一种能源诊断信息采集器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种能源诊断信息采集器，涉及能源采集领域。它包括电源管理模块、人机交互模块、中央处理器、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块；所述人机交互模块、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块均与中央处理器连接，所述电源管理模块包括交流稳压模块、直流稳压模块、交直流选择模块和直流二次稳压模块，所述交流稳压模块和直流稳压模块均通过交直流选择模块与直流二次稳压模块连接，中央处理器、数据采集模块、数据通信模块、人机交互模块、数据存储模块和时钟模块均与直流二次稳压模块。本实用新型在使用时能够准确的采集能源数据，不仅比较安全，而且适用范围比较广泛，便于人们使用。
【专利说明】一种能源诊断信息采集器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能源采集领域，具体涉及一种能源诊断信息采集器。
【背景技术】
[0002]能源管控系统(以下简称EMS)是一种管理和控制各种能源的装置，EMS能够将生产过程中的各种能源进行智能化管理，合理分配各种能源的使用，降低能源消耗。随着经济的快速发展，国家越来越重视能源环保；对于能源消耗较大的单位而言，必须采取节能措施降低能源消耗，因此，能够降低能源消耗的EMS已经成为用能单位中必不可少的组成部分。
[0003]EMS在管理和控制各种能源之前，需要采集并传输各种能源数据。目前，EMS采集传输能源数据时一般采取有线传输和无线传输两种方式，但是，这两种方式分别存在以下缺陷:
[0004]EMS有线传输能源数据时，传输用的光缆埋在地下，将光缆埋于地下的施工过程不仅比较复杂，而且埋有光缆的地面进行改造时可能对破坏光缆，安全存在一定隐患。
[0005]EMS无线传输能源数据时，所有能源的数据均通过终端智能电表直接传输至EMS的后台处理器，由于所有能源的数据较多，因此大量的能源数据直接传输至后台会造成EMS的系统拥挤，降低EMS的工作效率；EMS的系统拥挤还会引发传输至EMS的后台服务器的数据堵车或者数据丢包，EMS采集到的能源数据不够准确。
[0006]为了解决上述问题，人们研制出了能够采集和检测数据的能源采集器，它包括存储模块和电源模块，存储模块能够储存能耗计量表的能源数据，即使EMS的后台服务器发生数据堵车或者数据丢包，能耗计量表的能源数据也能够从存储模块中读取，能耗计量表的能源数据难以丢失。但是，现有能源采集器的电源模块一般只能接交流电压或者直流电压，当现场的电压为直流电压，但能源采集器的电源模块只能接交流电压时；或者当现场的电压为交流电压，但能源采集器的电源模块只能接直流电压时，能源采集器需要更换电源模块才能使用。因此，现有的能源采集器的适用范围比较单一，不便于人们使用。
实用新型内容
[0007]针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能源诊断信息采集器，它在使用时能够准确的采集能源数据，不仅比较安全，而且适用范围比较广泛，便于人们使用。
[0008]为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是:一种能源诊断信息采集器，包括电源管理模块、人机交互模块、中央处理器、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块；所述人机交互模块、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块均与中央处理器连接，人机交互模块、中央处理器、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块均与电源管理模块连接，所述电源管理模块包括用于将220V的交流电压稳压成12V的直流电压的交流稳压模块、用于将12V?48V的直流电压稳压成12V的直流电压的直流稳压模块、用于控制交流稳压模块或直流稳压模块运行的交直流选择模块、用于将12V的直流电压稳压成3.3V的直流电压的直流二次稳压模块，所述交流稳压模块和直流稳压模块均通过交直流选择模块与直流二次稳压模块连接，中央处理器、数据采集模块、数据通信模块、人机交互模块、数据存储模块和时钟模块均与直流二次稳压模块。
[0009]在上述技术方案的基础上，所述数据采集模块包括采集接口，采集接口采用RS485接口，所述中央处理器通过采集接口与外界的能耗计量表连接；所述数据通信模块包括通信接口，通信接口采用RS485接口，所述中央处理器通过通信接口与外界的通信设备连接。
[0010]在上述技术方案的基础上，所述数据存储模块包括运行参数存储模块和采集数据存储模块，所述运行参数存储模块通过I2C接口与中央处理器连接，所述采集数据存储模块通过SPI接口与中央处理器连接。
[0011]在上述技术方案的基础上，所述运行参数存储模块采用型号为24C02的存储芯片；所述采集数据存储模块采用存储容量为64M的存储芯片。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述中央处理器采用32位工业级微处理器，其型号为STM32F107VCT6。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述时钟模块包括型号为DS3231的时钟芯片。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述时钟模块包括还包括备用电池。
[0015]本实用新型的有益效果在于:
[0016](I)本实用新型的电源管理模块包括交流稳压模块、直流稳压模块、交直流选择模块、直流二次稳压模块。本实用新型使用时，当现场使用的是交流电压时，通过交直流选择模块控制交流稳压模块运行，交直流选择模块将220V的交流电压稳压成12V的输出直流电压；当现场使用的是直流电压时，通过交直流选择模块控制直流稳压模块运行，直流稳压模块用于将12V?48V的直流电压稳压成12V的输出直流电压。直流二次稳压模块将12V的输出直流电压稳压成3.3V的直流电压，为CPU、数据采集模块、数据通信模块、人机交互模块、数据存储模块和时钟模块供电。因此，本实用新型能够适用于使用交流电压或使用直流电压的环境，适用范围比较广泛，便于人们使用。
[0017](2 )本实用新型的数据采集模块包括采集接口，采集接口采用RS485接口，中央处理器通过采集接口与外界的能耗计量表连接；数据通信模块包括通信接口，通信接口采用RS485接口，中央处理器通过通信接口与外界的通信设备连接。采集接口和通信接口均采用RS485接口，采集接口和通信接口能够与所有适用RS485接口的通信设备(能耗计量表和EMS的后台服务器)连接。本实用新型使用时，在现场布线困难或者不适合有线通信的情况下，本实用新型可以与适用RS485接口的无线设备连接，当现场已经埋有通信电缆或者光纤、并且适合用有线通信的情况下，本实用新型可以与适用RS485接口的有线通信设备连接。因此，本实用新型使用时不需要重新布线，使用时比较安全。
[0018](3)本实用新型的数据存储模块包括运行参数存储模块和采集数据存储模块，采集数据存储模块用于存储能耗计量表的能源数据。在通信发生故障的情况下，采集数据存储模块继续存储能耗计量表的能源数据，待通信正常后，采集数据存储模块将能耗计量表的能源数据上传至EMS的后台服务器。因此，本实用新型能够连续、且不间断的采集能源数据，即使EMS的后台服务器发生数据堵车或数据丢包的情况，能耗计量表的能源数据也能够从采集数据存储模块中读取，能耗计量表的能源数据难以丢失，采集得到能耗计量表的能源数据比较准确。[0019](4)本实用新型的时钟模块能够为所有的能源数据标记采集时间，时钟模块能够保证所有能源数据采集的同步性，便于EMS的后台服务器对能源数据作时域分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例的连接框图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
[0022]参见图1所示，本实用新型实施例提供的一种能源诊断信息采集器，它包括电源管理模块、人机交互模块、中央处理器(Central Processing Unit, CPU)、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块。人机交互模块、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块均与CPU连接，人机交互模块、CPU、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块均与电源管理模块连接。
[0023]电源管理模块包括交流稳压模块、直流稳压模块、交直流选择模块和直流二次稳压模块，交流稳压模块和直流稳压模块均通过交直流选择模块与直流二次稳压模块连接，CPU、数据采集模块、数据通信模块、人机交互模块、数据存储模块和时钟模块均与直流二次稳压模块。交流稳压模块用于将220V的交流电压稳压成12V的输出直流电压；直流稳压模块用于将12V?48V的直流电压稳压成12V的输出直流电压；交直流选择模块用于控制交流稳压模块或直流稳压模块运行；直流二次稳压模块用于将12V的输出直流电压稳压成
3.3V的直流电压，为CPU、数据采集模块、数据通信模块、人机交互模块、数据存储模块和时钟模块供电。
[0024]人机交互模块用于配置能源诊断信息采集器的运行参数，运行参数包括采集频率、采集波特率、通信波特率等。
[0025]数据存储模块用于存储能源诊断信息采集器的运行参数和所有能耗计量表的能源数据，数据存储模块包括运行参数存储模块和采集数据存储模块。运行参数存储模块通过I2C接口与CPU连接，运行参数存储模块采用型号为24C02的存储芯片，运行参数存储模块用于存储能源诊断信息采集器的运行参数。采集数据存储模块通过SPI接口与CPU连接，采集数据存储模块采用存储容量为64M的存储芯片，采集数据存储模块用于存储各种能耗计量表的能源数据。
[0026]CPU用于读取能源诊断信息采集器的运行参数，根据能源诊断信息采集器的运行参数控制和协调数据采集模块、数据通信模块、人机交互模块、数据存储模块和时钟电路模块运行。CPU采用32位工业级微处理器，CPU的型号为STM32F107VCT6，其工作效率较高。
[0027]时钟模块包括备用电池和型号为DS3231的时钟芯片，时钟模块通过时钟芯片为每个能耗计量表的能源数据标记采集时间，备用电池用于在电源管理模块断电时继续保证时钟模块运行。
[0028]数据采集模块包括采集接口，采集接口采用RS485接口，CPU通过采集接口与外界的能耗计量表连接；数据通信模块包括通信接口，通信接口采用RS485接口，CPU通过通信接口与EMS的后台处理器连接。
[0029]本实用新型实施例的工作过程如下:[0030]根据现场的电压选择电源管理模块的运行方式，如果现场使用的是交流电压，则通过交直流选择模块控制交流稳压模块运行，交直流选择模块将220V的交流电压稳压成12V的输出直流电压；如果现场使用的是直流电压，则通过交直流选择模块控制直流稳压模块运行，直流稳压模块用于将12V?48V的直流电压稳压成12V的输出直流电压。直流二次稳压模块将12V的输出直流电压稳压成3.3V的直流电压，为CPU、数据采集模块、数据通信模块、人机交互模块、数据存储模块和时钟模块供电。
[0031]根据用户的需求在人机交互模块上配置能源诊断信息采集器的运行参数，运行参数包括采集频率、采集波特率、通信波特率等。CPU控制人机交互模块，将配置好的运行参数发送至数据存储模块中的运行参数存储模块;CPU读取运行参数存储模块中的运行参数，根据运行参数控制数据采集模块采集外界的能耗计量表的能源数据。
[0032]CPU控制数据存储模块中的采集数据存储模块存储采集到的能源数据，CPU控制时钟模块为每个能源数据标记采集时间，CPU将标记有时间的能源数据通过数据通信模块发送至EMS的后台处理器。
[0033]本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
【权利要求】
1.一种能源诊断信息采集器，包括电源管理模块、人机交互模块、中央处理器、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块；所述人机交互模块、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块均与中央处理器连接，人机交互模块、中央处理器、数据存储模块、数据采集模块、时钟模块和数据通信模块均与电源管理模块连接，其特征在于:所述电源管理模块包括用于将220V的交流电压稳压成12V的直流电压的交流稳压模块、用于将12V?48V的直流电压稳压成12V的直流电压的直流稳压模块、用于控制交流稳压模块或直流稳压模块运行的交直流选择模块、用于将12V的直流电压稳压成3.3V的直流电压的直流二次稳压模块，所述交流稳压模块和直流稳压模块均通过交直流选择模块与直流二次稳压模块连接，中央处理器、数据采集模块、数据通信模块、人机交互模块、数据存储模块和时钟模块均与直流二次稳压模块。
2.如权利要求1所述的能源诊断信息采集器，其特征在于:所述数据采集模块包括采集接口，采集接口采用RS485接口，所述中央处理器通过采集接口与外界的能耗计量表连接；所述数据通信模块包括通信接口，通信接口采用RS485接口，所述中央处理器通过通信接口与外界的通信设备连接。
3.如权利要求1所述的能源诊断信息采集器，其特征在于:所述数据存储模块包括运行参数存储模块和采集数据存储模块，所述运行参数存储模块通过I2C接口与中央处理器连接，所述采集数据存储模块通过SPI接口与中央处理器连接。
4.如权利要求3所述的能源诊断信息采集器，其特征在于:所述运行参数存储模块采用型号为24C02的存储芯片；所述采集数据存储模块采用存储容量为64M的存储芯片。
5.如权利要求1所述的能源诊断信息采集器，其特征在于:所述中央处理器采用32位工业级微处理器，其型号为STM32F107VCT6。
6.如权利要求1所述的能源诊断信息采集器，其特征在于:所述时钟模块包括型号为DS3231的时钟芯片。
7.如权利要求6所述的能源诊断信息采集器，其特征在于:所述时钟模块包括还包括备用电池。
【文档编号】G05B19/042GK203561851SQ201320230365
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年4月28日 优先权日:2013年4月28日
【发明者】周良川 申请人:武汉点线科技有限公司