CN213399965U - 一种红外智能网络采集终端 - Google Patents

Abstract

一种红外智能网络采集终端，涉及一种网络采集终端，该终端通过远红外技术将企业的多功能电表的用电数据采集到所述的红外智能采集终端，使用4G模块连接以太网，通过以太网以MQTT方式与云平台进行连接，减轻传统电力信息采集过程中的传输压力，增强响应速度，提高云平台在固定资源下分析各类数据资源的能力，提高用户端的响应速度，维护人员可监控更多用户的用电信息，并且所述的红外智能采集终端模块采用硬件MQTT协议栈，与云平台进行通讯，使云服务器能处理多达100万个通过MQTT并发连接的设备。所述红外智能采集终端可通过与红外收发模块的连接实现远距离复杂情况下数据有效稳定的传输、提高响应效率，同时减轻CPU在数据处理、网络通讯等事件过程中的资源消耗。

Description

一种红外智能网络采集终端

技术领域

本实用新型涉及一种网络采集终端，特别是涉及一种红外智能网络采集终端。

背景技术

随着物联网的发展和国家对能源物联网的重视，国家针对耗能较大的企业做了进一步的监督与管理，将建设节能环保安全性体系的智慧工厂。国内外智慧先进工业规模企业的成功实践证明，利用先进的能源管理系统来进行能源管理，对于能源的统一调度、优化能源介质平衡、减少煤气排放、提高环保质量、降低企业综合能耗与提高劳动生产率有关键作用，所以对能源事故原因的快速分析与立即判断处理、能源计划编制、实绩分析、质量管理、能源预测等均是十分精确的。电能作为企业能耗重要的能源消耗，如何对电能进行实时准确的监控成为国家对重点企业能耗监控的重要一环，在与企业进行电能采集的技术方案中，经常面对企业无法断电，施工困难等技术难点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种红外智能网络采集终端，该终端通过远红外将企业的多功能电表用电数据采集到终端，用4G模块连接以太网，通过以太网以MQTT方式与云平台进行连接，减轻传统电力信息采集过程中的传输压力，增强响应速度，提高云平台在固定资源下分析各类数据资源的能力，提高用户端的响应速度，维护人员可监控更多用户的用电信息。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种红外智能网络采集终端，所述终端包括 CPU处理电路、红外收发模块、数据存储电路、实时时钟电路、电源模块、4G模块、485模块、DB9接口；CPU处理电路与数据存储电路、实时时钟电路、电源模块、4G模块、485模块相连；485模块与DB9接口相连；DB9接口与红外收发模块相连。

所述的一种红外智能网络采集终端，所述的4G模块采用U9507C，采用MQTT硬件协议栈，通过TXD和RXD与CPU处理电路相连接，与SIM卡为标准连接方式。

所述的一种红外智能网络采集终端，所述的红外收发模块采用HC32F003芯片，通过以外置探头方式置于待测设备面板。

所述的一种红外智能网络采集终端，所述的红外收发模块W0038F红外接收管、L5IR5红外发送管通过485转换芯片的TXD、RXD信号线与HC32F003的中断口相连。

所述的一种红外智能网络采集终端，所述的485转换芯片的485A、485B总线通过屏蔽双绞线连接到DB9接口，通过DB9接口与CPU处理电路进行数据交互。

所述的一种红外智能网络采集终端，所述的W0038F的HW_RXD与HC32F003的中断口相连。

所述的一种红外智能网络采集终端，所述的HC32F003的HW_TXD与L5IR5红外发送管相连。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型红外智能采集终端模块采用硬件MQTT协议栈，与云平台进行通讯，使云服务器能处理多达 100 万个通过 MQTT 并发连接的设备。所述红外智能采集终端可通过与红外收发模块的连接实现远距离复杂情况下数据有效稳定的传输、提高响应效率，同时减轻CPU在数据处理、网络通讯等事件过程中的资源消耗。

1. 本实用新型安装简单，可避免带电施工和复杂接线。

2. 本实用新型可将电压，电流，电量等用电信息根据平台需要实时上报。

3. 本实用新型对采集到的信息根据远程控制增加时间戳，用于分时电量，报警信息的时间来源。

4. 本实用新型通过4G信号与云平台进行连接通讯，省掉数据集中器进行数据转发，减少实时数据的延时，具有更实时，更强大的通讯能力。

5. 本实用新型红外收发功能可以更加简单、快速、稳定的进行远红外抄表。

6. 本实用新型采用MQTT硬件协议栈，支持百万级的数据链接。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型流程示意图。

图中部件：1. CPU处理电路、 2.红外收发模块、 3.数据存储电路、 4.实时时钟电路、 5. 电源模块、 6. 4G模块、 7. 485模块、 8.DB9接口。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型可通过4G信号连接以太网，对各种无法断电施工企业的用电情况进行监控，记录企业各级用电线路的用电信息，并通过4G信号传送数据到云平台，进行数据分析，同时通过对下行数据的整合处理减少云平台的资源占用。通过CPU处理电路1与红外收发模块2、数据存储电路3、实时时钟电路4、电源模块5、 4G模块6、 485模块7、DB9接口8相连，可有效延长红外通讯距离的同时，避免信号之间的串扰，同时减轻CPU在数据处理、网络通讯等事件过程中的资源消耗。

红外智能采集终端包括CPU处理电路1、 红外收发模块2、数据存储电路3、 实时时钟电路4、电源模块5、4G模块6、485模块7、DB9接口8；CPU处理电路1与数据存储电路3、实时时钟电路4、电源模块5、 4G模块6、 485模块7、DB9接口8相连，负责逻辑的处理和数据的计算分析，将得到的数据与远程云平台进行信息交互。红外收发模块2采用HC32F003芯片以中断方式驱动红外收发二极管及串口，并通过2颗485芯片和DB9接口8与CPU处理电路1相连接，其中红外收发二极管以外置探头方式置于待测设备面板，可以延长收发距离，避免信号干扰。数据存储电路3采用W25Q128FLASH进行参数及数据存储。实时时钟电路4由8025T做为外部时钟，采用超级电容进行供电等。电源模块5包括一片4V可控稳压电源芯片和LDO稳压电源模块组成。4G模块6采用U9507C，具有MQTT硬件协议栈，用于4G信号的产生及接收。485模块7包括485电平转换芯片及外部电路，用于生产检验过程中的参数配置及下行数据交互。DB9接口8用于设备参数设置、升级、拓展及红外收发模块2的连接。

实施例1

本实用新型CPU处理电路1采用一颗R5F565N 与数据存储电路3、实时时钟电路4、电源模块5、 4G模块6、 485模块7、DB9接口8相连，负责逻辑的处理和数据的计算分析，将得到的数据与远程云平台进行信息交互。

红外收发模块2采用HC32F003芯片，通过以外置探头方式置于待测设备面板，其中包括一块485转换芯片和W0038F红外接收管和L5IR5红外发送管，通过485转换芯片的TXD、RXD信号线与HC32F003的中断口相连，W0038F的HW_RXD与HC32F003的中断口相连，HC32F003的HW_TXD与L5IR5红外发送管相连为其提供38kHZ的方波，485转换芯片的485A、485B总线通过屏蔽双绞线连接到DB9接口8，通过DB9接口8与CPU处理电路1进行数据交互。

数据存储电路3采用W25Q128FLASH进行参数及数据档案的存储，通过CS、MOSI、MISO、CLK四条信号线与CPU处理电路1相连接。

实时时钟电路4由8025T做为外部时钟，通过clk和sda总线与CPU处理电路1相连接，通过采用一颗3.3F的超级电容进行供电。

电源模块5包括一片4V可控稳压电源芯片和LDO稳压电源模块组成，可控稳压电源芯片通过STB信号线与CPU处理电路1相连接，进而控制4V可控稳压电源芯片为4G模块的供电和初始化，LDO稳压电源模块为系统提供5V和3.3V电源。

4G模块6采用U9507C和标准的SIM卡槽，采用MQTT硬件协议栈，用于4G信号的产生及接收通过TXD和RXD与CPU处理电路1相连接，与SIM卡为标准连接方式，初始化前通过对电源模块5的控制实现模块的4V供电及硬件复位，提高可靠性，降低资源消耗。

485模块7包括485电平转换芯片及外部电路，通过TXD和RXD总线与CPU处理电路1相连接，通过485A、485B总线通过连接到DB9接口8，负责下行数据的交互。

DB9接口8包括5V、GND、485A、485B、usbdm和usbdp信号线线，其中usbdm和usbdp信号线与CPU处理电路1相连接，485A、485B用于与红外收发模块2的连接或下行数据交互。

本实用新型CPU处理电路1采用一颗R5F565N与数据存储电路3、实时时钟电路4、电源模块5、 4G模块6、 485模块7、DB9接口8相连接， 485模块7通过DB9接口8与红外收发模块2相连接，上电后由CPU处理电路1初始化时钟和嵌入式实时系统，然后初始化串口、时钟、定时器、SPI总线、IIC总线及各个外设模块，读取W25Q128FLASH中存储的档案信息存储到CPU处理电路1中R5F565N的RAM中，避免频繁的spi读取对系统时钟的消耗，初始化实时时钟电路4的8025T，为系统的定时事件提供时钟标志，初始化4G线程、参数设置线程、485通讯线程、USB线程。红外收发模块2中的HC32F003在得到DB9端口的5V供电后，初始化IO端口、定时器、中断等功能，在HC32F003的485TXD信号线端口接收到中断后使能HW_TXD信号线的38kHZ使能寄存器，否则失能HW_TXD信号线的38kHZ使能寄存器，在HC32F003的HW_RXD信号线接收到中断后至高485_RXD信号线，在485通讯线程建立后通过时钟标志开始传递存储信息，判断正确后配置串口初始化，通过485信号线对红外收发模块2进行操作，读取到数据信息后按协议类型进行解析计算，并设置相关事件标志。4g线程建立后，初始化U9507C及MQTT参数设置，连接成功后监听4G模块6的TXD、RXD的信号线，对得到命令进行解析后进行对应的操作，在得到相应的得事件标志后根据事件进行数据上传及转发。同时通过与红外收发模块2的数据交互保证系统数据能够稳定的接收及转发，避免数据的串扰及丢失。通过嵌入式实时系统对各线程时间及资源的调配，使芯片资源得到充分利用。

Claims (7)

1.一种红外智能网络采集终端，其特征在于，所述终端包括 CPU处理电路（1）、红外收发模块（2）、数据存储电路（3）、实时时钟电路（4）、电源模块（5）、4G模块（6）、485模块（7）、DB9接口（8）；CPU处理电路（1）与数据存储电路（3）、实时时钟电路（4）、电源模块（5）、4G模块（6）、485模块（7）相连；485模块（7）与DB9接口（8）相连；DB9接口（8）与红外收发模块（2）相连。

2.根据权利要求1所述的一种红外智能网络采集终端，其特征在于，所述的4G模块（6）采用U9507C，采用MQTT硬件协议栈，通过TXD和RXD与CPU处理电路（1）相连接，与SIM卡为标准连接方式。

3.根据权利要求1所述的一种红外智能网络采集终端，其特征在于，所述的红外收发模块（2）采用HC32F003芯片，通过以外置探头方式置于待测设备面板。

4.根据权利要求3所述的一种红外智能网络采集终端，其特征在于，所述的红外收发模块W0038F红外接收管、L5IR5红外发送管通过485转换芯片的TXD、RXD信号线与HC32F003的中断口相连。

5.根据权利要求4所述的一种红外智能网络采集终端，其特征在于，所述的485转换芯片的485A、485B总线通过屏蔽双绞线连接到DB9接口（8），通过DB9接口（8）与CPU处理电路进行数据交互。

6.根据权利要求4所述的一种红外智能网络采集终端，其特征在于，所述的W0038F的HW_RXD与HC32F003的中断口相连。

7.根据权利要求5所述的一种红外智能网络采集终端，其特征在于，所述的HC32F003的HW_TXD与L5IR5红外发送管相连。

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