CN210667148U - 一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，包括微控制单元，所述微控制单元端口电性连接有四路独立通道的RS485电路，所述微控制单元端口电性连接有低功耗蓝牙模块，所述微控制单元端口电性连接有GPRS模块，所述微控制单元端口电性连接有LED状态指示模块，所述微控制单元端口电性连接有EEPROM参数存储模块，所述微控制单元端口电性连接有Nor_Flash数据存储模块，本实用新型设置可独立配置的RS485接口，四路独立通道、独立缓存的RS485接口电路，可有效减少用户侧数据采集周期，设置蓝牙通讯模块，可现场设置和查看32路用户侧用电设备的通信信息。

Description

一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器

技术领域

本实用新型涉及数据采集集中器领域，具体为一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器。

背景技术

能源管理及监测系统需要定时采集用户用电线路的电压、电流、功率、功率因数、谐波、正反向有功电能、四象限无功电能、视功电能等用电数据及环境温度、开关状态、漏电、水浸等环境变量。传统的方法是在用户侧加装智能网关，由智能网关巡检用户侧的电表、温度传感器等各类仪表。但用户侧仪表通信接口不统一、通信协议千差万别、数据采集周期过长，且安装运维成本高昂。

目前市场上已有的数据集中器类产品主要有两大类，一类采用小型工控机，一类采用单片机设计。前者开发方便、功能强大，但成本高昂，对工作环境要求高；后者成本低、功耗小、能在恶劣工况下正常工作，但通常功能少、接口少，无法在现场配置和查看，因此通用性差，无法适应多种不同的应用场景，通常只适用于特定场景及用途。因此，现有产品的问题在于，要么被设计成功能强大的昂贵设备，要么被设计成简单的数据通道，缺乏基本的安装配置、数据处理等功能。这两种情况显然都无法满足当下正普遍部署的能源管理及监控系统。

就应用场景而言，目前同类产品主要针对电力系统集中抄表设计，比较擅长处理电力数据，对于能源管理及监测系统需要处理的不同种类，不同协议的数据，缺乏针对性设计。通过相关项目的实践经验发现，现有的数据集中器类产品存在着成本高昂、资源浪费、部署调试困难，兼容性差等诸多问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，设置可独立配置的RS485接口，四路独立通道、独立缓存的RS485接口电路，可有效减少用户侧数据采集周期，设置蓝牙通讯模块，可现场设置和查看32路用户侧用电设备的通信信息，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，包括微控制单元，所述微控制单元端口电性连接有四路独立通道的RS485电路，所述微控制单元端口电性连接有低功耗蓝牙模块，所述微控制单元端口电性连接有GPRS模块，所述微控制单元端口电性连接有LED状态指示模块，所述微控制单元端口电性连接有EEPROM参数存储模块，所述微控制单元端口电性连接有Nor_Flash数据存储模块，所述微控制单元端口电性连接有电源管理电路，所述微控制单元包括脉冲宽度调制模块。

优选的，所述LED状态指示模块包括电源指示灯和通讯状态指示灯。

优选的，上行通讯电路采用GPRS无线网络信道与电力系统控制主站通讯。

优选的，下行通讯电路采用RS485，用于与数据采集终端或电表通讯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、设置可独立配置的RS485接口，四路独立通道、独立缓存的RS485接口电路，可有效减少用户侧数据采集周期，保证通信安全可靠，可接入多达32路用户侧仪表，可分别自定义设置32路用户侧用电设备的通信端口类型、端口号、通信速率、通信协议、需要采集上报的数据项、采集时间间隔、定时上报时间间隔。

2、设置蓝牙通讯模块，可现场设置和查看32路用户侧用电设备的通信端口类型、端口号、通信速率、通信协议、需要采集上报的数据项、采集时间间隔、定时上报时间间隔等，可查看用户侧用电设备的实时数据、历史数据、事件记录，极大地方便了安装调试、运维检修人员的操作。

附图说明

图1为本实用新型系统框图；

图2为本实用新型主控电路原理图；

图3为本实用新型485接口电路原理图；

图4为本实用新型GPRS模块电路原理图；

图5为本实用新型电源管理电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，包括微控制单元，微控制单元端口电性连接有四路独立通道的RS485电路，下行通讯电路采用四路独立通道的RS485电路，用于与数据采集终端或电表通讯。

微控制单元端口电性连接有低功耗蓝牙模块，微控制单元端口电性连接有GPRS模块，微控制单元端口电性连接有LED状态指示模块，微控制单元端口电性连接有EEPROM参数存储模块，微控制单元端口电性连接有Nor_Flash数据存储模块，微控制单元端口电性连接有电源管理电路，微控制单元包括脉冲宽度调制模块。核心系统部分，将系统运行核心及频率较高的电路部分在此实现，包括CPU、NORFLASH、WDT及CPU外围电路。

还包括由单片机驱动的指示灯电路，指示灯电路包括电源指示灯和通讯状态指示灯。

上行通讯电路采用GPRS无线网络信道与电力系统控制主站通讯。下行与计量表采用四路独立通道的RS485电路进行通信，上行与上位机采用GPRS进行通信，含有微处理器、电源供电电路、GPRS通信电路、隔离RS485通信电路、LED指示电路。

电源管理电路采用12V接口电源，经过DC/DC降压到5V，再经过LM2596降压到3.9V提供给GPRS模块，5V经过LM1117降压到3.3V供核心系统使用，因为将引入文件系统，为确保数据存储稳定可靠，5V处接入1法拉超级电容。

微控制单元采用ST公司的STM32F103VRT6，该芯片采用ARM 32位Cortex-M3的处理器，运行速度高达72MHz，3.3V供电；高达256Kbytes的falsh、64Kbytes的片上SRAM，自带2个watchdog。FMSC外部总线接口支持SRAM，NORFLASH，NANDFLASH等存储器，NAND接口电压支持3.3V。支持5个UART口，高达11个times等其他丰富的外设接口。

引导程序、ucoss内核、文件系统目前开源成熟的版本为基础，在其基础上进行完善。比如可能需要在引导系统前将要添加进远程模块的开机操作，驱动程序中要增加IR的模拟串口、为了缓解计量硬件设计压力可能需要模拟SPI驱动等。

软件将以数据为中心架构应用层程序，平台层进行相关驱动与应用的接口衔接，平台层完全承担与硬件相关的流程操作等，比如数据采集、文件存储方式的归类、通讯模块上线处理等，应用层将是纯粹的数据收集、存储、上传处理中心。

工作原理：四路独立通道的RS485通信电路根据设定的端口号、通信速率、通信协议，按照系统设定的时间间隔，具体可在1～99分钟内任意设置，定时采集用户侧仪表的制定数据项，滚动储存在Nor_Flash中，可供用户查询历史用电数据，数据滚动存储的时长不低于2个月，并将采集到的数据通过GPRS模块，根据《Q/GDW1376.1-2013电力用户用电信息采集系统通信协议第1部分：主站与采集终端通信协议》，实时上报至服务器数据中心，进行数据分析、设备监控等操作。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，包括微控制单元，其特征在于：所述微控制单元端口电性连接有四路独立通道的RS485电路，所述微控制单元端口电性连接有低功耗蓝牙模块，所述微控制单元端口电性连接有GPRS模块，所述微控制单元端口电性连接有LED状态指示模块，所述微控制单元端口电性连接有EEPROM参数存储模块，所述微控制单元端口电性连接有Nor_Flash数据存储模块，所述微控制单元端口电性连接有电源管理电路，所述微控制单元包括脉冲宽度调制模块。

2.根据权利要求1所述的一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，其特征在于：所述LED状态指示模块包括电源指示灯和通讯状态指示灯。

3.根据权利要求1所述的一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，其特征在于：上行通讯电路采用GPRS无线网络信道与电力系统控制主站通讯。

4.根据权利要求1所述的一种能源管理监测系统多通道数据采集集中器，其特征在于：下行通讯电路采用RS485，用于与数据采集终端或电表通讯。

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