CN209486883U - 一种低功耗数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低功耗数据采集系统，包括数据采集器和监控中心数据接收系统；数据采集器中的中央处理器同时连接多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口、RS485通信接口、LoRa通信单元、4G通信单元、数据存储单元，多通道模拟量输入输出接口有线连接现场传感器，多通道数字量输入输出接口有线连接现场阀门，RS485通信接口有线连接现场计量表，LoRa通信单元无线连接LoRa通信转4G通信网关模块，4G通信单元无线连接4G运营商网络。本实用新型适用于燃气、热力、电力、水务等能源管网的生产运行数据监控，系统的低功耗性能适用于工业现场没有市电供应的工作条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业监控领域，具体涉及一种低功耗数据采集系统，是一种使用LoRa通讯模块的低功耗数据采集系统。
背景技术
物联网系统构建中，如何形成具有功耗低、传输距离远、成本低、功能完善等特点是我们目前努力的方向。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种低功耗数据采集系统，在燃气、热力、电力、水务等能源管网监控现场，通过具备LoRa通信模块的数据采集器，将所需的工业现场传感器、阀门、计量表、数据进行集中后，通过LoRa通信模块上传至监控中心，实现对生产运行数据的低功耗实时监控。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种低功耗数据采集系统，包括数据采集器和监控中心数据接收系统；所述监控中心数据接收系统包括：监控中心数据接收服务器、4G运营商网络、LoRa通信转4G通信网关模块；所述数据采集器中的中央处理器同时连接多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口、RS485通信接口、LoRa通信单元、4G通信单元、数据存储单元；所述多通道模拟量输入输出接口有线连接现场传感器，所述多通道开关量输入输出接口有线连接现场阀门，所述RS485通信接口有线连接现场计量表；所述LoRa通信单元无线连接LoRa通信转4G通信网关模块，采集和监控数据经LoRa通信转4G通信网关模块、4G运营商网络，传输至监控中心数据接收服务器，实现所述数据采集器与数据接收服务器之间的双向数据传输；所述4G通信单元无线连接4G运营商网络，将采集和监控数据传输至监控中心数据接收服务器，实现所述数据采集器与数据接收服务器之间的双向数据传输。
进一步的方案是：所述数据采集器的中央处理器通过串口连接LoRa通信单元，通过LoRa通信单元与LoRa转4G通信网关模块进行无线数据传输，利用LoRa通信的低功耗性能降低系统功耗。
进一步的方案是：所述LoRa转4G通信网关模块以LoRa方式同时无线连接多台数据采集器，将所连接采集器的数据集中到一起，通过4G运营商网络传输至监控中心数据接收服务器，并接收监控中心数据接收服务器发送的数据，将其通过LoRa通信发送给目标数据采集器。
进一步的方案是：所述数据采集器通过串口连接4G通信单元，在低功耗工作方式下，不启用4G通信单元；在LoRa通信无法满足数据传输要求的情况下，启用4G通信单元，采集器直接通过4G运营商网络与监控中心数据接收服务器进行数据传输。
本实用新型的有益效果是：本实用新型数据采集系统通过LoRa无线通信，实现监控中心数据接收系统与各现场数据采集器之间的实时数据传输，充分发挥了LoRa无线通信在低功耗方面的技术优势，实现在对能源管网生产运行工况的实时监控。数据采集器同时支持4G通信，在LoRa通信无法满足要求的情况下，启用4G通信单元通过4G网络实现与监控中心数据接收系统进行数据传输，从而具有LoRa低功耗通信和4G高速通信的功能。
本实用新型适用于燃气、热力、电力、水务等能源管网的生产运行数据监控，系统的低功耗性能适用于工业现场没有市电供应的工作条件。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。
附图说明
图1为本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种低功耗数据采集系统，是针对工业现场生产运行的数据采集系统，包括设置在现场数据采集器1、监测仪表2、监控中心数据接收系统3；所述监控中心数据接收系统3包括：监控中心数据接收服务器303、4G运营商网络302、LoRa通信转4G通信网关模块301；所述数据采集器1中的中央处理器101同时连接多通道模拟量输入输出接口102、多通道开关量输入输出接口103、RS485通信接口104、LoRa通信单元105、4G通信单元（模块）106、数据存储单元107；所述多通道模拟量输入输出接口102有线连接现场传感器201，所述多通道开关量输入输出接口103有线连接现场阀门202，所述RS485通信接口104有线连接现场计量表203；所述LoRa通信单元105无线连接LoRa通信转4G通信网关模块301，采集和监控数据经LoRa通信转4G通信网关模块301、4G运营商网络302，传输至监控中心数据接收服务器303，实现所述数据采集器1与数据接收服务器303之间的双向数据传输；所述4G通信单元106无线连接4G运营商网络302，将采集和监控数据传输至监控中心数据接收服务器303，实现所述数据采集器1与数据接收服务器303之间的双向数据传输。
实施例中：所述数据采集器的中央处理器101通过串口连接LoRa通信单元105，通过LoRa通信单元105与LoRa通信转4G通信网关模块301进行无线数据传输，利用LoRa通信的低功耗性能降低系统功耗。
实施例中：所述LoRa通信转4G通信网关模块301以LoRa通信协议方式同时无线连接多台数据采集器，将所连接采集器的数据集中到一起，通过4G运营商网络302传输至监控中心数据接收服务器303，并接收监控中心数据接收服务器303发送的数据，将其通过LoRa通信发送给目标数据采集器。
实施例中：所述数据采集器1周期性地向监控中心数据接收服务器303传输监控数据，每次传输数据前，采集器1通过多通道模拟量输入输出接口102采集一次所连接传感器的数据、通过多通道数字量输入输出接口103采集一次所连接阀门的数据、通过RS485通信接口104采集一次所连接计量表的数据，将以上采集数据传输至监控中心数据接收服务器303，避免多余的数据采集，降低系统功耗。
实施例中：所述数据采集器1通过串口连接4G通信单元106，在低功耗工作方式下，不启用4G通信单元106；在LoRa通信无法满足数据传输要求的情况下，启用4G通信单元106，采集器直接通过4G运营商网络302与监控中心数据接收服务器303进行数据传输。
实施例的数据传输方式包括：LoRa通信和4G通信两种方式。
低功耗工作模式下，采集器使用LoRa通信协议方式进行数据传输，以下对LoRa方式进行说明：
（1）现场传感器检测数据，由数据采集器的多通道模拟量输入输出模块实时采集，经中央处理器处理后，放在数据存储单元的内存中。
（2）现场阀门状态数据，由数据采集器的多通道数字量量输入输出模块实时采集，经中央处理器处理后，放在数据存储单元的内存中。
（3）现场计量表的计量数据，由数据采集器的RS485通信接口实时通信采集，经中央处理器处理后，放在数据存储单元的内存中。
（4）采集器将上述采集数据，由LoRa通信单元发送给LoRa转4G通信网关。
（5）LoRa通信转4G通信网关模块将接收到的采集数据，通过4G运营商网络传输给监控中心数据接收服务器，从而实现监控中心对现场采集器的数据采集。
当LoRa通信协议方式无法满足数据传输要求时，采集器启用4G通信方式进行数据传输，以下对4G方式进行说明：
（1）现场传感器检测数据，由数据采集器的多通道模拟量输入输出模块实时采集，经中央处理器处理后，放在数据存储单元的内存中。
（2）现场阀门状态数据，由数据采集器的多通道数字量量输入输出模块实时采集，经中央处理器处理后，放在数据存储单元的内存中。
（3）现场计量表的计量数据，由数据采集器的RS485通信接口实时通信采集，经中央处理器处理后，放在数据存储单元的内存中。
（4）采集器将上述采集数据，由4G通信单元通过4G运营商网络传输给监控中心数据接收服务器，从而实现监控中心对现场采集器的数据采集。
Claims (4)
1.一种低功耗数据采集系统，包括数据采集器和监控中心数据接收系统；所述监控中心数据接收系统包括：监控中心数据接收服务器、4G运营商网络、LoRa通信转4G通信网关模块；所述数据采集器中的中央处理器同时连接多通道模拟量输入输出接口、多通道开关量输入输出接口、RS485通信接口，其特征在于，所述中央处理器还同时连接LoRa通信单元、4G通信单元、数据存储单元；所述多通道模拟量输入输出接口有线连接现场传感器，所述多通道开关量输入输出接口有线连接现场阀门，所述RS485通信接口有线连接现场计量表；所述LoRa通信单元无线连接LoRa通信转4G通信网关模块，采集和监控数据经LoRa通信转4G通信网关模块、4G运营商网络，传输至监控中心数据接收服务器；所述4G通信单元无线连接4G运营商网络，将采集和监控数据传输至监控中心数据接收服务器。
2.根据权利要求1所述的低功耗数据采集系统，其特征在于，数据采集器的中央处理器通过串口连接LoRa通信单元。
3.根据权利要求2所述的低功耗数据采集系统，其特征在于，所述LoRa通信转4G通信网关模块以LoRa通信协议方式同时无线连接多台数据采集器，将所连接采集器的数据集中到一起，通过4G运营商网络传输至监控中心数据接收服务器，并接收监控中心数据接收服务器发送的数据，将其通过LoRa通信发送给目标数据采集器。
4.根据权利要求1所述的低功耗数据采集系统，其特征在于，所述数据采集器通过串口连接4G通信单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920460114.2U CN209486883U (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种低功耗数据采集系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920460114.2U CN209486883U (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种低功耗数据采集系统 |
Publications (1)
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| CN209486883U true CN209486883U (zh) | 2019-10-11 |
Family
ID=68135051
Family Applications (1)
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| CN201920460114.2U Active CN209486883U (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种低功耗数据采集系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN209486883U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110737223A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-01-31 | 深圳供电局有限公司 | 一种虚拟电厂通用智能控制设备 |
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2019
- 2019-04-08 CN CN201920460114.2U patent/CN209486883U/zh active Active
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