CN211669526U - 一种遥测终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种遥测终端，涉及遥测技术领域。所述遥测终端，包括：主机，所述主机包括主机数据处理器；与所述主机连接的从机，所述从机包括从机采集控制器；分别与所述主机以及所述从机连接的电源；其中，所述主机数据处理器与所述从机采集控制器连接。本实用新型的遥测终端可有效降低功耗。

Description

一种遥测终端

技术领域

本实用新型涉及遥测技术领域，特别涉及一种遥测终端。

背景技术

物联网的快速发展让我们进入了后云时代，在我们的日常生活中会产生大量的数据。到2025年，全球物联网设备基数预计将达到754亿台。物联网应用可能会要求极快的响应时间，数据的私密性等。如果把物联网产生的数据传输给云计算中心，将会加大网络负载，网路可能造成拥堵，并且会有一定的数据处理延时。

随着物联网和云服务的推动，我们假设了一种新的处理问题的模型，边缘计算。在网络的边缘即终端侧产生、处理、分析数据，这种计算模型会更加高效。边缘计算具有如下优点：

1.更实时、更快速的数据处理能力由于减少了中间传输的过程，数据处理的速度会更快；

2.减少能源消耗，把部分计算任务从云端卸载到边缘之后，整个系统对能源的消耗能减少30-40％；

3.数据在整合、迁移等方面可以减少20倍的时间；

4.数据隐私保护变得更有操作性，由于数据的收集和计算都是基于本地，速记也不再被传输到云端，因此重要的敏感信息可以不经过网络传输，能够有效地避免传输过程中的泄露。

目前基于水文水务的RTU(Remote Terminal Unit，遥测终端)大都采用采集+主控+核心网通信+云计算的方式，数据的处理和对终端的控制只能通过云平台，这样会加大网络负载、造成网路拥堵和数据处理延时；还具有如下缺点：

1.采集的数据比较单一，无法支持图片、视频的数据采集的缺点；

2.数据处理能力差，无法支撑算法模型，对于水文水务上的算法模型只能部署在云平台上，终端上传的数据流量大；

3.休眠时功耗损失较大。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种遥测终端，用以解决以上问题至少之一。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种遥测终端，包括：

主机，所述主机包括主机数据处理器；

与所述主机连接的从机，所述从机包括从机采集控制器；

分别与所述主机以及所述从机连接的电源；

其中，所述主机数据处理器与所述从机采集控制器连接。

可选地，所述主机还包括：

与所述主机数据处理器连接的第一实时时钟RTC(Real_Time Clock)电路和第一调试串口；

与所述主机数据处理器连接的定位装置、通信模块、存储器以及本地升级接口。

可选地，所述从机采集控制器为单片机。

可选地，所述从机还包括：

与所述从机采集控制器连接的第二实时时钟RTC电路、第二调试串口；

与所述从机采集控制器连接的数据采集单元；

与所述从机采集控制器连接的输出控制器；以及

分别与所述数据采集单元和所述输出控制器连接的光耦合器。

可选地，所述输出控制器包括：

开关量输出接口、模拟量输出接口、继电器输出接口、数字量输出接口以及指示灯输出接口中的至少一个。

可选地，所述电源包括：

外部电源；

与所述外部电源连接的电源切换电路和备电电路；

与所述电源切换电路连接的第一开关电源和第二开关电源；

与所述第一开关电源连接的第一线性稳压器、第二线性稳压器以及第三开关电源；

与所述第二开关电源连接的第三线性稳压器、第四线性稳压器以及第五线性稳压器；

其中，所述备电电路连接所述电源切换电路。

可选地，所述第一开关电源、所述第一线性稳压器、所述第二线性稳压器以及所述第三开关电源分别与所述主机连接。

可选地，所述第二开关电源、所述第三线性稳压器、所述第四线性稳压器以及所述第五线性稳压器分别与所述从机连接。

可选地，所述电源还包括：

与所述外部电源连接的模数转换器和第四开关电源；

与所述第四开关电源连接的过流保护装置；以及

与所述过流保护装置连接的电源输出端口。

可选地，所述备电电路包括第五开关电源、与所述第五开关电源连接的充电电路和与所述充电电路连接的锂电池。

本实用新型的有益效果是：

上述方案中，该遥测终端，包括：主机，所述主机包括主机数据处理器；与所述主机连接的从机，所述从机包括从机采集控制器；分别与所述主机以及所述从机连接的电源；其中，所述主机数据处理器与所述从机采集控制器连接。本实用新型的该方案主机搭载边缘算法模型，可进行图片、视频的算法分析，从机采用低性能的单片机，可进行模拟量、数字量、RS485数据等普通数据量小的传感器的数据采集分析；数据在本地进行分析处理，不需要上传较大数据量，对网络负载的要求小；支持核心网通信、卫星通信，能应对复杂的地理环境；休眠时采用主机断电、从机休眠的方式，可有效降低功耗。

附图说明

图1表示本实用新型实施例的遥测终端的结构示意图；

图2表示本实用新型实施例的遥测终端的供电示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

本实用新型针对现有技术中水文水务遥测终端无法支持图片、数据采集和分析、数据处理能力差、需要在云平台处理计算，造成网路拥堵以及功耗大的问题，提供一种遥测终端。

如图1所示，本实用新型的实施例提供一种遥测终端，包括：

主机，所述主机包括主机数据处理器；

与所述主机连接的从机，所述从机包括从机采集控制器；

分别与所述主机以及所述从机连接的电源；

其中，所述主机数据处理器与所述从机采集控制器连接。

本实用新型的该实施例中，所述遥测终端采用主机从机分离的设计理念，由主机、从机和电源组成，所述主机搭载边缘算法可进行数据的处理、传输、存储以及固件升级；所述从机为低功耗设计，进行传感器数据采集、处理、外部终端控制；电源采用可控制开关的低功耗设计，为整个遥测终端系统供电。

具体地，所述主机还包括：

与所述主机数据处理器连接用于开发阶段测试使用的第一实时时钟RTC电路和第一调试串口；

与所述主机数据处理器连接的定位装置、通信模块、存储器以及本地升级接口。

本实用新型的该实施例中，所述主机数据处理器可采用高性能的SoC(System onChip，系统级芯片)，对从机采集到的图像、视频等需要模型支撑的数据通过内置的算法模型进行边缘计算处理，并将处理结果上传云平台；还对从机传输过来的处理过的数据上传平台。

所述存储器存储从机采集到的原始数据，可选存储容量支持128GB；

所述通信模块可选采用2/4G的方式，将处理的结果上传统一云平台；同时可预留北斗报文传输模块的接口，在核心网不覆盖的地方可配置支持北斗数据传输，避免因网络覆盖问题导致数据不能及时上传。

所述本地升级接口支持三种可选升级模式：

1.通过2/4G在平台上对所述遥测终端进行升级和配置；

2.当网络出现问题或2/4G通信失败等问题导致云平台不能进行操作时，通过WiFi进行web本地升级；

3.当平台和web均不能进行配置时，所述本地升级接口可连接U盘，通过U盘内置的升级恢复固件对终端进行升级。

可选地，所述从机采集控制器为单片机。

具体地，所述从机还包括：

与所述从机采集控制器连接用于开发阶段测试使用的第二实时时钟RTC电路、第二调试串口；

与所述从机采集控制器连接的数据采集单元；

与所述从机采集控制器连接的输出控制器；以及

分别与所述数据采集单元和所述输出控制器连接的光耦合器。

本实用新型的该实施例中，所述从机采集控制器可采用低性能的单片机，为整个系统低功耗的设计核心。所述从机采集控制器与所述主机数据处理器分别连接有USB接口，从机采集控制器与主机数据处理器通过各自连接的USB接口连接，所述从机采集控制器对采集到的数据进行预处理，并将预处理过的数据传输到所述主机数据处理器；对未进行预处理的原始图像、视频数据传输到所述主机数据处理器进行边缘计算处理；所述主机数据处理器再将已经处理过的数据和图像、视频数据的处理结果上传到云平台。

所述数据采集单元包括模拟量采集(4-20ma)接口、数字量采集接口、用于数据采集的RS485传感器接口、用于数据采集的SDI-12接口和用于图片、视频数据采集的以太网接口中的至少一个或任意多个；

所述输出控制器可选地包括开关量输出接口、模拟量输出接口(4-20ma)、继电器输出接口、数字量输出接口以及指示灯输出接口中的至少一个。

而且，所述数据采集单元和所述输出控制器的接口均连接光耦合器作为终端防护，进行防雷设计。

进一步地，所述电源包括：

外部电源；

与所述外部电源连接的电源切换电路和备电电路；

与所述电源切换电路连接的第一开关电源和第二开关电源；

与所述第一开关电源连接的第一线性稳压器、第二线性稳压器以及第三开关电源；

与所述第二开关电源连接的第三线性稳压器、第四线性稳压器以及第五线性稳压器；

其中，所述备电电路连接所述电源切换电路。

本实用新型的该实施例中，可选所述电源的宽电压输入范围10-28V；具有电压告警功能，当外部电源为蓄电池，其电量即将耗尽时向管理平台推送低电量告警信号，并自动切换到所述备电电路进行供电。

需要说明的是，如图2所示，各部件的电源可单独设置连接，所述第一开关电源连接所述主机数据处理器进行供电、所述第一线性稳压器连接所述本地升级接口进行供电、所述第二线性稳压器连接定位装置进行供电以及所述第三开关电源连接通信模块进行供电。

还需要说明的是，所述第二开关电源连接所述从机采集控制器进行供电、所述第三线性稳压器连接所述数据采集单元进行供电、所述第四线性稳压器连接所述光耦合器进行供电以及所述第五线性稳压器连接所述输出控制器进行供电。

其中，在基于低功耗设计思路下，所述第一开关电源、所述第三线性稳压器、第四线性稳压器和所述第五线性稳压器均可选为可控制开关型，休眠时仅从机采集控制器处于带电休眠状态，能响应电压告警信号，其余从机的部件处于电源关闭状态，能最大程度的降低休眠电流，使休眠功耗小于2mW，可进行周期性的数据采集和中断响应数据采集。

进一步地，所述电源还包括：

与所述外部电源连接的模数转换器和第四开关电源；

与所述第四开关电源连接的过流保护装置；以及

与所述过流保护装置连接的电源输出端口。

所述备电电路包括第五开关电源、与所述第五开关电源连接的充电电路和与所述充电电路连接的锂电池。

本实用新型的该实施例中，所述电源通过所述电源输出端口可单独作为供电端为其他传感器供电。所述遥测终端同时支持锂电池备电，在相同的蓄电池容量的条件下具有更长的工作时间，减少运维人员更换蓄电池的次数；同时支持蓄电池低电量告警功能，避免出现电量耗尽无运维人员知晓的情况发生。

以上所述的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人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种遥测终端，其特征在于，包括：

主机，所述主机包括主机数据处理器；

与所述主机连接的从机，所述从机包括从机采集控制器；

分别与所述主机以及所述从机连接的电源；

其中，所述主机数据处理器与所述从机采集控制器连接。

2.根据权利要求1所述的遥测终端，其特征在于，所述主机还包括：

与所述主机数据处理器连接的第一实时时钟RTC电路和第一调试串口；

与所述主机数据处理器连接的定位装置、通信模块、存储器以及本地升级接口。

3.根据权利要求1所述的遥测终端，其特征在于，所述从机采集控制器为单片机。

4.根据权利要求1所述的遥测终端，其特征在于，所述从机还包括：

与所述从机采集控制器连接的第二实时时钟RTC电路、第二调试串口；

与所述从机采集控制器连接的数据采集单元；

与所述从机采集控制器连接的输出控制器；以及

分别与所述数据采集单元和所述输出控制器连接的光耦合器。

5.根据权利要求4所述的遥测终端，其特征在于，所述输出控制器包括：

开关量输出接口、模拟量输出接口、继电器输出接口、数字量输出接口以及指示灯输出接口中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的遥测终端，其特征在于，所述电源包括：

外部电源；

与所述外部电源连接的电源切换电路和备电电路；

与所述电源切换电路连接的第一开关电源和第二开关电源；

与所述第一开关电源连接的第一线性稳压器、第二线性稳压器以及第三开关电源；

与所述第二开关电源连接的第三线性稳压器、第四线性稳压器以及第五线性稳压器；

其中，所述备电电路连接所述电源切换电路。

7.根据权利要求6所述的遥测终端，其特征在于，所述第一开关电源、所述第一线性稳压器、所述第二线性稳压器以及所述第三开关电源分别与所述主机连接。

8.根据权利要求6所述的遥测终端，其特征在于，所述第二开关电源、所述第三线性稳压器、所述第四线性稳压器以及所述第五线性稳压器分别与所述从机连接。

9.根据权利要求6所述的遥测终端，其特征在于，所述电源还包括：

与所述外部电源连接的模数转换器和第四开关电源；

与所述第四开关电源连接的过流保护装置；以及

与所述过流保护装置连接的电源输出端口。

10.根据权利要求6所述的遥测终端，其特征在于，所述备电电路包括第五开关电源、与所述第五开关电源连接的充电电路和与所述充电电路连接的锂电池。

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