专利名称：基于合同能源管理的数据采集网关的制作方法
技术领域：
本实用新型基于合同能源管理的数据采集网关涉及一种对用能单位能耗数据远程自动采集和传输的设备。
背景技术：
随着我国政府对节能环保和绿色经济的重视，各个企事业单位把节能减排的工作提上日程安排，鉴于合同能源管理模式对于用能单位无投入、风险小的优点，越来越多的用能单位将节能改造工作交给专业的合同能源管理公司。但是传统的人工抄表和统计报表无法保证用能单位能耗数据的实时性和一致性，在合同执行时容易产生经济纠纷。发明内容本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种基于合同能源管理的数据采集网关，将用能单位的能耗数据远程实时传送至合同能源管理公司的数据中心，完成用能单位的能耗数据日、月和年度结算和能源审计报表，保障了能源管理合同的顺利执行。基于合同能源管理的数据采集网关是采取以下技术方案实现的基于合同能源管理的数据采集网关具有数据采集电路、通讯协议转换电路、TCP/IP接口、16 口 RS-485通信接口和RS-232接口模块，所述的16 口 RS-485通信接口为16个485通信接口，可连接16 个能耗测量设备，各能耗测量设备的通信协议不同，该网关根据各能耗测量设备的通信协议分别发送不同的数据采集指令，并将数据存储到网关上。通信协议的设置可以通过TCP/ IP接口或RS-232接口和设置软件输入。TCP/IP接口或RS-232接口可以连接一个具有相同接口的通信设备，以相应上位机的命令而将采集到的数据传送上去。所述的RS-232接口模块采用232接口芯片U22，数据采集电路采用AR1C483数据采集电路，采集16路RS485能耗数据，数据采集电路具有485接口芯片U1 U16、模拟开关 U17 U20、单片机U21、232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太网接口芯片U24。485接口芯片U1 U16的RXD端、T)(D端、RE端和DE端分别通过模拟开关U17 U20与单片机U21连接，模拟开关U17 U20的4个开关选择控制线分别与单片机U21的P0. 4>0. 7端相连接。单片机U21通过P0. 4>0. 7端输出的值在485接口芯片U1 U16中选择其一，当P0. 4>0. 7端输出的值为(Γ15时，分别选择485接口芯片UfU16，由此使得单片机U21使用扫描的方式来采集16路串口数据。单片机U21的RXDl端和T)(D1端分别与232接口芯片U22的R端和T端相连，由此使与具有232接口的通信设备相连接，单片机U21通过232接口芯片U22、 485接口芯片U23和以太网接口芯片U24与具有232接口、485接口以及以太网接口的通信设备相连接。所述的接口芯片U1 U16采用带隔离的ADMM83芯片。所述的模拟开关U17 U20采用16选1的模拟开关CD4067B。所述的单片机U21采用LPC2368单片机。所述的232接口芯片U22采用SP3232接口芯片。所述的通讯协议转换电路是通过LPC2368单片机的内部程序软件实现。通过对LPC2368单片机，按照检测仪表的通讯协议读取模拟开关⑶4067B的数据，解析数据后重新按照上位机通讯协议(例如TCP/IP)组装数据输出至以太网接口芯片U24的RJ45网络接口， 完成通讯协议转换功能。所述的数据采集电路扩展的FLASH存储器最大为256M，支持掉电存储，可存放一个月的历史数据，与上位机或数据中心的数据通讯采用MODBUS RTU模式，支持SOCKET连接、权限分级和WEB查询功能。基于合同能源管理的数据采集网关支持同时对不同用能种类的计量装置进行数据采集，包括电能表(含单相电能表、三相电能表、多功能电能表)、水表、燃气表、热(冷)量表等。数据采集器使用低功耗嵌入式系统，功率小于10W，工作电压AC85V 260V，工作温度-10°C 50°C。本实用新型基于合同能源管理的数据采集网关的优点采用模拟开关动态切换的方式，节约了单片机串口资源，降低了成本。能耗测量设备的协议设置采用软件设置的方式，增加了该网关的适应性。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明图1是本实用新型基于合同能源管理的数据采集网关的功能原理框图。图2是本实用新型基于合同能源管理的数据采集网关的应用原理图。图3是本实用新型基于合同能源管理的数据采集网关的电路原理图。
具体实施方式
参照附图广3，本实用新型基于合同能源管理的数据采集网关具有数据采集电路、 通讯协议转换电路、TCP/IP接口、16 口 RS-485通信接口和RS-232接口模块，所述的16 口 RS-485通信接口为16个485通信接口，可连接16个能耗测量设备，各能耗测量设备的通信协议不同，该网关根据各能耗测量设备的通信协议分别发送不同的数据采集指令，并将数据存储到网关上。通信协议的设置可以通过TCP/IP接口或RS-232接口和设置软件输入。 TCP/IP接口或RS-232接口可以连接一个具有相同接口的通信设备，以相应上位机的命令而将采集到的数据传送上去。所述的RS-232接口模块采用232接口芯片U22，数据采集电路采用AR1C483数据采集电路，采集16路RS485能耗数据，数据采集电路具有485接口芯片U1 U16、模拟开关 U17 U20、单片机U21、232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太网接口芯片U24。485接口芯片U1 U16的RXD端、T)(D端、RE端和DE端分别通过模拟开关U17 U20与单片机U21连接，模拟开关U17 U20的4个开关选择控制线分别与单片机U21的P0. 4>0. 7端相连接。单片机U21通过P0. 4>0. 7端输出的值在485接口芯片U1 U16中选择其一，当P0. 4>0. 7端输出的值为(Γ15时，分别选择485接口芯片UfU16，由此使得单片机U21使用扫描的方式来采集16路串口数据。单片机U21的RXDl端和T)(D1端分别与232接口芯片U22的R端和T端相连，由此使与具有232接口的通信设备相连接，单片机U21通过232接口芯片U22、 485接口芯片U23和以太网接口芯片UM与具有232接口、485接口以及以太网(RJ45网络) 接口的通信设备相连接。[0021]所述的接口芯片U1 U16采用带隔离的ADMM83芯片。所述的模拟开关U17 U20采用16选1的模拟开关CD4067B。所述的单片机U21采用LPC2368单片机。所述的232接口芯片U22采用SP3232接口芯片。所述的通讯协议转换电路是通过LPC2368单片机的内部程序软件实现。通过对 LPC2368单片机，按照检测仪表的通讯协议读取模拟开关⑶4067B的数据，解析数据后重新按照上位机通讯协议(例如TCP/IP)组装数据输出至以太网接口芯片U24的RJ45网络接口， 完成通讯协议转换功能。所述的数据采集电路扩展的FLASH存储器最大为256M，支持掉电存储，可存放一个月的历史数据，与上位机或数据中心的数据通讯采用MODBUS RTU模式，支持SOCKET连接、权限分级和WEB查询功能。基于合同能源管理的数据采集网关支持同时对不同用能种类的计量装置进行数据采集，包括电能表(含单相电能表、三相电能表、多功能电能表)、水表、燃气表、热(冷)量表等。
权利要求1.一种基于合同能源管理的数据采集网关，其特征在于具有数据采集电路、通讯协议转换电路、TCP/IP接口、16 口 RS-485通信接口和RS-232接口模块，所述的16 口 RS-485通信接口为16个485通信接口 ；所述的RS-232接口模块采用232接口芯片U22 ；数据采集电路具有485接口芯片U1 U16、模拟开关U17 U20、单片机U21、232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太网接口芯片U24，485接口芯片U1 U16的RXD端、T)(D端、RE端和DE端分别通过模拟开关U17 U20与单片机U21连接，模拟开关U17 U20的4个开关选择控制线分别与单片机U21的P0. 4>0. 7端相连接；单片机U21的RXDl端和T)(D1端分别与232接口芯片 U22的R端和T端相连，由此使与具有232接口的通信设备相连接，单片机U21通过232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太网接口芯片UM与具有232接口、485接口以及以太网接口的通信设备相连接。
2.根据权利要求1所述的基于合同能源管理的数据采集网关，其特征在于所述的接口芯片U1 U16采用带隔离的ADMM83芯片。
3.根据权利要求1所述的基于合同能源管理的数据采集网关，其特征在于所述的模拟开关U17 U20采用16选1的模拟开关CD4067。
4.根据权利要求1所述的基于合同能源管理的数据采集网关，其特征在于所述的单片机U21采用LPC2368单片机。
5.根据权利要求1所述的基于合同能源管理的数据采集网关，其特征在于所述的232 接口芯片U22采用SP3232接口芯片。
6.根据权利要求1所述的基于合同能源管理的数据采集网关，其特征在于所述的数据采集电路扩展的FLASH存储器最大为256M。
专利摘要本实用新型基于合同能源管理的数据采集网关涉及一种对用能单位能耗数据远程自动采集和传输设备。具数据采集电路、通讯协议转换电路、TCP/IP接口、16口RS-485通信接口和RS-232接口模块，所述的16口RS-485通信接口为16个485通信接口；RS-232接口模块采用232接口芯片U22；数据采集电路具有485接口芯片U1~U16、模拟开关U17~U20、单片机U21、232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太网接口芯片U24，485接口芯片U1~U16的RXD端、TXD端、RE端和DE端分别通过模拟开关U17~U20与单片机U21连接。节约单片机串口资源，降低了成本。
文档编号H04L29/08GK202014267SQ20112006008
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者张让勇, 程广河, 陆晔, 陈岩 申请人:山东省计算中心, 江苏润龙合同能源管理有限公司