CN211827556U

CN211827556U - 一种物联网数据采集系统

Info

Publication number: CN211827556U
Application number: CN202020452455.8U
Authority: CN
Inventors: 冯磊; 韦依宁
Original assignee: Shenzhen Het Data Resources and Cloud Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Hetai Intelligent Home Appliance Controller Co ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2030-03-31

Abstract

本实用新型公开一种物联网数据采集系统，其包括电流检测回路、电压检测回路、第一微处理器、光耦隔离电路、第二微处理器以及电压转换电路，电流检测回路用于检测流经负载的电流，电压检测回路用于检测负载的交流电压，第一微处理器分别与电流检测回路和电压检测回路电连接，用于根据电流和/或交流电压，产生采集数据，光耦隔离电路与第一微处理器电连接，用于传输采集数据，第二微处理器与光耦隔离电路电连接，用于处理采集数据，以及电压转换电路与第一微处理器电连接，用于将施加给负载的交流电压转换成直流电压提供给第一微处理器。因此，该物联网数据采集系统可以实现数据的采集，且该系统数据传输更加可靠，抗干扰能力更强。

Description

一种物联网数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及数据采集领域，特别是涉及一种物联网数据采集系统。

背景技术

在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次，总线兼容型数据采集插件的数量不断增大，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世，将数据采集带入了一个全新的时代。

而数据采集作为大数据产业的基石，其在物联网和大数据产业中是至关重要的一环，并且数据源多种多样，数据量大以及数据更新快。而传统的数据采集系统至少具备以下缺点：采集的数据在传输过程中抗干扰能力不强，无法保证可靠地传输和可靠地数据交互。

实用新型内容

本实用新型实施例一个目的旨在提供一种物联网数据采集系统，其能够实现数据采集。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

在第一方面，本实用新型实施例提供一种物联网数据采集系统，其电流检测回路，用于检测流经负载的电流；

电压检测回路，用于检测所述负载的交流电压；

第一微处理器，分别与所述电流检测回路和所述电压检测回路电连接，用于根据所述电流和/或所述交流电压，产生采集数据；

光耦隔离电路，与所述第一微处理器电连接，用于传输所述采集数据；

第二微处理器，与所述光耦隔离电路电连接，用于处理所述采集数据；以及

电压转换电路，与所述第一微处理器电连接，用于将施加给所述负载的交流电压转换成直流电压提供给所述第一微处理器。

在一些实施例中，所述电压转换电路包括：

输入整流滤波电路，用于对施加给所述负载的交流信号整流滤波；

功率开关电路，分别与所述输入整流滤波电路和所述第一微处理器电连接，用于处理所述输入整流滤波电路的输出信号。

在一些实施例中，所述功率开关电路包括：

PWM控制电路，分别与所述输入整流滤波电路和所述第一微处理器连接，用于控制所述输入整流滤波电路的输出信号。

在一些实施例中，所述电压转换电路还包括输出整流滤波电路，分别与所述PWM控制电路和所述第一微处理器连接，用于对所述PWM控制电路的输出信号整流滤波。

在一些实施例中，所述电压检测回路电路包括分压电路，分别与所述负载和所述第一微处理器连接，用于将所述负载的交流电压分压处理，得到分压信号。

在一些实施例中，所述电压检测回路电路还包括滤波电路，分别与所述分压电路和所述第一微处理器连接，用于对所述分压信号滤波。

在一些实施例中，所述电流检测回路包括采样电阻，所述采样电阻的一端分别连接所述负载和所述第一微处理器，另一端接地。

在一些实施例中，所述采样电阻为锰铜采样电阻或大功率合金电阻。

在一些实施例中，所述电流检测回路还包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第二电容，所述第一电阻的一端分别连接所述负载和所述采样电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接所述第一电容的一端和所述第一微处理器，所述第二电阻的一端接地，另一端分别连接所述第二电容的一端和所述第一微处理器，所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端共同接地。

在一些实施例中，所述分压电路包括串联连接第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻，所述第三电阻的一端与所述负载连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接，所述第六电阻的一端和所述第七电阻的一端的共同连接点还与所述第一微处理器连接，所述第七电阻的另一端接地。

在本实用新型各个实施例中，该物联网数据采集系统包括电流检测回路、电压检测回路、第一微处理器、光耦隔离电路、第二微处理器以及电压转换电路，其中，电流检测回路用于检测流经负载的电流，电压检测回路用于检测负载的交流电压，第一微处理器分别与电流检测回路和电压检测回路电连接，用于根据电流和/或交流电压，产生采集数据，光耦隔离电路与第一微处理器电连接，用于传输采集数据，第二微处理器与光耦隔离电路电连接，用于处理采集数据，以及电压转换电路与第一微处理器电连接，用于将施加给负载的交流电压转换成直流电压提供给第一微处理器。因此，该物联网数据采集系统可以通过电压检测回路和电流检测回路实现数据的采集，并且，第一微处理器的供电电源与第二微处理器的供电电源通过光耦隔离电路相互隔离，当一方供电电源出现波动时，另一方供电电源不会受到影响，使得该物联网数据采集系统数据传输更加可靠，抗干扰能力更强。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供一种物联网数据采集系统的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供一种物联网数据采集系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供一种物联网数据采集系统的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供一种物联网数据采集系统结构示意图。如图1所示，该物联网数据采集系统100包括电流检测回路10、电压检测回路20、第一微处理器30、光耦隔离电路40、第二微处理器50以及电压转换电路60，其中，电流检测回路10用于检测流经负载的电流，电压检测回路20用于检测负载的交流电压，第一微处理器30分别与电流检测回路10和电压检测回路20电连接，用于根据电流和/或交流电压，产生采集数据，光耦隔离电路40与第一微处理器30电连接，用于传输采集数据，第二微处理器50与光耦隔离电路40电连接，用于处理采集数据，以及电压转换电路60与第一微处理器30电连接，用于将施加给负载的交流电压转换成直流电压提供给第一微处理器30。

因此，该物联网数据采集系统可以通过电压检测回路20检测负载的电压，通过电流检测回路10检测流经负载的电流，进而实现数据的采集。

并且，通过第一微处理器30和第二微处理器50对采集的数据进行分析和处理，以供其他电路根据采集的数据执行对应的操作。例如，通过采集的数据判断产品负载的运行状况、早期失效状况及故障情况等，还可以在线判断产品负载的使用情况、电量消耗情况以及产品负载的累计使用时间等，并且，还可以将采集的数据作为产品负载维修和维护的依据。

同时，第一微处理器30的供电电源与第二微处理器50的供电电源不是同一个供电电源，第一微处理器30的供电电源是将交流电压经过电压转换电路60的转换，将交流电压转换为直流电压，再将该直流电压提供给第一微处理器30，而第二微处理器50的供电电源是独立电源，因此，该物联网数据采集系统通过光耦隔离电路40将两者的供电电源相互隔离，当一方供电电源出现波动时，另一方供电电源不会受到影响，进而使得该物联网数据采集系统数据相对于传统采集系统，其数据传输更加可靠，抗干扰能力更强。

在一些实施例中，第一微处理器30和第二微处理器50均可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(AcornRISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，第一微处理器30和第二微处理器50还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。第一微处理器30和第二微处理器50也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

请参阅图2，图2是本实用新型实施例提供的一种物联网数据采集系统的结构示意图，如图2所示，该物联网数据采集系统100的电压转换电路60包括输入整流滤波电路61和功率开关电路62，输入整流滤波电路61用于对施加给负载的交流信号整流滤波，功率开关电路62分别与输入整流滤波电路61和第一微处理器30电连接，用于处理输入整流滤波电路61的输出信号。输入整流滤波电路61对交流信号整流滤波，得到直流信号，功率开关电路62对该直流信号进行处理和控制，得到最终的直流电压，并将最终的直流电压传送至第一微处理器30，给第一微处理器30提供最终的直流电压。

在一些实施例中，该功率开关电路62为PWM控制电路，即PWM控制电路以PWM波的形式控制输入整流滤波电路61的输出信号。

在一些实施例中，请继续参阅图2，电压转换电路60还包括输出整流滤波电路63，分别与功率开关电路62和第一微处理器30连接，用于对功率开关电路62的输出信号整流滤波。

在一些实施例中，请继续参阅图2，电压检测回路20包括分压电路21，分压电路21分别与负载和第一微处理器30连接，用于将负载的交流电压分压处理，并将获取的分压信号传送至第一微处理器30。由第一微处理器30接收和处理该分压信号，分析负载的交流电压。

在一些实施例中，请继续参阅图2，电压检测回路20还包括滤波电路22，滤波电路22分别与分压电路21和第一微处理器30连接，用于对分压信号滤波。经滤波以后的分压信号被传送至第一微处理器30。

在一些实施例中，电流检测回路10包括采样电阻，采样电阻的一端分别连接负载和第一微处理器30，另一端接地，采样电阻采样的电流被传送至第一微处理器30，由第一微处理器30接收和处理，分析流经负载的电流信号。

在一些实施例中，采样电阻为锰铜采样电阻或大功率合金电阻。

因此，该物联网数据采集系统可以通过电压检测回路和电流检测回路实现数据的采集，并且，第一微处理器的供电电源与第二微处理器的供电电源通过光耦隔离电路相互隔离，使得该物联网数据采集系统数据传输更加可靠，抗干扰能力更强。

请参阅图3，图3是本实用新型实施例提供的一种物联网数据采集系统电路结构示意图，如图3所示，负载回路包括一个或多个负载，分别为负载1(F1)至负载N(FN)，外部电源的输入回路向负载供电，电流检测回路10包括采样电阻R、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1以及第二电容C2，采样电阻R一端接负载回路，另一端接地，第一电阻R1的一端分别连接负载和采样电阻R的一端，第一电阻R1的另一端分别连接第一电容C1的一端和第一微处理器U1的CIP端口，第二电阻R2的一端接地，另一端分别连接第二电容C2的一端和第一微处理器U1的CI N端口，第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端共同接地。

电压检测回路20中的分压电路21包括串联连接第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7，第三电阻R3的一端与负载连接，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端连接，第六电阻R6的一端和第七电阻R7的一端的共同连接点还与第一微处理器U1的VIP端口连接，第七电阻R7的另一端接地。

电压检测回路20中的滤波电路22包括第三电容C3，第三电容C3与第七电阻R7并联连接。

输入整流滤波电路61包括第八电阻R8、第一二极管D1以及第四电容C4，第八电阻R8的一端连接负载的L线交流电压，另一端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地。

功率开关电路62包括PWM控制芯片U2，其漏极引脚分别连接第一二极管D1的阴极和第四电容C4的一端。

输出整流滤波电路63包括第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8以及第九电容C9，还包括第九电阻R9、第十电阻R10以及第十一电阻R11，还包括第二二极管D2和第三二极管D3，还包括第一电感L1。PWM芯片U2的第一源极引脚和第二源极引脚连接，并且，第二源极引脚与第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第十电阻R10的一端、第二二极管D2的阴极、第七电容C7的一端以及第一电感L1的一端共同连接于第一节点64，第五电容C5的另一端连接PWM芯片U2的VCC端口，第六电容C6的另一端连接PWM芯片U2的FB端口，第十电阻R10的另一端也连接于PWM芯片U2的FB端口，第十电阻R10的另一端还与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端分别与第七电容C7的另一端和第三二极管D3的阴极连接，第三二极管D3的阳极与第一电感L1的另一端、第八电容C8的正极、第九电容C9的一端以及第十一电阻R11的一端共同连接于第二节点65，第二二极管D2的阳极、第八电容C8的负极、第九电容C9的另一端以及第十一电阻R11的另一端共同接地。

光耦隔离电路40包括光耦隔离器U4，光耦隔离器U4的1管脚接5V电源，2管脚与第一微处理器U1的TX端口连接，光耦隔离器U4的输出与第二微处理器U3连接，向第二微处理器U3传输采集数据。

在一些实施例中，光耦隔离器U4的输出与输出回路连接，经输出回路接口CN1向第二微处理器U3传输采集数据，由第二微处理器U3处理采集数据。

综上所述，该物联网数据采集系统可以通过电压检测回路和电流检测回路实现数据的采集，并且，第一微处理器的供电电源与第二微处理器的供电电源通过光耦隔离电路相互隔离，使得该物联网数据采集系统数据传输更加可靠，抗干扰能力更强。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种物联网数据采集系统，其特征在于，包括：

电流检测回路，用于检测流经负载的电流；

电压检测回路，用于检测所述负载的交流电压；

2.根据权利要求1所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述电压转换电路包括：

3.根据权利要求2所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述功率开关电路为PWM控制电路。

4.根据权利要求2所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述电压转换电路还包括输出整流滤波电路，分别与所述功率开关电路和所述第一微处理器连接，用于对所述功率开关电路的输出信号整流滤波。

5.根据权利要求2所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述电压检测回路包括分压电路，分别与所述负载和所述第一微处理器连接，用于将所述负载的交流电压分压处理，得到分压信号。

6.根据权利要求5所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述电压检测回路还包括滤波电路，分别与所述分压电路和所述第一微处理器连接，用于对所述分压信号滤波。

7.根据权利要求1-6任一项所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述电流检测回路包括采样电阻，所述采样电阻的一端分别连接所述负载和所述第一微处理器，另一端接地。

8.根据权利要求7所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述采样电阻为锰铜采样电阻或大功率合金电阻。

9.根据权利要求7所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述电流检测回路还包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第二电容，所述第一电阻的一端分别连接所述负载和所述采样电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接所述第一电容的一端和所述第一微处理器，所述第二电阻的一端接地，另一端分别连接所述第二电容的一端和所述第一微处理器，所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端共同接地。

10.根据权利要求5所述的物联网数据采集系统，其特征在于，所述分压电路包括串联连接的第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻，所述第三电阻的一端与所述负载连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接，所述第六电阻的一端和所述第七电阻的一端的共同连接点还与所述第一微处理器连接，所述第七电阻的另一端接地。