CN205722374U - 温室能源信息采集与传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种温室能源信息采集与传输系统，包括：透传模块、采集模块和网关设备、能源管理服务器和/或移动采集终端，其中，透传模块，与具有Modbus协议的第一计量器件连接，用于采集温室内供能耗能设备的能耗；采集模块，与第二计量器件连接，用于采集温室内供能耗能设备及与能耗相关的环境参数；网关设备、能源管理服务器和/或移动采集终端，用于接收能耗信息并发布。本实用新型实施例所述系统通过透传模块、采集模块以及网关设备、能源管理服务器和/或移动采集终端之间的信息传输，构建了无线能源采集与传输网络，针对温室内不同计量设备及能源相关参数采集能耗数据，实现了不同种类温室供能设备、耗能设备的可靠性监测。

Description

温室能源信息采集与传输系统

技术领域

本实用新型涉及能源管理技术领域，尤其涉及一种温室能源信息采集与传输系统。

背景技术

在温室能源管理系统，能源的准确计量是能源优化调度的基础，温室环境下的能源管理系统需要检测的变量范围广、精度要求高。除了与测量与能量相关的温湿度、辐射、二氧化碳浓度等参数，还要准确检测出水、电、热、气等各种能源的消耗量。在检测能源消耗时，不仅要计量出各种能源消耗总量，还要具体细化到不同设备、不同时段的能源消耗。目前能源计量主要依靠流量计、智能电表、热表等计量设备来实现。其它行业已经推行智能电表、智能热表、智能水表等产品。

当前常用的智能计量表基本都具备以上功能，为抄表、计量管理提供便捷。但由于不同公司提供不同抄表方式和通讯协议多样自成独立系统，水、气、电、热等信息难以统一获取管理。

随着能源管理需求增强，很过工业领域公司针对楼宇、工厂等场合进行能源整合与管理，采用工业用PLC，现场总线实现多种能源汇聚，需要各种计量设备提供标准接口和通讯协议，导致整体系统搭建成本过高。

温室实际应用过程中一般只对总耗电、总供水量进行计量，相对粗放，这些总体计量统计不能对不同类设备运行情况分析提供数据支撑，同时温室环境监测中很少把其他耗能计量引入其中。

实用新型内容

本实用新型提供一种温室能源信息采集与传输系统，用于解决现有技术中多采用总体计量未进行细化计量所带来的监测不够可靠的问题。

本实用新型提供一种温室能源信息采集与传输系统，包括：透传模块、采集模块、路由设备和网络端，其中，

透传模块，与具有Modbus协议的第一计量器件连接，用于采集温室内供能耗能设备的能耗；

采集模块，与第二计量器件连接，用于采集温室内供能耗能设备的能耗；

网络端，用于无线接收能耗信息并发布。

优选地，还包括路由设备，用于所述透传模块和采集模块与网络端之间的能耗信息传输。

优选地，所述网络端包括网关设备和能源管理服务器。

优选地，还包括移动采集终端，用于无线接收透传模块和采集模块发出的能耗信息并发布。

优选地，所述采集模块集成于第一电路板上，在所述第一电路板上设置处理器和无线Lora模组，其中，所述处理器与传感器采集调理电路、水电热表采集电路和阀门驱动电路连接，所述传感器调理电路、水电热表采集电路和阀门驱动电路通过采集接口与所述第二计量器件连接。

优选地，所述第二计量器件包括电能采集前端、脉冲水表、光电直读水表、温度传感器、流量计、气体质量流量计、湿度传感器、光照传感器、直流阀门和二氧化碳传感器的一种或多种。

优选地，所述透传模块、路由设备和网关设备集成于第二电路板上，所述电路板上设置USB接口、RS232接口、RS485接口和无线Lora模组，其中，所述路由设备包括所述USB接口和第一无线Lora模组，所述USB接口与电源连接，第一无线Lora模组与透传模块、采集模块连接；所述透传模块包括RS485接口和第二无线Lora模组，所述RS485接口与所述第一计量器件连接，所述第二无线Lora模组与路由设备连接；所述网关设备包括RS232接口和第三无线Lora模组，所述RS232接口与网络连接，所述第三无线Lora模组与路由设备连接。

优选地，所述第一计量器件包括具有Modbus协议的水表、电表、气表和热表中的一种或多种。

优选地，所述第一电路板和所述第二电路板设置在设备壳体内。

优选地，还包括用于向设备器件提供电能的电源设备。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例所述系统通过透传模块、采集模块以及网关设备、能源管理服务器和/或移动采集终端之间的信息传输，构建了无线能源采集与传输网络，针对温室内不同计量和监测设备采集能耗数据，实现了不同种类温室供能设备、耗能设备的可靠性监测。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的温室能源信息移动采集与传输系统的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的采集模块的实体结构图；

图3为本实用新型一实施例提供的处理模块电路板的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的透传/路由/网关设备的实体结构示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的第二电路板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1示出了本实用新型一实施例提供一种温室能源信息移动采集与传输系统，包括：透传模块、采集模块、路由设备和网络端，其中，

透传模块，与具有Modbus协议的第一计量器件连接，用于采集温室内供能耗能设备的能耗。所述第一计量器具包括有Modbus协议的水表、电表、气表和热表。

采集模块，与第二计量器件连接，用于采集温室内供能耗能设备的能耗。所述第二计量器件包括包括电能采集前端、脉冲水表、光电直读水表、温度传感器、流量计、气体质量流量计、湿度传感器、光照传感器、直流阀门和二氧化碳传感器。

网络端，用于无线接收能耗信息并发布。所述网络端包括网关设备和能源管理服务器的一种或多种。网关设备与现场能源管理服务器能够获得现场采集数据，同时能够通过以太网向服务器传输或获取数据。当网关设备与现场能源管理服务器出现故障时，可通过内嵌无线模块的移动采集终端无线接收能耗信息，并通过以太网向服务器传输或获取数据。

本系统还可包括路由设备，在网络通讯距离不够长的情况下，用于所述透传模块和采集模块与网络端之间的能耗信息传输具有延长网络的作用。

上述是对本实用新型实施例所述系统的整体结构设计，在实体设计中，上述各个模块均可采用硬件可以实现。本实用新型实施例所述系统通过透传模块、采集模块、路由设备以及网关设备、能源管理服务器和/或移动采集终端之间的信息传输，构建了无线能源采集与传输网络，针对温室内不同计量和监测设备采集能耗数据，实现了不同种类温室供能设备、耗能设备的可靠性监测。

如图2-图3示出了本实用新型实施例所述系统的采集模块在实体结构上的示意图，如图中，所述系统包括可紧密扣合的上壳体3和下壳体4，在上下壳体的扣合空间内固定有第一电路板11，所述第一电路板为采集模块电路板，在所述第一电路板上设置有处理器MSP430FR548x 10和无线Lora模组5，所述处理器与传感器采集调理电路12、水电热表采集电路14和阀门驱动电路13连接，所述传感器调理电路、水电热表采集电路和阀门驱动电路通过采集接口与所述第二计量器件连接。所述采集接口采用端子15形式与下壳体上的防水接头9相连，所述防水接头通过线路与所述第二计量器件连接。

在所述上壳体上设置有太阳能电池板2和OLED显示屏1，在所述第一电路板上还设置有锂电池6、电源管理芯片9和电源开关17，所述太阳能电池板通过充电接口16与锂电池连接，所述锂电池通过电池接口8与需要供电的器件连接，并通过电源管理芯片为设备器件供电。在所述第一电路板上还设置有显示接口7，所述显示接口与所述显示屏连接，用于显示当前采集的数据。

如图4-图5示出了本实用新型实施例所述系统的透传/路由/网关设备在实体结构上的示意图。如图中，所述透传模块、路由设备和网关设备集成于第二电路板23上，所述第二电路板设置在顶壳18和底壳19扣合的密闭空间内，所述电路板上设置USB接口28、RS232接口、RS485接口29和无线Lora模组，其中，所述路由设备包括所述USB接口和第一无线Lora模组，负责延长网络距离，使用时直接将路由模块与USB适配器连接，通过USB接口和电源处理模块24为路由模块提供电源。USB通讯采用芯片CP2102转换成串口25与Lora无线模块ACP340F连接。第一无线Lora模组采用Lora无线模块ACP340F 26与透传模块、采集模块连接。

所述透传模块包括RS485接口和第二无线Lora模组，所述RS485接口与所述第一计量器件连接，所述第二无线Lora模组采用Lora无线模块ACP340F，与路由设备连接。RS485接口采用隔离式485芯片ADM2483 30，为透传模块提供5V和3.3V电压。

所述网关设备包括RS232接口和第三无线Lora模组，所述RS232接口与网络连接，所述第三无线Lora模组采用Lora无线模块ACP950F27与路由设备连接。

天线安装在顶壳的天线孔20上与内部电路板上无线模块天线接口连接。USB接口或RS485接口利用底壳开口22安装防水接头将通讯接口引出方便应用连接。

本实用新型所述系统能够使传统计量设备直接升级成无线采集网络，无需改变管路或原有结构，实现不同计量设备和采集设备互连互通，降低施工成本；计量节点方便与不同感测传感器结合实现对水量、流量、热量、二氧化碳等关键参数计量。

利用密闭封装、防水接头，监测节点、透传节点防护等级达IP68,满足温室高温高湿环境，确保采集与传输系统在温室内可靠运行。

利用LoRa标准协议构建自组网络采用稳定MESH和STAR复合网络结构，网络覆盖面积大，满足温室群、大型温室内无基础通信设施网络搭建，信号可靠传输。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种温室能源信息采集与传输系统，其特征在于，包括：透传模块、采集模块、路由设备和网络端，其中，

透传模块，与具有Modbus协议的第一计量器件连接，用于采集温室内供能耗能设备的能耗；

采集模块，与第二计量器件连接，用于采集温室内供能耗能设备的能耗；

网络端，用于无线接收能耗信息并发布。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括路由设备，用于所述透传模块和采集模块与网络端之间的能耗信息传输。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络端包括网关设备和能源管理服务器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括移动采集终端，用于无线接收透传模块和采集模块发出的能耗信息并发布。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集模块集成于第一电路板上，在所述第一电路板上设置处理器和无线Lora模组，其中，所述处理器与传感器采集调理电路、水电热表采集电路和阀门驱动电路连接，所述传感器调理电路、水电热表采集电路和阀门驱动电路通过采集接口与所述第二计量器件连接。

6.根据权利要求1或5所述的系统，其特征在于，所述第二计量器件包括电能采集前端、脉冲水表、光电直读水表、温度传感器、流量计、气体质量流量计、湿度传感器、光照传感器、直流阀门和二氧化碳传感器的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述透传模块、路由设备和网关设备集成于第二电路板上，所述电路板上设置USB接口、RS232接口、RS485接口和无线Lora模组，其中，所述路由设备包括所述USB接口和第一无线Lora模组，所述USB接口与电源连接，第 一无线Lora模组与透传模块、采集模块连接；所述透传模块包括RS485接口和第二无线Lora模组，所述RS485接口与所述第一计量器件连接，所述第二无线Lora模组与路由设备连接；所述网关设备包括RS232接口和第三无线Lora模组，所述RS232接口与网络连接，所述第三无线Lora模组与路由设备连接。

8.根据权利要求1或7所述的系统，其特征在于，所述第一计量器件包括具有Modbus协议的水表、电表、气表和热表中的一种或多种。

9.根据权利要求5或7所述的系统，其特征在于，第一电路板和第二电路板设置在设备壳体内。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于向设备器件提供电能的电源设备。