LCD1602显示云数据采集终端的运行状态和故障异常。

串口通信模块包括RS232通信模块接口和RS485通信模块接口，RS232通信模块接口可与zigbee模块、GPRS无线通讯模块和3G无线通讯模块连接通信；RS485通信模块接口作为下行抄表端口通过MODBUS协议与各类型的计量仪表连接通信。

网络接口模块采用W5100以太网模块，W5100模块支持硬件TCP/IP协议栈，端口具备3种工作模式，支持4个独立端口同时运行，与其它网络模块相比，W5100编程简单、接线方便，开发周期短，移植方便。W5100模块通过SPI接口与微处理器连接，可以实现数据传输和远程控制功能。

电源模块包括电源接口和电源处理模块，外接电源经过电源模块处理后给云数据采集终端提供稳定电源；电源处理模块具有防雷击、防电磁干扰、稳压和滤波功能，满足工业现场条件下的电源需求。

如图3所示，无线通讯模块组包括5类模块组合：单一的ZigBee无线通讯模块、单一的GPRS无线通讯模块，单一的3G无线通讯模块、ZigBee+GPRS无线通讯模块组合、ZigBee+3G无线通讯模块组合。在复杂的工业现场，可以根据实际工况选择最佳通讯方式。

ZigBee无线通讯模块支持低功耗、短距离的无线通讯，克服了现场布线难的缺陷，ZigBee无线通讯模块通过中继器对工业现场各类仪表进行数据采集。

GPRS无线通讯模块支持长距离的数据传输，主要用于远程服务器的数据通信。

3G无线通讯模块继承GPRS模块的优点，传输速率更快，但是只能使用在3G网络覆盖的区域。

ZigBee+GPRS无线通讯模块组合，主要同时实现短距离的数据采集和远程数据传输和控制。

ZigBee+3G无线通讯模块组合，主要同时实现短距离的数据采集和高速远程数据传输和控制。

Claims (8)

1.一种适用于能耗监测的云数据采集终端，其特征在于包括主控制板和无线通讯模块组，主控制板和无线通讯模块组通过主控制板上的无线通讯模块接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于能耗监测的云数据采集终端，其特征在于主控制板上预留了无线通讯模块接口、还包括微处理器、大容量FLASH数据存储模块、SD卡模块、人机接口模块、串口通信模块、网络接口模块和电源模块。

3.根据权利要求1所述的一种适用于能耗监测的云数据采集终端，其特征在于无线通讯模块组可以是单一的ZigBee无线通讯模块、单一的GPRS无线通讯模块，单一的3G无线通讯模块也可以是ZigBee+ GPRS无线通讯模块组合、ZigBee+3G无线通讯模块组合。

4.根据权利要求1所述的一种适用于能耗监测的云数据采集终端，其特征在于大容量FLASH数据存储模块，选用SST25VF016B芯片为核心，通过SPI与微处理器连接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于能耗监测的云数据采集终端，其特征在于SD卡模块采用工业级SD卡，内置文件系统，可直接进行文件读写，SD卡模块通过SPI与微处理器连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于能耗监测的云数据采集终端，其特征在于人机接口模块中包括4个独立按键和LCD1602液晶显示模块。

7.根据权利要求1所述的一种适用于能耗监测的云数据采集终端，其特征在于串口通信模块包括RS232通信模块接口和RS485通信模块接口，RS232通信模块接口与ZigBee无线通讯模块、GPRS无线通讯模块和3G无线通讯模块连接；RS485通信模块接口通过MODBUS协议与各类型的计量仪表连接通信。

8.根据权利要求1所述的一种适用于能耗监测的云数据采集终端，其特征在于电源模块包括电源接口与和电源处理模块，通过外接电源给整个云数据采集终端提供5V和3.3V稳定电源。