CN207690286U - 双输入多表复合采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了双输入多表复合采集系统及方法，主要是解决现有电力采集系统传统采集器无法直接抄读M‑BUS通讯的水、气、热表的问题，包括双输入多表复合采集装置、计算机、压力发电装置；双输入多表复合采集装置包括通信接口转换器、协议转换模块、载波模块、载波集中器、数据处理模块、报损模块、通讯模块、M‑BUS接收电路模块、M‑BUS输出电路模块、电压转换电路模块；压力发电装置包括压力发电模块、充电器、数字逆变器、蓄电池。本实用新型适用于采集各类表计数据，现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间，同时利用压力发电装置进行供电，更加节能环保。

Description

双输入多表复合采集系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，尤其是涉及双输入多表复合采集系统。

背景技术

随着科技的发展，目前电力采集系统技术已近日趋成熟，但现有技术只能直接抄读电表，要想采集水、电、气、热多表数据需要在电力系统采集系统的基础上安装协议转换器和采集器复合来实现多表合一的采集功能，采用M-BUS通讯的水、气、热表需要通过协议转换器转换为DL/T645-2007通用规约数据后，在将数据传送到采集载波电表的载波集中器上，上传主站，现场需要安装协议转换器，并对相应的集中器进行软件的升级，十分不方便。为此，本实用新型提出了一种双输入多表复合采集系统。

发明内容

本实用新型主要是解决现有电力采集系统传统采集器无法直接抄读M-BUS通讯的水、气、热表的问题，提供了一种双输入多表复合采集系统及方法，可以直接对电、水、气、热表进行数据采集，所述双输入多表复合采集装置外观于原国网I型采集器相似，可实现下行32块M-BUS水、气、热表。现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间，同时利用压力发电对装置进行供电，更加节能环保。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：双输入多表复合采集系统，包括双输入多表复合采集装置、计算机、压力发电装置；

双输入多表复合采集装置包括抄读M-BUS水、气、热表数据的通信接口转换器、协议转换模块、抄读载波电表数据的载波模块、下发抄表指令的载波集中器、数据处理模块、报损模块、通讯模块、M-BUS接收电路模块、M-BUS输出电路模块、电压转换电路模块；压力发电装置包括压力发电模块、充电器、数字逆变器、蓄电池；所述M-BUS接收电路模块、通信接口转换器、协议转换模块连接、M-BUS输出电路模块依次相连；M-BUS输出电路模块与载波模块分别与载波集中器相连，载波集中器、数据处理模块、报损模块、通讯模块、计算机依次相连；压力发电装置与数据处理模块相连。该系统利用压力发电装置进行供电，可以直接对电、水、气、热表进行数据采集，然后对M-BUS水、气、热表数据进行协议转换，最后将转换后M-BUS水、气、热表数据和载波电表数据传输到载波集中器，载波集中器将数据传输到数据处理模块对数据进行相关处理，检测装置是否有故障，若发现故障报损模块生成装置损坏信息，通讯模块接收经过上述处理的相关表的数据和装置损坏信息并将其发送到计算机，当计算机接收到报损模块生成的装置损坏信息时，发出警报通知相关工作人员，同时利用压力发电对装置进行供电，更加节能环保。

本实用新型采用的双输入多表复合采集装置外观于原国网I型采集器相似，可实现下行32块M-BUS水、气、热表数据的采集。现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间。

作为一种优选方案，所述M-BUS接收电路模块包括电阻R1、 电阻R2、 电阻R3 、电阻R4、电阻 R5 、电阻R6、二极管VD1、 AD1端口、AD2端口、保险管FU、接地端GND，电阻R6一端与电阻R1一端连接形成一个连接端口, 电阻R6另一端连接保险管FU，电阻R1另一端连接电阻R2然后接地；保险管FU一端连接电阻R6, 保险管FU另一端与电阻R5连接形成一个连接端口；电阻R3一端连接电阻R6，电阻R3另一端连接电阻R4然后接地；电阻R5一端连接保险管FU，电阻R5另一端接地；二极管VD1一端连接电阻R6，二极管VD1另一端接地 ；AD1端口与电阻R2连接， AD2端口与电阻R4连接。

作为一种优选方案，所述M-BUS输出电路模块包括电阻R7 、电阻R8 、电阻R9 、电阻R10 、电阻R11 、电阻R12 、电阻R13、电阻 R14、三极管VT1、三极管VT2、三极管VT3、二极管VD2、电源VDD1端、电源VDD2端、MOS管、发送数据引脚TXD，三极管VT1的基极与电阻R7连接，三极管VT1的集电极与二极管VD2负极连接形成一个连接端口，三极管VT1的发射极与电源VDD2端连接；三极管VT2的基极与电阻R9连接，三极管VT2的集电极与电阻R7连接，三极管VT2发射极接地；三极管VT3的基极与电阻R7连接，三极管VT3集电极与电阻R12连接，三极管VT3发射极接地; 电阻R7一端与三极管VT1的基极连接，电阻R7另一端与三极管VT2的集电极连接；电阻R8一端与电源VDD2端连接，电阻R8另一端与三极管VT2的集电极连接；电阻R3一端与发送数据引脚TXD连接，电阻R9另一端与三极管VT2的基极连接；电阻R10一端与R9连接，电阻R10另一端接地；电阻R11一端与电阻R12连接，电阻R11另一端与MOS管的栅极连接；电阻R12一端与电源VDD1端连接，电阻R12另一端与三极管VT3的发射极连接；电阻R13一端形成一个连接端口，电阻R13另一端与三极管VT3的基极连接；电阻R14一端与R13连接，电阻R14另一端接地；二极管VD正极与MOS管的源极连接，二极管VD2负极与三极管VT1的集电极连接形成一个连接端口；MOS管的漏极与电源VDD1端连接。

作为一种优选方案，所述电压转换电路模块包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、单片机芯片、二极管VD3、铁芯线圈L、电容C1、电容C2、电容C3、有极性电容C4，电阻R15一端接地，电阻R15另一端与单片机芯片SHDN端口连接；电阻R16一端与单片机芯片SW端口连接，电阻R16另一端连接R15接地；电阻R17一端与单片机芯片CB端口连接，电阻R17另一端与电容C2连接；电阻R18一端与单片机芯片FB端口连接，电阻R17另一端接地；电阻R19一端与单片机芯片GND端口连接，电阻R19另一端与电阻R18连接；电容C1一端与单片机芯片VIN端口连接，电容C1另一端与二极管VD3正极连接；电容C2一端电阻R17连接，电容C2另一端与单片机芯片SW端口连接；电容C3一端与铁芯线圈L连接，电容C3另一端接地；有极性电容C4正极与铁芯线圈L连接，有极性电容C4负极接地；二极管VD3正极与电容C1连接，二极管VD3负极与铁芯线圈L连接；铁芯线圈L一端与单片机芯片SW端口连接，铁芯线圈L另一端形成一个输出端口。

作为一种优选方案，所述压力发电模块包括压力传导板、弹力装置、压力发电单元、中间体，压力传导板、中间体、压力发电单元、弹力装置依次连接，所述压力发电模块、充电器、数字逆变器、蓄电池依次相连，压力发电模块利用压力产生不稳定的直流电流，充电器对压力发电模块产生的不稳定的直流电流进行整流，数字逆变器将产生的直流电流转换成交流电流，将此交流电流给蓄电池充电，蓄电池给双输入多表复合采集装置供电。

本实用新型的优点是采用外观与原国网I型采集器相似的双输入多表复合采集装置，可实现下行32块M-BUS水、气、热表数据的采集。现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间，同时对所采集的数据进行分析，可以准确判断装置是否有故障，同时利用压力发电对装置进行供电，更加节能环保。

附图说明

附图1是本实用新型的一种系统构架图；

附图2是本实用新型的一种通讯拓扑图；

附图3是本实用新型的电压转换电路模块原理图；

附图4是本实用新型M-BUS输出电路模块原理图；

附图5是本实用新型M-BUS接收电路模块原理图；

附图6是本实用新型压力发电模块结构示意图。

1-M-BUS水、气、热表 2-载波电表 3-双输入多表复合采集装置 4-M-BUS接收电路模块 5-载波模块 6-通信接口转换器 7-协议转换模块 8- M-BUS输出电路模块 9-数据处理模块 10-报损模块 11-通讯模块 12-计算机 13-载波集中器 14-电压转换电路模块15-压力发电装置 16-压力发电模块 17-充电器 18-数字逆变器 19-蓄电池 20-压力传导板 21-中间体 22-压力发电单元 23-弹力装置。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1、图2所示，双输入多表复合采集系统，包括双输入多表复合采集装置、计算机、压力发电装置；

双输入多表复合采集装置包括抄读M-BUS水、气、热表数据的通信接口转换器、协议转换模块、抄读载波电表数据的载波模块、下发抄表指令的载波集中器、数据处理模块、报损模块、通讯模块、M-BUS接收电路模块、M-BUS输出电路模块、电压转换电路模块；压力发电装置包括压力发电模块、充电器、数字逆变器、蓄电池；所述M-BUS接收电路模块、通信接口转换器、协议转换模块连接、M-BUS输出电路模块依次相连；M-BUS输出电路模块与载波模块分别与载波集中器相连，载波集中器、数据处理模块、报损模块、通讯模块、计算机依次相连；压力发电模块、充电器、数字逆变器、蓄电池、电压转换电路模块、数据处理模块依次相连。该系统利用压力发电装置进行供电，可以直接对电、水、气、热表进行数据采集，然后对M-BUS水、气、热表数据进行协议转换，最后将转换后M-BUS水、气、热表数据和载波电表数据传输到载波集中器，载波集中器将数据传输到数据处理模块对数据进行相关处理，检测装置是否有故障，若发现故障报损模块生成装置损坏信息，通讯模块接收经过上述处理的相关表的数据和装置损坏信息并将其发送到计算机，当计算机接收到报损模块生成的装置损坏信息时，发出警报通知相关工作人员，同时利用压力发电对装置进行供电，更加节能环保。

本实用新型采用的双输入多表复合采集装置外观于原国网I型采集器相似，可实现下行32块M-BUS水、气、热表。现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间。

如图3所示，所述电压转换电路模块包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、单片机芯片、二极管VD3、铁芯线圈L、电容C1、电容C2、电容C3、有极性电容C4，电阻R15一端接地，电阻R15另一端与单片机芯片SHDN端口连接；电阻R16一端与单片机芯片SW端口连接，电阻R16另一端连接R15接地；电阻R17一端与单片机芯片CB端口连接，电阻R17另一端与电容C2连接；电阻R18一端与单片机芯片FB端口连接，电阻R17另一端接地；电阻R19一端与单片机芯片GND端口连接，电阻R19另一端与电阻R18连接；电容C1一端与单片机芯片VIN端口连接，电容C1另一端与二极管VD3正极连接；电容C2一端电阻R17连接，电容C2另一端与单片机芯片SW端口连接；电容C3一端与铁芯线圈L连接，电容C3另一端接地；有极性电容C4正极与铁芯线圈L连接，有极性电容C4负极接地；二极管VD3正极与电容C1连接，二极管VD3负极与铁芯线圈L连接；铁芯线圈L一端与单片机芯片SW端口连接，铁芯线圈L另一端形成一个输出端口。电压转换电路模块，将开关电源输出的电压稳成MCU工作电压、M-BUS供电电压、485工作电压以及载波工作电压。电源管理芯片选用高精度、宽输入型，配合电容电感电阻输出所需要的电压。

如图4所示，所述M-BUS输出电路模块包括电阻R7 、电阻R8 、电阻R9 、电阻R10 、电阻R11 、电阻R12 、电阻R13、电阻 R14、三极管VT1、三极管VT2、三极管VT3、二极管VD2、电源VDD1端、电源VDD2端、MOS管、发送数据引脚TXD，三极管VT1的基极与电阻R7连接，三极管VT1的集电极与二极管VD2负极连接形成一个连接端口，三极管VT1的发射极与电源VDD2端连接；三极管VT2的基极与电阻R9连接，三极管VT2的集电极与电阻R7连接，三极管VT2发射极接地；三极管VT3的基极与电阻R7连接，三极管VT3集电极与电阻R12连接，三极管VT3发射极接地; 电阻R7一端与三极管VT1的基极连接，电阻R7另一端与三极管VT2的集电极连接；电阻R8一端与电源VDD2端连接，电阻R8另一端与三极管VT2的集电极连接；电阻R3一端与发送数据引脚TXD连接，电阻R9另一端与三极管VT2的基极连接；电阻R10一端与R9连接，电阻R10另一端接地；电阻R11一端与电阻R12连接，电阻R11另一端与MOS管的栅极连接；电阻R12一端与电源VDD1端连接，电阻R12另一端与三极管VT3的发射极连接；电阻R13一端形成一个连接端口，电阻R13另一端与三极管VT3的基极连接；电阻R14一端与R13连接，电阻R14另一端接地；二极管VD正极与MOS管的源极连接，二极管VD2负极与三极管VT1的集电极连接形成一个连接端口；MOS管的漏极与电源VDD1端连接。所述双输入多表复合采集装置的M-BUS输出电路模块采用三极管来控制M-BUS输出，三极管和场效应管选用宽电流型，电路的其他部分在从从设备向主设备传输数据时提供总线电流，并为远程供电从设备提供电源总线电流检测。

如图5所示，所述M-BUS接收电路模块包括电阻R1、 电阻R2、 电阻R3 、电阻R4、电阻 R5 、电阻R6、二极管VD1、 AD1端口、AD2端口、保险管FU、接地端GND，电阻R6一端与电阻R1一端连接形成一个连接端口, 电阻R6另一端连接保险管FU，电阻R1另一端连接电阻R2然后接地；保险管FU一端连接电阻R6, 保险管FU另一端与电阻R5连接形成一个连接端口；电阻R3一端连接电阻R6，电阻R3另一端连接电阻R4然后接地；电阻R5一端连接保险管FU，电阻R5另一端接地；二极管VD1一端连接电阻R6，二极管VD1另一端接地 ；AD1端口与电阻R2连接， AD2端口与电阻R4连接。所述双输入多表复合采集装置的M-BUS的接收电路采用两个采样电路来辨别从设备返回的电流信号。

如图6所示，所述压力发电模块包括压力传导板、弹力装置、压力发电单元、中间体，压力传导板、中间体、压力发电单元、弹力装置依次连接。将压力发电模块铺设在人流量大的地方，压力发电模块利用压力产生不稳定的直流电流，充电器对压力发电模块产生的不稳定的直流电流进行整流，数字逆变器将产生的直流电流转换成交流电流，将此交流电流给蓄电池充电，蓄电池给双输入多表复合采集装置供电。

本实用新型采用外观与原国网I型采集器相似的双输入多表复合采集装置，可实现下行32块M-BUS水、气、热表数据的采集。现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间，同时对所采集的数据进行分析，可以准确判断装置是否有故障，同时利用压力发电，更加节能环保。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了载波模块,载波集中器、通讯模块、协议转换模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.双输入多表复合采集系统，其特征是，包括双输入多表复合采集装置、计算机、压力发电装置；

双输入多表复合采集装置包括抄读M-BUS水、气、热表数据的通信接口转换器、协议转换模块、抄读载波电表数据的载波模块、下发抄表指令的载波集中器、数据处理模块、报损模块、通讯模块、M-BUS接收电路模块、M-BUS输出电路模块、电压转换电路模块；压力发电装置包括压力发电模块、充电器、数字逆变器、蓄电池；所述M-BUS接收电路模块、通信接口转换器、协议转换模块连接、M-BUS输出电路模块依次相连；M-BUS输出电路模块与载波模块分别与载波集中器相连，载波集中器、数据处理模块、报损模块、通讯模块、计算机依次相连；压力发电装置与数据处理模块相连，所述压力发电模块包括压力传导板、弹力装置、压力发电单元、中间体，所述压力传导板、中间体、压力发电单元、弹力装置依次连接，所述压力发电模块、充电器、数字逆变器、蓄电池依次相连。

2.根据权利要求1所述的双输入多表复合采集系统，其特征是所述所述M-BUS接收电路模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3 、电阻R4、电阻 R5 、电阻R6、二极管VD1、 AD1端口、AD2端口、保险管FU、接地端GND，电阻R6一端与电阻R1一端连接形成一个连接端口, 电阻R6另一端连接保险管FU，电阻R1另一端连接电阻R2然后接地；保险管FU一端连接电阻R6, 保险管FU另一端与电阻R5连接形成一个连接端口；电阻R3一端连接电阻R6，电阻R3另一端连接电阻R4然后接地；电阻R5一端连接保险管FU，电阻R5另一端接地；二极管VD1一端连接电阻R6，二极管VD1另一端接地；AD1端口与电阻R2连接， AD2端口与电阻R4连接。

3.根据权利要求1所述的双输入多表复合采集系统，其特征是所述M-BUS输出电路模块包括电阻R7 、电阻R8 、电阻R9 、电阻R10 、电阻R11 、电阻R12 、电阻R13、电阻 R14、三极管VT1、三极管VT2、三极管VT3、二极管VD2、电源VDD1端、电源VDD2端、MOS管、发送数据引脚TXD，三极管VT1的基极与电阻R7连接，三极管VT1的集电极与二极管VD2负极连接形成一个连接端口，三极管VT1的发射极与电源VDD2端连接；三极管VT2的基极与电阻R9连接，三极管VT2的集电极与电阻R7连接，三极管VT2发射极接地；三极管VT3的基极与电阻R7连接，三极管VT3集电极与电阻R12连接，三极管VT3发射极接地; 电阻R7一端与三极管VT1的基极连接，电阻R7另一端与三极管VT2的集电极连接；电阻R8一端与电源VDD2端连接，电阻R8另一端与三极管VT2的集电极连接；电阻R3一端与发送数据引脚TXD连接，电阻R9另一端与三极管VT2的基极连接；电阻R10一端与R9连接，电阻R10另一端接地；电阻R11一端与电阻R12连接，电阻R11另一端与MOS管的栅极连接；电阻R12一端与电源VDD1端连接，电阻R12另一端与三极管VT3的发射极连接；电阻R13一端形成一个连接端口，电阻R13另一端与三极管VT3的基极连接；电阻R14一端与R13连接，电阻R14另一端接地；二极管VD正极与MOS管的源极连接，二极管VD2负极与三极管VT1的集电极连接形成一个连接端口；MOS管的漏极与电源VDD1端连接。

4.根据权利要求1所述的双输入多表复合采集系统，其特征是所述电压转换电路模块包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、单片机芯片、二极管VD3、铁芯线圈L、电容C1、电容C2、电容C3、有极性电容C4，电阻R15一端接地，电阻R15另一端与单片机芯片SHDN端口连接；电阻R16一端与单片机芯片SW端口连接，电阻R16另一端连接R15接地；电阻R17一端与单片机芯片CB端口连接，电阻R17另一端与电容C2连接；电阻R18一端与单片机芯片FB端口连接，电阻R17另一端接地；电阻R19一端与单片机芯片GND端口连接，电阻R19另一端与电阻R18连接；电容C1一端与单片机芯片VIN端口连接，电容C1另一端与二极管VD3正极连接；电容C2一端电阻R17连接，电容C2另一端与单片机芯片SW端口连接；电容C3一端与铁芯线圈L连接，电容C3另一端接地；有极性电容C4正极与铁芯线圈L连接，有极性电容C4负极接地；二极管VD3正极与电容C1连接，二极管VD3负极与铁芯线圈L连接；铁芯线圈L一端与单片机芯片SW端口连接，铁芯线圈L另一端形成一个输出端口。