CN205862567U - 一种能耗信息采集传输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能耗信息采集传输装置，硬件成本低。所述装置包括：利用低压电力线进行载波通信的载波通信模块、微控制器、基于GPRS的GPRS无线通信模块及电源模块；其中，所述载波通信模块与所述微控制器相连；所述微控制器与所述GPRS无线通信模块相连；所述微控制器，用于通过所述载波通信模块获取多个能耗信息采集节点采集到的能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块发送出去；所述电源模块，用于为所述载波通信模块、微控制器及GPRS无线通信模块提供电源。本实用新型适用于通信技术领域。

Description

一种能耗信息采集传输装置

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别是指一种能耗信息采集传输装置。

背景技术

社会上消耗的资源主要包括：水资源、电资源及燃气等资源。无论是家庭还是企业，均需要使用水、电、燃气等资源。对于家庭而言，需要安排水、电、燃气等资源的合理使用，尽可能的减少浪费，降低家庭生活成本；对于企业而言，需要减少所有楼宇内的水、电、燃气等资源消耗，降低整体的使用成本，提高企业的效益。

现有技术中，采集、传输能耗信息的硬件成本高，所述能耗信息包括但不限于：用水能耗、用电能耗、用燃气能耗。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能耗信息采集传输装置，以解决现有技术所存在的采集、传输能耗信息硬件成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种能耗信息采集传输装置，包括：利用低压电力线进行载波通信的载波通信模块、微控制器、基于GPRS的GPRS无线通信模块及电源模块；其中，所述载波通信模块与所述微控制器相连；所述微控制器与所述GPRS无线通信模块相连；

所述微控制器，用于通过所述载波通信模块获取多个能耗信息采集节点采集到的能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块发送出去；

所述电源模块，用于为所述载波通信模块、微控制器及GPRS无线通信模块提供电源。

进一步地，所述装置还包括：485通信模块，其中，所述485通信模块与所述微控制器相连；

所述微控制器，还用于通过所述485通信模块获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块发送出去。

进一步地，所述微控制器，具体用于接收实时获取能耗信息的指令，并依据所述实时获取能耗信息的指令，通过所述载波通信模块或所述485通信模块实时获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息；还用于接收定时获取能耗信息的指令，并依据所述定时获取能耗信息的指令，当达到设定的时间后，通过所述载波通信模块或所述485通信模块获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息。

进一步地，所述电源模块，用于为所述载波通信模块提供12V的直流电，为所述485通信模块提供5V的直流电，为所述微控制器提供3.3V直流电，为所述GPRS无线通信模块提供3.9V的直流电。

进一步地，所述装置还包括：时钟管理模块；

所述时钟管理模块，用于为定时获取所述能耗信息或实时获取所述能耗信息提供时间信息；

所述电源模块，还用于为所述时钟管理模块提供3.3V直流电。

进一步地，所述装置还包括：状态指示灯；

所述状态指示灯，用于指示所述能耗信息采集传输装置是否正常工作。

进一步地，所述GPRS无线通信模块包括：复位引脚。

进一步地，所述装置还包括：数据存储模块 。

所述数据存储模块，用于将所述微控制器接收到的实时获取能耗信息的指令、定时获取能耗信息的指令及获取的所述能耗信息进行存储；

所述电源模块，还用于为所述数据存储模块提供3.3V直流电。

进一步地，所述数据存储模块包括：SD卡和/或FLASH存储器。

进一步地，所述装置还包括：液晶显示模块；所述液晶显示模块包括：液晶显示屏及按键；

所述液晶显示屏，用于显示获取的所述能耗信息；

所述按键，用于切换，以使所述液晶显示屏显示所述能耗信息中不同的数据项；

所述电源模块，还用于为所述液晶显示模块提供5V的直流电。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，微控制器通过载波通信模块获取多个能耗信息采集节点采集到的能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块发送出去，以展示给用户。这样，利用低压电力线载波通信方式获取能耗信息，由于电力线分布范围广、密度大，传输距离远、不需要重新布线，且便于维护，能够降低硬件成本；并利用GPRS无线通信方式将获取到的所述能耗信息发送出去，同样，无须进行布线，能够进一步降低硬件成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的能耗信息采集传输装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的能耗信息采集传输装置的原理示意图。

图3为本实用新型实施例提供的微控制器的接口示意图。

图4为本实用新型实施例提供的电源模块的结构示意图。

[主要元件符号说明]

11：载波通信模块；

12：微控制器；

13：GPRS无线通信模块；

14：电源模块。

具体实施方式

为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。

本实用新型针对现有的采集、传输能耗信息硬件成本高的问题，提供一种能耗信息采集传输装置。

如图1所示为本实用新型实施例提供的一种能耗信息采集传输装置，包括：利用低压电力线进行载波通信的载波通信模块11、微控制器12、基于通用分组无线服务(GeneralPacket Radio Service，GPRS)的GPRS无线通信模块13及电源模块14；其中，所述载波通信模块11与所述微控制器12相连；所述微控制器12与所述GPRS无线通信模块13相连；

所述微控制器12，用于通过所述载波通信模块11获取多个能耗信息采集节点采集到的能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块13发送出去；

所述电源模块14，用于为所述载波通信模块11、微控制器12及GPRS无线通信模块13提供电源。

本实用新型实施例所述的能耗信息采集传输装置，微控制器通过载波通信模块获取多个能耗信息采集节点采集到的能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块发送出去，以展示给用户。这样，利用低压电力线载波通信方式获取能耗信息，由于电力线分布范围广、密度大，传输距离远、不需要重新布线，且便于维护，能够降低硬件成本；并利用GPRS无线通信方式将获取到的所述能耗信息发送出去，同样，无须进行布线，能够进一步降低硬件成本。

本实施例中，当利用低压电力线载波通信方式获取楼宇内的能耗信息时，只需通过楼宇内的电力线便可以传输能耗信息，不需要重新布线，可以节省大量的硬件成本。当利用GPRS无线通信方式将获取到的所述能耗信息发送出去时，只需要一张SIM卡通过GPRS无线网络便可完成通信，无须进行布线，能够进一步节省硬件布线成本，同时干扰小，传输距离远，无地域限制，通信质量好。综上，利用低压电力线载波通信方式获取能耗信息，并利用GPRS无线通信方式将获取到的所述能耗信息发送出去，硬件成本低，适合于大型楼宇建筑以及社区的大面积应用，能够给楼宇管理者提供更大的便捷。

本实施例中，低压是指对地电压在1000V及以下，所述能耗信息可以包括：用水能耗、用电能耗、用燃气能耗中的一种或多种，也可以包括其他的能耗信息，在此不做限定。

本实施例中，每个能耗信息采集节点用于采集能耗信息，所述能耗信息采集传输装置可以获取2040个所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息并进行传输，也就是说，本实施例所述的能耗信息采集传输装置能够满足大量能耗信息的采集和传输。

本实施例中，所述微控制器12可以将多个能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块13上传至上位机，便于用户可以在上位机上查看当前的能耗信息。

本实施例中，如图2所示，所述微控制器12可以位于主处理板上，所述微控制器12可以采用高性能的ARM Cortex-M4核微处理器芯片STM32F407ZET6；所述载波通信模块11与所述主处理板上的微控制器12通过串口进行通信，如图3所示，UART1、UART2、UART3是微处理器中不同的IO串口，其中，所述微处理器的串口UART1的接收和发送端与所述载波通信模块11的接收和发送端分别对应连接，以实现所述微控制器12与每个能耗信息采集节点之间的数据传输。载波发送数据信号通过所述载波通信模块11耦合到电力线，接收信号通过所述载波通信模块11解耦，整个过程实现数据的接收和发送。所述载波通信模块11内部包含：数据处理主芯片，发送和接收配置线路，通过变压器线圈实现与电力线的耦合，所述数据处理主芯片是载波的接收和发送处理芯片，与主处理板的微控制器12之间串行通信。

本实施例中，如图3所示，所述GPRS无线通信模块13与主处理板上的微控制器12的串口UART3相连接。

本实施例中，所述微控制器12不仅可以通过所述载波通信模块11获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息；还可以通过485通信模块获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息。

本实施例中，所述485通信模块可以采用SN65LBC184芯片和其外设电路组成。所述485通信模块用于实现所述能耗信息采集传输装置与能耗信息采集节点之间的通信。所述SN65LBC184芯片能够在电气噪声环境下进行数据的通信。每个能耗信息采集节点提供2根信号线线，分别为RS485A和RS485B。将两个信号线分别连接到SN65LBC184芯片的485A和485B引脚，从而实现 数据信息的交互。SN65LBC184芯片与主处理板上的微控制器12的串口UART2相连接，微控制器12的串口接收引脚、串口发送引脚以及串口控制引脚分别连接SN65LBC184芯片的发送引脚、接收引脚以及控制引脚。通过SN65LBC184芯片，实现了微控制器12与能耗信息采集节点之间的通信。

本实施例中，作为一可选实施例，所述装置还包括：485通信模块，其中，所述485通信模块与所述微控制器12相连；

所述微控制器12，还用于通过所述485通信模块获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块13发送出去。

本实施例中，所述微控制器12与上位机之间的通信称为上行通信；所述微控制器12与能耗信息采集节点之间的通信称为下行通信；具体的，通过低压电力线载波通信方式或485通信方式进行下行通信，获取能耗信息采集节点采集到的能耗信息；并通过GPRS无线通信方式进行上行通信，将获取到的能耗信息上传至上位机。

本实施例中，在进行上行通信时，所述上位机向所述微控制器12发送实时或定时获取能耗信息的指令，所述微控制器12接收到所述上位机发送的指令后，执行相应的操作；并实时或定时向所述上位机上报获取的能耗信息，还可以将获取的能耗信息进行存储，例如，可以将获取的所述能耗信息存入SD卡和/或FLASH存储器内，在所述上位机接收到上报的能耗信息后，可以将接收到的能耗信息保存到数据库中。

本实施例中，作为一可选实施例，所述装置还包括：数据存储模块；

所述数据存储模块，用于将所述微控制器12接收到的实时获取能耗信息的指令、定时获取能耗信息的指令及获取的所述能耗信息进行存储；

所述电源模块14，还用于为所述数据存储模块提供3.3V直流电。

本实施例中，作为一可选实施例，所述数据存储模块包括：SD卡和/或FLASH存储器。

本实施例中，所述数据存储模块可以采用双存储方式，例如，可以使用SD卡以及FLASH存储器进行存储，其中，所述FLASH存储器的型号可以为 AT45GB321DX2，当然，也可以采用单存储方式，例如，只使用SD卡或FLASH存储器。

本实施例中，在进行下行载波通信或485通信时，所述微控制器12向所述能耗信息采集节点发送获取能耗信息的指令，以使能耗信息采集节点采集能耗信息，并将采集的能耗信息通过低压电力线通信方式或485通信方式上传至所述微控制器12，并将所述微控制器12接收到的所述能耗信息存储在所述数据存储模块中。

本实施例中，作为一可选实施例，所述微控制器12，具体用于接收实时获取能耗信息的指令，并依据所述实时获取能耗信息的指令，通过所述载波通信模块11或所述485通信模块实时获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息；还用于接收定时获取能耗信息的指令，并依据所述定时获取能耗信息的指令，当达到设定的时间后，通过所述载波通信模块11或所述485通信模块获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息。

本实施例中，定时获取能耗信息的步骤可以包括：通过上位机设定定时上报的时间，并下发给微控制器12，当到达设定的定时上报的时间时，所述微控制器12才发一次获取全部能耗信息采集节点采集的能耗信息的命令，并通过低压电力线载波通信或者485通信方式，挨个获取每个能耗信息采集节点采集的能耗信息，直到获取采集到所有数据。

本实施例中，所述的能耗信息采集节点组成一个节点群。

本实施例中，实时获取能耗信息的步骤可以包括：通过上位机下发实时获取能耗信息的指令，所述微控制器12接收到所述实时获取能耗信息的指令后，立即向节点群中的某一个或某几个能耗信息采集节点发送获取能耗信息的命令，相应的能耗信息采集节点响应后通过低压电力线载波通信或者485通信方式，将采集到的能耗信息上传至所述微控制器12，并直接通过上行GPRS通信方式上传至上位机。本实施例中，作为一可选实施例，所述装置还包括：时钟管理模块；

所述时钟管理模块，用于为定时获取所述能耗信息或实时获取所述能耗信息提供时间信息；

所述电源模块14，还用于为所述时钟管理模块提供3.3V直流电。

本实施例中，所述时钟管理模块可以选用RX8025SA芯片，所述时钟管理模块，用于为定时获取所述能耗信息或实时获取所述能耗信息提供时间基准。所述时钟管理模块的工作电压为3.3V的直流电。

本实施例中，作为一可选实施例，所述GPRS无线通信模块13包括：复位引脚。

本实施例中，所述GPRS无线通信模块13可以采用深圳有方科技的M590GPRS无线通信模块13进行设计。所述GPRS无线通信模块13带有复位引脚，当插拔所述GPRS无线通信模块13时，无需断开所述GPRS无线通信模块13的供电电源，所述GPRS无线通信模块13与所述主处理板上的微控制器12之间的通讯接口速率为19200b/s。

本实施例中，作为一可选实施例，所述装置还包括：液晶显示模块；所述液晶显示模块包括：液晶显示屏及按键；

所述液晶显示屏，用于显示获取的所述能耗信息；

所述按键，用于切换，以使所述液晶显示屏显示所述能耗信息中不同的数据项；

所述电源模块14，还用于为所述液晶显示模块提供5V的直流电。

本实施例中，所述液晶显示模块用于进行液晶显示与按键控制，主要作用是将能耗信息采集节点采集上来的能耗信息通过液晶显示屏进行显示，同时通过按键，切换不同选项以在所述液晶显示屏显示所述能耗信息中不同的数据项，其中，所述数据项可以包括但不限于：楼宇每层的用电能耗、每层的分项能耗(例如，空调、照明、插座等各项能耗)、环境参数(例如，温度、湿度、二氧化碳浓度、pm2.5浓度等参数)等其他能耗信息，在实际应用中，可以根据实际情况指定数据项，本实例不作限定。具体的，可以按照获取到的所述能耗信息的数据项，在所述液晶显示屏进行显示，由于显示的数据项较多，可以将不同数据项的数据分别在不同界面下进行显示，每个界面只显示一个数据项；同时利用所述按键来切换以显示不同的数据项。

本实施例中，作为一可选实施例，所述电源模块14，用于为所述载波通 信模块11提供12V的直流电，为所述485通信模块提供5V的直流电，为所述微控制器12提供3.3V直流电，为所述GPRS无线通信模块13提供3.9V的直流电。

本实施例中，所述电源模块14主要为所述主处理板、载波通信模块11、485通信模块、液晶显示模块、GPRS无线通信模块13等其他模块提供电源。所述电源模块14可以采用单变压器单相供电，所述单变压器的输入功率为4W、输入电压为220V的交流电，所述单变压器的输出为双路直流输出，具体为：8V/0.45A和8V/0.05A，其中，8V/0.45A为主电源，双路之间为4 000V隔离。其中，所述主电源通过电压转化芯片，将8V直流电分别转换为12V直流电、5V直流电、3.3V直流电和3.9V直流电。12V直流电为所述载波通信模块11提供电源，5V直流电为所述液晶显示模块、485通信模块提供电源，3.3V直流电为所述主处理板提供电源，3.9V直流电为所述GPRS无线通信模块13提供电源。所述电源模块14的原理示意图如图4所示，其中，AC表示交流电，DC表示直流电，LDO表示低压差线性稳压芯片。

本实施例中，如图3所示，所述装置还包括：状态指示灯；所述状态指示灯，用于指示所述能耗信息采集传输装置是否正常工作，具体的，可以设定所述状态指示灯的闪烁周期为2秒，即点亮1秒熄灭一秒。如果所述状态指示灯出现异常，则表明所述能耗信息采集传输装置工作出现异常，需进行硬件复位。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种能耗信息采集传输装置，其特征在于，包括：利用低压电力线进行载波通信的载波通信模块、微控制器、基于GPRS的GPRS无线通信模块及电源模块；其中，所述载波通信模块与所述微控制器相连；所述微控制器与所述GPRS无线通信模块相连；

所述微控制器，用于通过所述载波通信模块获取多个能耗信息采集节点采集到的能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块发送出去；

所述电源模块，用于为所述载波通信模块、微控制器及GPRS无线通信模块提供电源。

2.根据权利要求1所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述装置还包括：485通信模块，其中，所述485通信模块与所述微控制器相连；

所述微控制器，还用于通过所述485通信模块获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息，并将获取到的所述能耗信息通过所述GPRS无线通信模块发送出去。

3.根据权利要求2所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述微控制器，具体用于接收实时获取能耗信息的指令，并依据所述实时获取能耗信息的指令，通过所述载波通信模块或所述485通信模块实时获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息；还用于接收定时获取能耗信息的指令，并依据所述定时获取能耗信息的指令，当达到设定的时间后，通过所述载波通信模块或所述485通信模块获取所述能耗信息采集节点采集到的所述能耗信息。

4.根据权利要求2所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述电源模块，用于为所述载波通信模块提供12V的直流电，为所述485通信模块提供5V的直流电，为所述微控制器提供3.3V直流电，为所述GPRS无线通信模块提供3.9V的直流电。

5.根据权利要求3所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述装置还包括：时钟管理模块；

所述时钟管理模块，用于为定时获取所述能耗信息或实时获取所述能耗信息提供时间信息；

所述电源模块，还用于为所述时钟管理模块提供3.3V直流电。

6.根据权利要求1所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述装置还包括：状态指示灯；

所述状态指示灯，用于指示所述能耗信息采集传输装置是否正常工作。

7.根据权利要求1所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述GPRS无线通信模块包括：复位引脚。

8.根据权利要求3所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述装置还包括：数据存储模块

所述数据存储模块，用于将所述微控制器接收到的实时获取能耗信息的指令、定时获取能耗信息的指令及获取的所述能耗信息进行存储；

所述电源模块，还用于为所述数据存储模块提供3.3V直流电。

9.根据权利要求8所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述数据存储模块包括：SD卡和/或FLASH存储器。

10.根据权利要求1所述的能耗信息采集传输装置，其特征在于，所述装置还包括：液晶显示模块；所述液晶显示模块包括：液晶显示屏及按键；

所述液晶显示屏，用于显示获取的所述能耗信息；

所述按键，用于切换，以使所述液晶显示屏显示所述能耗信息中不同的数据项；

所述电源模块，还用于为所述液晶显示模块提供5V的直流电。