CN214278685U - 一种基于lora传输技术的能源数据采集器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，包括485通讯接口、脉冲信号接口和模拟量接口、电源转换电路、电源隔离电路、485通讯采集电路、模拟量转换电路、模拟量接入电路、脉冲信号接入电路、LORA电路和主控单元；其中所述的电源转换电路的输入端连接电源并将电源电压转换为额定电压，所述电源隔离电路的输入端连接所述电源转换电路的输出端，同时该电源隔离电路的输出端连接所述485通讯采集电路和模拟量转换电路的电源输入端，所述电源转换电路的输出端还同时连接所述脉冲信号接入电路、LORA电路、主控单元的电源输入端。
Description
技术领域
本实用新型涉及基于LORA传输技术的能源数据采集器领域，尤其涉及一种基于LORA传输技术的能源数据采集器。
背景技术
目前大部分企业的能源管理的手段还相对落后，通过人工抄表的形式来统计数据。现代工业用能包括电能，水，蒸汽，燃气等，每一种能源采集方式不相同，需要接入相应的计量表计才能采集用能数据。各种能源的计量表计信号数据方式不一致，有的具有通信接口，能用过通信协议读取数据，有的通过脉冲方式输出用能累计数据，有的通过模拟量方式输出瞬时流量数据。由于工厂的设备安装分散且工业现场环境比较恶劣，安装布线施工往往很不方便，且施工成本很高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种技术新颖，可同时实现对脉冲信号、模拟量信号、485通讯数据进行采集并通过LORA技术实现无线传输数据实现数据远程采集的基于LORA传输技术的能源数据采集器。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，包括485通讯接口、脉冲信号接口和模拟量接口、电源转换电路、电源隔离电路、485通讯采集电路、模拟量转换电路、模拟量接入电路、脉冲信号接入电路、LORA电路和主控单元；其中所述的电源转换电路的输入端连接电源并将电源电压转换为额定电压，所述电源隔离电路的输入端连接所述电源转换电路的输出端，同时该电源隔离电路的输出端连接所述485通讯采集电路和模拟量转换电路的电源输入端，所述电源转换电路的输出端还同时连接所述脉冲信号接入电路、LORA电路、主控单元的电源输入端；所述485通讯接口连接485通讯采集电路的信号输入端，所述脉冲信号接口连接脉冲信号接入电路的信号输入端，所述模拟量接口连接所述模拟量接入电路的信号输入端，同时该模拟量接入电路的信号输出端连接模拟量转换电路；所述485通讯采集电路、脉冲信号接入电路和模拟量接入电路的输出端均连接所述主控单元；所述LORA电路连接主控单元的输出端。
优选地，所述主控单元的型号为STM32F103。
优选地，所述485通讯采集电路包括型号为adm2483的RS485收发器，所述RS485收发器的A、B插脚连接485通讯接口，该RS485收发器的VDD2插脚连接所述电源隔离电路，该RS485收发器的VDD1插脚连接所述电源转换电路，该RS485收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚连接所述主控单元。
优选地，所述脉冲信号接入电路包括型号为PS2805C-4的光耦以及型号为74hc14d的脉冲信号模块，所述脉冲信号模块的VCC插脚连接电源转换电路，所述光耦连接于脉冲信号接口和脉冲信号模块之间。
优选地，所述的模拟量接入电路包括型号为74HC595的模拟量接入控制模块以及连接模拟量接入控制模块的四组采集电路，各组所述采集电路均包括有第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管和第二MOS管的G极分别连接模拟量接入控制模块，同时第一MOS管和第二MOS管的D极与模拟量接口和模拟量转换电路并联，第一MOS管和第二MOS管的S极接地。
优选地，所述模拟量转换电路包括型号为MCP3208的模数转换器以及型号为ADUM1401的数字隔离器，其中所述模数转换器的CH0、CH1、CH2、CH3插脚分别与模拟量接入电路连接，所述模数转换器的CS插脚连接数字隔离器的VOA插脚，所述模数转换器的DIN插脚连接数字隔离器的VOB插脚，所述模数转换器的DOUT插脚连接数字隔离器的VID插脚，所述模数转换器的CLK插脚连接数字隔离器的VOC插脚，所述数字隔离器的VIA、VIB、VIC、VOD插脚连接主控单元，该数字隔离器的VDD1插脚连接电源转换电路，其VDD2插脚连接电源隔离电路。
优选地，所述的LORA电路包括型号为LM400_VREFH的LORA模块以及发射器，其中所述的发射器连接LORA模块的ANT插脚，所述LORA模块的VDD插脚连接所述电源转换电路，所述LORA模块的ISP、TXD、RXD、DEF、SWD_CLK、SED_IO插脚连接所述主控单元。
优选地，还包括有LORA复位电路，所述LORA复位电路包括型号为CAT809ZTBI-GT3的电源控制器、型号为74AHC1G08GV的逻辑芯片以及钥匙开关，所述电源控制器的VCC插脚连接电源转换电路，该电源控制器的RST插脚连接逻辑芯片的B插脚，该逻辑芯片的A插脚并联连接所述电源转换电路以及接地的钥匙开关，该辑芯片的VCC插脚和Y插脚同时并联连接电源转换电路和LORA模块的RST插脚。
优选地，还包括有数据储存电路，所述数据储存电路包括型号为fm24cl64的铁电存储器 ，所述铁电存储器的VDD、WP、SCL、SDA插脚连接电源转换电路，所述的WP、SCL、SDA插脚还同时连接主控单元。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于LORA传输技术的能源数据采集器，具有485通讯接口、脉冲信号接口和模拟量接口，可通过以上接口连接相应的设备从而在采集设备的数据。其采集后的数据可通过485通讯采集电路、模拟量转换电路、模拟量接入电路、脉冲信号接入电路进行处理并通过主控单元对数据进行转换处理，并通过LORA电路以无线通信的方式将数据发送至终端设备中，从而实现远程的数据采集。此外本实用新型中还设有数据储存电路，可将采集的数据储存在本地设备中，即使在无线通信故障的情况下设备仍能正常记录采集数据避免数据丢失。而利用电源隔离电路可隔离电源对485通讯采集电路和模拟量转换电路的干扰。
附图说明
图1为本实用新型的电原理框图。
图2为本实用新型的电源转换电路的电路图。
图3为本实用新型的电源隔离电路的电路图。
图4为本实用新型的主控单元以及连接器的电路图。
图5为本实用新型的连接器的电路图。
图6为本实用新型的485通讯采集电路以及485通讯接口的电路图。
图7为本实用新型的脉冲信号接口以及脉冲信号接入电路的电路图。
图8为本实用新型的模拟量接入电路以及模拟量接口的电路图。
图9为本实用新型的采集电路的电路图。
图10为本实用新型的模拟量转换电路。
图11为本实用新型的LORA电路的电路图。
图12为本实用新型的有LORA复位电路的电路图。
图13为本实用新型的数据储存电路的电路图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施例对本实用新型所要求保护的计划书方案作进一步详细说明。
参见图1至图13所示，本实施例中的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，包括485通讯接口CN12、脉冲信号接口CN10和模拟量接口CN4、电源转换电路、电源隔离电路、485通讯采集电路、模拟量转换电路、模拟量接入电路、脉冲信号接入电路、LORA电路、数据储存电路、LORA复位电路、主控单元。
在本实施例中电源转换电路连接电源插口CN11、CN_4P，同时该电源转换电路还包括有型号为VRB2405YMD-6WR3的电源模块、型号为LM1117的压差电压调节器。在本实施例中输入的电源电压为24V，经转换后电源转换电路输出3V和5V的输出电压。
在本实施例中电源隔离电路分为两路，其中一路源隔离电路包括型号为B0505S-1W的单输出dc/dc电源模块，其输出5V输出电压。另一路的源隔离电路包括型号为B0505S-1W的单输出dc/dc电源模块以及型号为LM1117的压差电压调节器，其输出3V输出电压。
在本实施例中，主控单元的型号为STM32F103，此外本实施例中主控单元还连接有多个连接器CN7、CN8、CN9。
在本实施例中，所述485通讯采集电路包括型号为adm2483的RS485收发器，所述RS485收发器的A、B插脚连接485通讯接口，该RS485收发器的VDD2插脚连接所述电源隔离电路，该RS485收发器的VDD1插脚连接所述电源转换电路。在本实施例中该RS485收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚通过连接器CN8连接主控单元的PD9、PD10、PD8插脚连接。
在本实施例中，所述脉冲信号接入电路包括型号为PS2805C-4的光耦以及型号为74hc14d的脉冲信号模块，所述脉冲信号模块的VCC插脚连接电源转换电路，所述光耦连接于脉冲信号接口和脉冲信号模块之间。在本实施例中脉冲信号模块的1AY、2AY、3AY、4AY插脚通过连接器CN8连接主控单元的PB12、PB13、PB14、PB15插脚。
在本实施例中所述的模拟量接入电路包括型号为74HC595的模拟量接入控制模块以及连接模拟量接入控制模块的四组采集电路，各组所述采集电路均包括有第一MOS管Q3、Q5、Q7、Q9和第二MOS管Q2、Q4、Q6、Q8，所述第一MOS管和第二MOS管的G极分别连接模拟量接入控制模块，同时第一MOS管和第二MOS管的D极与模拟量接口和模拟量转换电路并联，第一MOS管和第二MOS管的S极接地。以Q3和Q2所在的采集电路为例，当QH输出高电平, QG输出低电平时，Q3导通，Q2截止，此时该路采集电路可用于采集0~10V 的电压信号；当QH输出低电平，QG输出高电平时，Q3截止，Q2导通，此时该路采集电路可用于采集4~20ma 的电流信号。
所述模拟量转换电路包括型号为MCP3208的模数转换器以及型号为ADUM1401的数字隔离器，其中所述模数转换器的CH0、CH1、CH2、CH3插脚分别与模拟量接入电路连接，所述模数转换器的CS插脚连接数字隔离器的VOA插脚，所述模数转换器的DIN插脚连接数字隔离器的VOB插脚，所述模数转换器的DOUT插脚连接数字隔离器的VID插脚，所述模数转换器的CLK插脚连接数字隔离器的VOC插脚，所述数字隔离器的VIA、VIB、VIC、VOD插脚通过连接器CN7连接主控单元的PA4、PA5、PA6、PA7插脚。该数字隔离器的VDD1插脚连接电源转换电路，其VDD2插脚连接电源隔离电路。
所述的LORA电路包括型号为LM400_VREFH的LORA模块以及发射器，其中所述的发射器连接LORA模块的ANT插脚，所述LORA模块的VDD插脚连接所述电源转换电路，所述LORA模块的ISP、TXD、RXD、RST、WAKE、SLEEP、ACK、STATE插脚通过连接器CN8连接所述主控单元的PC9、PA10、PA9、PA12、PA11、PA8、PC8、PC7插脚。
所述LORA复位电路包括型号为CAT809ZTBI-GT3的电源控制器、型号为74AHC1G08GV的逻辑芯片以及钥匙开关，所述电源控制器的VCC插脚连接电源转换电路，该电源控制器的RST插脚连接逻辑芯片的B插脚，该逻辑芯片的A插脚并联连接所述电源转换电路以及接地的钥匙开关，该辑芯片的VCC插脚和Y插脚同时并联连接电源转换电路和LORA模块的RST插脚，当LORA电路出现故障时可通过通过钥匙开关对LORA电路进行复位。
所述数据储存电路包括型号为fm24cl64的铁电存储器 ，所述铁电存储器的VDD、WP、SCL、SDA插脚连接电源转换电路，所述的WP、SCL、SDA插脚还同时连接主控单元。可将采集的数据储存在本地设备中，即使在无线通信故障的情况下设备仍能正常记录采集数据避免数据丢失。
以上所述之实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：包括485通讯接口、脉冲信号接口和模拟量接口、电源转换电路、电源隔离电路、485通讯采集电路、模拟量转换电路、模拟量接入电路、脉冲信号接入电路、LORA电路和主控单元；其中所述的电源转换电路的输入端连接电源并将电源电压转换为额定电压，所述电源隔离电路的输入端连接所述电源转换电路的输出端，同时该电源隔离电路的输出端连接所述485通讯采集电路和模拟量转换电路的电源输入端，所述电源转换电路的输出端还同时连接所述脉冲信号接入电路、LORA电路、主控单元的电源输入端；所述485通讯接口连接485通讯采集电路的信号输入端，所述脉冲信号接口连接脉冲信号接入电路的信号输入端，所述模拟量接口连接所述模拟量接入电路的信号输入端，同时该模拟量接入电路的信号输出端连接模拟量转换电路；
所述485通讯采集电路、脉冲信号接入电路和模拟量接入电路的输出端均连接所述主控单元；所述LORA电路连接主控单元的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：所述主控单元的型号为STM32F103。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：所述485通讯采集电路包括型号为adm2483的RS485收发器，所述RS485收发器的A、B插脚连接485通讯接口，该RS485收发器的VDD2插脚连接所述电源隔离电路，该RS485收发器的VDD1插脚连接所述电源转换电路，该RS485收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚连接所述主控单元。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：所述脉冲信号接入电路包括型号为PS2805C-4的光耦以及型号为74hc14d的脉冲信号模块，所述脉冲信号模块的VCC插脚连接电源转换电路，所述光耦连接于脉冲信号接口和脉冲信号模块之间。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：所述的模拟量接入电路包括型号为74HC595的模拟量接入控制模块以及连接模拟量接入控制模块的四组采集电路，各组所述采集电路均包括有第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管和第二MOS管的G极分别连接模拟量接入控制模块，同时第一MOS管和第二MOS管的D极与模拟量接口和模拟量转换电路并联，第一MOS管和第二MOS管的S极接地。
6.根据权利要求5所述的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：所述模拟量转换电路包括型号为MCP3208的模数转换器以及型号为ADUM1401的数字隔离器，其中所述模数转换器的CH0、CH1、CH2、CH3插脚分别与模拟量接入电路连接，所述模数转换器的CS插脚连接数字隔离器的VOA插脚，所述模数转换器的DIN插脚连接数字隔离器的VOB插脚，所述模数转换器的DOUT插脚连接数字隔离器的VID插脚，所述模数转换器的CLK插脚连接数字隔离器的VOC插脚，所述数字隔离器的VIA、VIB、VIC、VOD插脚连接主控单元，该数字隔离器的VDD1插脚连接电源转换电路，其VDD2插脚连接电源隔离电路。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：所述的LORA电路包括型号为LM400_VREFH的LORA模块以及发射器，其中所述的发射器连接LORA模块的ANT插脚，所述LORA模块的VDD插脚连接所述电源转换电路，所述LORA模块的ISP、TXD、RXD、SWD_CLK、SED_IO插脚连接所述主控单元。
8.根据权利要求7所述的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：还包括有LORA复位电路，所述LORA复位电路包括型号为CAT809ZTBI-GT3的电源控制器、型号为74AHC1G08GV的逻辑芯片以及钥匙开关，所述电源控制器的VCC插脚连接电源转换电路，该电源控制器的RST插脚连接逻辑芯片的B插脚，该逻辑芯片的A插脚并联连接所述电源转换电路以及接地的钥匙开关，该辑芯片的VCC插脚和Y插脚同时并联连接电源转换电路和LORA模块的RST插脚。
9.根据权利要求1所述的一种基于LORA传输技术的能源数据采集器，其特征在于：还包括有数据储存电路，所述数据储存电路包括型号为fm24cl64的铁电存储器 ，所述铁电存储器的VDD、WP、SCL、SDA插脚连接电源转换电路，所述的WP、SCL、SDA插脚还同时连接主控单元。
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