一种基于区块链的能源数据采集电路的制作方法

本实用新型涉及一种数据采集技术领域，特别是涉及一种基于区块链的能源数据采集电路。

背景技术：

智能电表具有自动计量，自动测量等智能化功能，现有的用电量抄表系统，通常是将多块智能电表集中安装在一个电表箱内，并将这些智能电表组成一个rs485总线式网路，然后通过rs485总线连接到管辖一个或者多个电表箱的管理室中，管理室中的工作人员则对智能电表数据进行记录。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于区块链的能源数据采集电路。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种基于区块链的能源数据采集电路，包括数据转换模块、数据收发模块、控制器和电源模块，数据转换模块的数据端与控制器的转换数据端相连，控制器的数据收发端与数据收发模块的数据收发端相连，电源模块的电源输出端分别与数据转换模块、数据收发模块和控制器的供电输入端相连，分别为数据转换模块、数据收发模块和控制器供电。使用时，数据转换模块与管理室中的rs485总线相连，通过数据收发模块将数据转换模块采集的数据上传至云端服务器。

在本实用新型的一种优选实施方式中，电源模块包括第一降压电源模块、第二降压电源模块和电源输入模块；

电源输入模块的电源电压输出端分别与第一降压电源模块的电源电压输入端和第二降压电源模块的电源电压输入端相连。

在本实用新型的一种优选实施方式中，第一降压电源模块包括：降压芯片u6的输入电源端vin和电阻r22的第一端分别与电源输入模块的电源电压输出端相连，电阻r22的第二端分别与电阻r27的第一端和降压芯片u6的使能输入端en相连，电阻r27的第二端分别与电阻r24的第一端、电源地和降压芯片u6的接地端gnd相连，电阻r24的第二端与降压芯片u6的频率端freq相连，降压芯片u6的补偿端comp分别与电容c12的第一端和电容c19的第一端相连，电容c19的第二端与电源地相连，电容c12的第一端与电阻r31的第一端相连，电阻r31的第二端与电源地相连；降压芯片u6的反馈端fb分别与电阻r30的第一端和电阻r25的第一端相连，电阻r30的第二端与电源地相连，电阻r25的第二端分别与电阻r26的第一端、电容c13的第一端、电容c14的第一端、电容c15的第一端和电感l1的第一端相连，电容c13的第二端、电容c14的第二端和电容c15的第二端分别与电源地相连，电阻r26的第二端与发光二极管d4的正极相连，发光二极管d4的负极与电源地相连，降压芯片u6的开关节点端sw分别与电感l1的第二端、二极管d5的负极和电容c11的第一端相连，二极管d5的正极与电源地相连，降压芯片u6的自举端bst与电容c11的第二端相连。电源电压芯片u6将输入的+12v电源电压转换为稳定的+3.3v电源电压输出为控制器、tf卡、监视芯片和数据转换芯片供电，发光二极管d4点亮，指示电源电压芯片u6有电源电压输出。

在本实用新型的一种优选实施方式中，第二降压电源模块包括：降压芯片u7的输入电源端vin和电阻r32的第一端分别与电源输入模块的电源电压输出端相连，电阻r32的第二端分别与电阻r36的第一端和降压芯片u7的使能输入端en相连，电阻r36的第二端分别与电阻r33的第一端、电源地和降压芯片u7的接地端gnd相连，电阻r33的第二端与降压芯片u7的频率端freq相连，降压芯片u7的补偿端comp分别与电容c21的第一端和电容c25的第一端相连，电容c25的第二端与电源地相连，电容c21的第一端与电阻r36的第一端相连，电阻r36的第二端与电源地相连；降压芯片u7的反馈端fb分别与电阻r34的第一端和电阻r37的第一端相连，电阻r37的第二端与电源地相连，电阻r34的第二端分别与电阻r35的第一端、电容c22的第一端、电容c23的第一端、电容c24的第一端和电感l2的第一端相连，电容c22的第二端、电容c23的第二端和电容c24的第二端分别与电源地相连，电阻r35的第二端与发光二极管d7的正极相连，发光二极管d7的负极与电源地相连，降压芯片u7的开关节点端sw分别与电感l2的第二端、二极管d8的负极和电容c20的第一端相连，二极管d8的正极与电源地相连，降压芯片u7的自举端bst与电容c20的第二端相连。电源电压芯片u7将输入的+12v电源电压转换为稳定的+3.9v电源电压输出为数据转换芯片和计时芯片供电，发光二极管d7点亮，指示电源电压芯片u7有电源电压输出。

在本实用新型的一种优选实施方式中，电源输入模块包括：接口的电源输入第一端子与整流桥d3的电源输入第一端相连，接口的电源输入第二端子与整流桥d3的电源输入第二端相连，整流桥d3的电源输出第一端与电源地相连，整流桥d3的电源输出第二端分别与电容c10的第一端、第一降压电源模块的电源电压输入端和第二降压电源模块的电源电压输入端相连，电容c10的第二端电源地相连。将接口的电源输入第一端子和电源输入第二端子与智能电表的电源输出端相连，通过整流桥将输入的12v双电源转换为单电源+12v。

在本实用新型的一种优选实施方式中，数据转换模块包括：数据转换芯片u3的电源输入端vcc分别与第一电源和电容c1的第一端相连，电容c1的第二端与电源地相连，数据转换芯片u3的数据端b分别与电阻r6的第一端、瞬态抑制二极管tvs1的第一端、瞬态抑制二极管tvs2的第一端和接口的数据b端相连，电阻r6的第二端和瞬态抑制二极管tvs1的第二端分别与电源地相连，数据转换芯片u3的数据端a分别与电阻r10的第一端、瞬态抑制二极管tvs3的第一端、瞬态抑制二极管tvs2的第二端和接口的数据a端相连，瞬态抑制二极管tvs3的第二端与电源地相连，电阻r10的第二端与第一电源相连，数据转换芯片u3的接地端gnd与电源地相连；数据转换芯片u3的数据接收端ro与电阻r8的第一端相连，电阻r8的第二端与控制器u1的数据发送端io4相连，数据转换芯片u3的驱动端di与电源地相连，数据转换芯片u3的控制端re和数据转换芯片u3的控制端de分别与电阻r9的第一端和三极管q1的集电极相连，电阻r9的第二端与第一电源相连，三极管q1的发射极与电源地相连，三极管q1的基极与电阻r12的第一端相连，电阻r12的第二端与控制器u1的数据端io2相连。将接口的数据a端和数据b端与智能电表的数据端相连，实现数据的交互，其瞬态抑制二极管起到保护不受静电作用。

在本实用新型的一种优选实施方式中，数据收发模块包括：sim卡座模块j3的电源端sim_vdd分别与电容c18的第一端、静电保护器d6的第一端和sim驱动模块u5的电源端sim_vdd相连，sim卡座模块j3的重置端sim_rst分别与电阻r23的第一端和静电保护器d6的第二端相连，电阻r23的第二端与sim驱动模块u5的重置端sim_rst相连，sim卡座模块j3的时钟端sim_clk分别与电阻r28的第一端和静电保护器d6的第三端相连，电阻r28的第二端与sim驱动模块u5的时钟端sim_clk相连，sim卡座模块j3的接地端gnd与电源地相连，sim卡座模块j3的数据端sim_data分别与电容c17的第一端、电阻r29的第一端和静电保护器d6的第四端相连，电阻r29的第二端分别与电容c16的第一端和sim驱动模块u5的数据端sim_data相连，电容c16的第二端、电容c17的第二端和电容c18的第二端分别与静电保护器d6的第五端相连；

sim驱动模块u5的接地端gnd与电源地相连，sim驱动模块u5的运行状态端status与发光二极管d2的正极相连，发光二极管d2的负极与电源地相连，sim驱动模块u5的开关端pwrkey与控制器u1的开关端io13相连，sim驱动模块u5的电源端vbat分别与电容c4的第一端、电容c5的第一端、电容c6的第一端、电容c7的第一端和第二电源相连，电容c4的第二端、电容c5的第二端、电容c6的第二端和电容c7的第二端分别与电源地相连，sim驱动模块u5的天线端gsm_ant分别与电容c9的第一端和电阻r20的第一端相连，电阻r20的第二端分别与电容c8的第一端和天线接口j1的第一端相连，电容c8的第二端、电容c9的第二端和天线接口j1的第二端分别与电源地相连；sim驱动模块u5的串口数据接收端uart_rxd与控制器的数据发送端io16相连，sim驱动模块u5的串口数据发送端uart_txd与控制器的数据接收端io17相连。实现与云端服务器通信，将采集的电表数据信息上传至云端服务器。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括tf卡存储模块，tf卡存储模块包括：tf卡卡座模块j2的片选端cd/dat3分别与电阻r19的第一端和控制器u1的片选输出端io5相连，tf卡卡座模块j2的数据输入端cmd分别与电阻r17的第一端和控制器u1的数据输出端io23相连，tf卡卡座模块j2的电源端端vdd与第一电源相连，tf卡卡座模块j2的时钟端clk与电阻r21的第一端相连，电阻r21的第二端分别与电阻r16的第一端和控制器u1的时钟输出端io18相连，tf卡卡座模块j2的接地端gnd与电源地相连，tf卡卡座模块j2的数据输出端data0分别与电阻r18的第一端和控制器u1的数据输入端io19相连；电阻r16的第二端、电阻r17的第二端、电阻r18的第二端和电阻r19的第二端分别与第一电源相连。起到存储电表数据信息。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括监视模块，所述监视模块包括：监视芯片u4的复位端mr与监视芯片u4的看门狗输出端wdo相连，监视芯片u4的电源端分别与电阻r13的第一端和电容c3的第一端和第一电源相连，电阻r13的第二端分别与电阻r14的第一端和热敏电阻r15的第一端相连，电阻r14的第二端与控制器u1的温度监测端io34相连，监视芯片u4的接地端gnd、热敏电阻r15的第二端和电容c3的第二端分别与电源地相连，监视芯片u4的复位输出端reset与控制器u1的使能端en相连，监视芯片u4的看门狗输入端wdi与控制器u1的看门狗输出端io35相连。监测控制器防止宕机，其宕机时可以对控制器进行重启。并且通过热敏电阻监测当前所处环境温度，并将其发送至云端服务器。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括计时模块，计时模块包括：计时芯片u2的时钟端scl分别与电阻r2的第一端和控制器u1的时钟端io22相连，计时芯片u2的数据端sda分别与电阻r3的第一端和控制器u1的数据端io21相连，电阻r2的第二端和电阻r3的第二端分别与电阻r1的第一端、计时芯片u2的电源端vcc和第二电源相连，计时芯片u2的电源端vbat分别与电阻r4的第一端和电阻r7的第一端相连，电阻r4的第二端分别与二极管d1的负极和纽扣电池的正极端相连，二极管d1的正极与电阻r1的第二端相连，电阻r7的第二端分别与计时芯片u2的接地端gnd、纽扣电池的负极端和电源地相连，计时芯片u2的晶振端x1与晶振x1的第一端相连，计时芯片u2的晶振端x2与晶振x1的第二端相连。能够实时计时，计时芯片外部电源断开，其纽扣电池也能为计时芯片供电。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型能够采集智能电表、水表或气表的数据信息上传至云端服务器，进行上链操作。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型连接示意框图。

图2是本实用新型电源模块电路连接示意图。

图3是本实用新型数据转换模块电路连接示意图。

图4是本实用新型数据收发模块电路连接示意图。

图5是本实用新型tf卡存储模块电路连接示意图。

图6是本实用新型监视模块电路连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型还提供了一种基于区块链的能源数据采集电路，如图1所示，包括数据转换模块、数据收发模块、控制器和电源模块，数据转换模块的数据端与控制器的转换数据端相连，控制器的数据收发端与数据收发模块的数据收发端相连，电源模块的电源输出端分别与数据转换模块、数据收发模块和控制器的供电输入端相连，分别为数据转换模块、数据收发模块和控制器供电。

在本实用新型的一种优选实施方式中，电源模块包括第一降压电源模块、第二降压电源模块和电源输入模块；

电源输入模块的电源电压输出端分别与第一降压电源模块的电源电压输入端和第二降压电源模块的电源电压输入端相连。

在本实用新型的一种优选实施方式中，如图2所示，第一降压电源模块包括：降压芯片u6的输入电源端vin和电阻r22的第一端分别与电源输入模块的电源电压输出端相连，电阻r22的第二端分别与电阻r27的第一端和降压芯片u6的使能输入端en相连，电阻r27的第二端分别与电阻r24的第一端、电源地和降压芯片u6的接地端gnd相连，电阻r24的第二端与降压芯片u6的频率端freq相连，降压芯片u6的补偿端comp分别与电容c12的第一端和电容c19的第一端相连，电容c19的第二端与电源地相连，电容c12的第一端与电阻r31的第一端相连，电阻r31的第二端与电源地相连；降压芯片u6的反馈端fb分别与电阻r30的第一端和电阻r25的第一端相连，电阻r30的第二端与电源地相连，电阻r25的第二端分别与电阻r26的第一端、电容c13的第一端、电容c14的第一端、电容c15的第一端和电感l1的第一端相连，电容c13的第二端、电容c14的第二端和电容c15的第二端分别与电源地相连，电阻r26的第二端与发光二极管d4的正极相连，发光二极管d4的负极与电源地相连，降压芯片u6的开关节点端sw分别与电感l1的第二端、二极管d5的负极和电容c11的第一端相连，二极管d5的正极与电源地相连，降压芯片u6的自举端bst与电容c11的第二端相连。在本实施方式中，电阻r22的阻值为100k，电阻r27的阻值为58k，电阻r24的阻值为100k，降压芯片u6的型号为mp1584，电容c11的容值为100nf，电容c12的容值为150pf，电容c19的容值为200nf，电容c13的容值为47uf，电容c14的容值为10uf，电容c15的容值为0.1uf，电阻r31的阻值为100k，电阻r25的阻值为120k，电阻r26的阻值为10k，电感l1的感值为15uh，二极管d5采用sma系列二极管。

在本实用新型的一种优选实施方式中，第二降压电源模块包括：降压芯片u7的输入电源端vin和电阻r32的第一端分别与电源输入模块的电源电压输出端相连，电阻r32的第二端分别与电阻r36的第一端和降压芯片u7的使能输入端en相连，电阻r36的第二端分别与电阻r33的第一端、电源地和降压芯片u7的接地端gnd相连，电阻r33的第二端与降压芯片u7的频率端freq相连，降压芯片u7的补偿端comp分别与电容c21的第一端和电容c25的第一端相连，电容c25的第二端与电源地相连，电容c21的第一端与电阻r36的第一端相连，电阻r36的第二端与电源地相连；降压芯片u7的反馈端fb分别与电阻r34的第一端和电阻r37的第一端相连，电阻r37的第二端与电源地相连，电阻r34的第二端分别与电阻r35的第一端、电容c22的第一端、电容c23的第一端、电容c24的第一端和电感l2的第一端相连，电容c22的第二端、电容c23的第二端和电容c24的第二端分别与电源地相连，电阻r35的第二端与发光二极管d7的正极相连，发光二极管d7的负极与电源地相连，降压芯片u7的开关节点端sw分别与电感l2的第二端、二极管d8的负极和电容c20的第一端相连，二极管d8的正极与电源地相连，降压芯片u7的自举端bst与电容c20的第二端相连。在本实施方式中，电阻r32的阻值为100k，电阻r36的阻值为58k，电阻r33的阻值为100k，降压芯片u7的型号为mp1584，电容c20的容值为100nf，电容c21的容值为150pf，电容c25的容值为200nf，电容c22的容值为47uf，电容c23的容值为10uf，电容c24的容值为0.1uf，电阻r38的阻值为100k，电阻r34的阻值为120k，电阻r37的阻值为47k，电阻r35的阻值为10k，电感l2的感值为15uh，二极管d8采用sma系列二极管。

在本实用新型的一种优选实施方式中，电源输入模块包括：接口的电源输入第一端子与整流桥d3的电源输入第一端相连，接口的电源输入第二端子与整流桥d3的电源输入第二端相连，整流桥d3的电源输出第一端与电源地相连，整流桥d3的电源输出第二端分别与电容c10的第一端、第一降压电源模块的电源电压输入端和第二降压电源模块的电源电压输入端相连，电容c10的第二端电源地相连。在本实施方式中，电容c10的容值为47uf，整流桥d3是由四个二极管组成的整流桥。

在本实用新型的一种优选实施方式中，如图3所示，数据转换模块包括：数据转换芯片u3的电源输入端vcc分别与第一电源和电容c1的第一端相连，电容c1的第二端与电源地相连，数据转换芯片u3的数据端b分别与电阻r6的第一端、瞬态抑制二极管tvs1的第一端、瞬态抑制二极管tvs2的第一端和接口的数据b端相连，电阻r6的第二端和瞬态抑制二极管tvs1的第二端分别与电源地相连，数据转换芯片u3的数据端a分别与电阻r10的第一端、瞬态抑制二极管tvs3的第一端、瞬态抑制二极管tvs2的第二端和接口的数据a端相连，瞬态抑制二极管tvs3的第二端与电源地相连，电阻r10的第二端与第一电源相连，数据转换芯片u3的接地端gnd与电源地相连；数据转换芯片u3的数据接收端ro与电阻r8的第一端相连，电阻r8的第二端与控制器u1的数据发送端io4相连，数据转换芯片u3的驱动端di与电源地相连，数据转换芯片u3的控制端re和数据转换芯片u3的控制端de分别与电阻r9的第一端和三极管q1的集电极相连，电阻r9的第二端与第一电源相连，三极管q1的发射极与电源地相连，三极管q1的基极与电阻r12的第一端相连，电阻r12的第二端与控制器u1的数据端io2相连。在本实施方式中，电阻r8的阻值为1k，电阻r9的阻值为4.7k，电阻r12的阻值为1k，三极管q1的型号为9013，数据转换芯片u3的型号为sn65lbc184，电容c1的容值为100pf，电阻r6、电阻r8的阻值为4.7k，瞬态抑制二极管tvs1、瞬态抑制二极管tvs2、瞬态抑制二极管tvs3的型号为p6smb6.8ca。

在本实用新型的一种优选实施方式中，如图4所示，数据收发模块包括：sim卡座模块j3的电源端sim_vdd分别与电容c18的第一端、静电保护器d6的第一端和sim驱动模块u5的电源端sim_vdd相连，sim卡座模块j3的重置端sim_rst分别与电阻r23的第一端和静电保护器d6的第二端相连，电阻r23的第二端与sim驱动模块u5的重置端sim_rst相连，sim卡座模块j3的时钟端sim_clk分别与电阻r28的第一端和静电保护器d6的第三端相连，电阻r28的第二端与sim驱动模块u5的时钟端sim_clk相连，sim卡座模块j3的接地端gnd与电源地相连，sim卡座模块j3的数据端sim_data分别与电容c17的第一端、电阻r29的第一端和静电保护器d6的第四端相连，电阻r29的第二端分别与电容c16的第一端和sim驱动模块u5的数据端sim_data相连，电容c16的第二端、电容c17的第二端和电容c18的第二端分别与静电保护器d6的第五端相连；

sim驱动模块u5的接地端gnd与电源地相连，sim驱动模块u5的运行状态端status与发光二极管d2的正极相连，发光二极管d2的负极与电源地相连，sim驱动模块u5的开关端pwrkey与控制器u1的开关端io13相连，sim驱动模块u5的电源端vbat分别与电容c4的第一端、电容c5的第一端、电容c6的第一端、电容c7的第一端和第二电源相连，电容c4的第二端、电容c5的第二端、电容c6的第二端和电容c7的第二端分别与电源地相连，sim驱动模块u5的天线端gsm_ant分别与电容c9的第一端和电阻r20的第一端相连，电阻r20的第二端分别与电容c8的第一端和天线接口j1的第一端相连，电容c8的第二端、电容c9的第二端和天线接口j1的第二端分别与电源地相连；sim驱动模块u5的串口数据接收端uart_rxd与控制器的数据发送端io16相连，sim驱动模块u5的串口数据发送端uart_txd与控制器的数据接收端io17相连。在本实施方式中，电阻r23、电阻r28、电阻r29的阻值为51ω，电容c16的容值为22nf，电容c17、电容c18的容值为0.1uf，静电保护器d6的型号为esda6v1，电容c4的容值为10pf，电容c5的容值为33pf，电容c6的容值为10uf，电容c7的容值为100uf，电容c8、电容c9的容值为4.7pf，电阻r20的阻值为180k，控制器为esp-wroom-32，sim驱动模块u5的型号为sim800c。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括tf卡存储模块，如图5所示，tf卡存储模块包括：tf卡卡座模块j2的片选端cd/dat3分别与电阻r19的第一端和控制器u1的片选输出端io5相连，tf卡卡座模块j2的数据输入端cmd分别与电阻r17的第一端和控制器u1的数据输出端io23相连，tf卡卡座模块j2的电源端端vdd与第一电源相连，tf卡卡座模块j2的时钟端clk与电阻r21的第一端相连，电阻r21的第二端分别与电阻r16的第一端和控制器u1的时钟输出端io18相连，tf卡卡座模块j2的接地端gnd与电源地相连，tf卡卡座模块j2的数据输出端data0分别与电阻r18的第一端和控制器u1的数据输入端io19相连；电阻r16的第二端、电阻r17的第二端、电阻r18的第二端和电阻r19的第二端分别与第一电源相连。在本实施方式中，电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19的阻值为12k，电阻r21的阻值为22ω。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括监视模块，如图6所示，还包括监视模块，所述监视模块包括：监视芯片u4的复位端mr与监视芯片u4的看门狗输出端wdo相连，监视芯片u4的电源端分别与电阻r13的第一端和电容c3的第一端和第一电源相连，电阻r13的第二端分别与电阻r14的第一端和热敏电阻r15的第一端相连，电阻r14的第二端与控制器u1的温度监测端io34相连，监视芯片u4的接地端gnd、热敏电阻r15的第二端和电容c3的第二端分别与电源地相连，监视芯片u4的复位输出端reset与控制器u1的使能端en相连，监视芯片u4的看门狗输入端wdi与控制器u1的看门狗输出端io35相连。在本实施方式中，电阻r13的阻值为10k，电阻r14的阻值为1k，电阻r15为ntc电阻，其阻值为10k，电容c3为104电容，监视芯片u4的型号为max706r。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括计时模块，计时模块包括：计时芯片u2的时钟端scl分别与电阻r2的第一端和控制器u1的时钟端io22相连，计时芯片u2的数据端sda分别与电阻r3的第一端和控制器u1的数据端io21相连，电阻r2的第二端和电阻r3的第二端分别与电阻r1的第一端、计时芯片u2的电源端vcc和第二电源相连，计时芯片u2的电源端vbat分别与电阻r4的第一端和电阻r7的第一端相连，电阻r4的第二端分别与二极管d1的负极和纽扣电池的正极端相连，二极管d1的正极与电阻r1的第二端相连，电阻r7的第二端分别与计时芯片u2的接地端gnd、纽扣电池的负极端和电源地相连，计时芯片u2的晶振端x1与晶振x1的第一端相连，计时芯片u2的晶振端x2与晶振x1的第二端相连。在本实施方式中，电阻r2、电阻r3的阻值为10k，电阻r1的阻值为200ω，电阻r4的阻值为470k，电阻r7的阻值为1.5m，晶振x1采用32768hz的晶振，计时芯片u2的型号为ds1307。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。