一种双输入多表复合采集系统及方法与流程

本发明涉及电力设备数据采集领域，尤其是涉及一种双输入多表复合采集系统及方法。

背景技术：

目前电力采集系统技术很成熟，但只能抄读电表，采集水、电、气、热多表需要在电力采集系统的基础上通过安装协议转换器和采集器来实现多表合一采集功能，采用m-bus通讯的水、气、热表需要通过协议转换器转换为dl/t645-2007通用规约数据后，再将数据传送至采集rs485电表的通用采集器后，上送主站，现场需要安装协议转换器，并对相应的采集器进行软件升级，操作复杂。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有电力采集系统传统采集器无法直接抄读m-bus通讯的水、气、热表的问题，提供了一种可以直接对电、水、气、热表进行数据采集的双输入多表复合采集系统及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种双输入多表复合采集系统，包括双输入多表复合采集模块、计算机模块、查询模块、电源模块；双输入多表复合采集装置包括抄读m-bus水、气、热表单元数据的通信接口转换单元、协议转换单元、抄读电表单元数据的电表采集单元、下发抄表指令的载波抄表集中单元、数据分析处理单元、异常信息发送单元、m-bus接收电路单元、m-bus输出电路单元；m-bus水、气、热表单元与m-bus接收电路单元相连，m-bus接收电路单元、通信接口转换单元、协议转换单元、m-bus输出电路单元依次相连；电表单元与电表采集单元相连，m-bus输出电路单元、电表采集单元分别与载波抄表集中单元相连，载波抄表集中单元、数据分析处理单元、异常信息发送单元、计算机模块依次相连，查询模块与载波抄表集中单元相连，

该系统可以直接对电、水、气、热表进行数据采集，然后对m-bus水、气、热表数据进行协议转换，最后将转换后m-bus水、气、热表数据和电表数据传输到载波抄表集中单元，载波抄表集中单元将数据传输到数据分析处理模块对数据进行相关分析和处理，检测装置是否有故障，若发现数据异常将异常数据标注并通过异常信息发送单元将标注信息发送到计算机单元，当计算机接收到标注信息时会在显示屏上提醒，数据写入单元可以接收载波抄表集中单元中的数据并将该数据写入数据存储单元，工作人员可通过查询单元查询所需信息。

本发明采用的m-bus\载波双输入多表复合采集装置外观于原国网i型采集器相似，可实现下行32块m-bus水、气、热表数据的采集，现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间，操作简单，实用性强。

作为一种优选方案，所述m-bus接收电路模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、二极管vd1、ad1端口、ad2端口、保险管fu、接地端gnd，电阻r6一端与电阻r1一端连接形成一个连接端口,电阻r6另一端连接保险管fu，电阻r1另一端连接电阻r2然后接地；保险管fu一端连接电阻r6,保险管fu另一端与电阻r5连接形成一个连接端口；电阻r3一端连接电阻r6，电阻r3另一端连接电阻r4然后接地；电阻r5一端连接保险管fu，电阻r5另一端接地；二极管vd1一端连接电阻r6，二极管vd1另一端接地；ad1端口与电阻r2连接，ad2端口与电阻r4连接。

作为一种优选方案，所述m-bus输出电路模块包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、三极管vt1、三极管vt2、三极管vt3、二极管vd2、电源vdd1端、电源vdd2端、mos管、发送数据引脚txd，三极管vt1的基极与电阻r7连接，三极管vt1的集电极与二极管vd2负极连接形成一个连接端口，三极管vt1的发射极与电源vdd2端连接；三极管vt2的基极与电阻r9连接，三极管vt2的集电极与电阻r7连接，三极管vt2发射极接地；三极管vt3的基极与电阻r7连接，三极管vt3集电极与电阻r12连接，三极管vt3发射极接地;电阻r7一端与三极管vt1的基极连接，电阻r7另一端与三极管vt2的集电极连接；电阻r8一端与电源vdd2端连接，电阻r8另一端与三极管vt2的集电极连接；电阻r3一端与发送数据引脚txd连接，电阻r9另一端与三极管vt2的基极连接；电阻r10一端与r9连接，电阻r10另一端接地；电阻r11一端与电阻r12连接，电阻r11另一端与mos管的栅极连接；电阻r12一端与电源vdd1端连接，电阻r12另一端与三极管vt3的发射极连接；电阻r13一端形成一个连接端口，电阻r13另一端与三极管vt3的基极连接；电阻r14一端与r13连接，电阻r14另一端接地；二极管vd正极与mos管的源极连接，二极管vd2负极与三极管vt1的集电极连接形成一个连接端口；mos管的漏极与电源vdd1端连接。

作为一种优选方案，所述电压转换电路模块包括电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、单片机芯片、二极管vd3、铁芯线圈l、电容c1、电容c2、电容c3、有极性电容c4，电阻r15一端接地，电阻r15另一端与单片机芯片shdn端口连接；电阻r16一端与单片机芯片sw端口连接，电阻r16另一端连接r15接地；电阻r17一端与单片机芯片cb端口连接，电阻r17另一端与电容c2连接；电阻r18一端与单片机芯片fb端口连接，电阻r17另一端接地；电阻r19一端与单片机芯片gnd端口连接，电阻r19另一端与电阻r18连接；电容c1一端与单片机芯片vin端口连接，电容c1另一端与二极管vd3正极连接；电容c2一端电阻r17连接，电容c2另一端与单片机芯片sw端口连接；电容c3一端与铁芯线圈l连接，电容c3另一端接地；有极性电容c4正极与铁芯线圈l连接，有极性电容c4负极接地；二极管vd3正极与电容c1连接，二极管vd3负极与铁芯线圈l连接；铁芯线圈l一端与单片机芯片sw端口连接，铁芯线圈l另一端形成一个输出端口。

作为一种优选方案，电源模块包括电源单元以及与电源单元相连的电压转换电路单元，电压转换电路单元与数据分析处理单元相连，电压转换电路单元用于将电源单元输出电压转换成载波抄表集中单元工作电压。

作为一种优选方案，查询模块包括查询单元、数据存储单元、数据写入单元，查询单元、数据存储单元、数据写入单元、载波抄表集中单元依次相连，数据写入单元接收载波抄表集中单元数据并将改数据写入数据存储单元中，工作人员可利用查询单元查询所需要的数据。

一种双输入多表复合采集方法，包括以下步骤：

s1.利用所述双输入多表复合采集装置采集各种下接表计的数据，下接表包括电表单元，m-bus水、气、热表单元，电表单元利用电表采集单元采集数据；

s2.对采集到的数据分析处理并将异常信息发送到计算机，分析出异常信息便于工作人员及时处理问题，避免产生损失；

s3.将数据写入数据存储单元可供查询，将数据写入存储单元能便于工作人员查询历史数据，给用户提供便利。

作为一种优选方案，s1包括以下步骤：

s11.通信接口转换单元抄读m-bus水、气、热表单元的数据，电表采集单元抄读电表单元的数据；

s12.协议转换单元将通信接口转换单元抄读的m-bus水、气、热表单元的数据根据水热气表的协议进行相应的转换；

s13.将电表单元数据和进行协议转换后的m-bus水、气、热表单元的数据传输到载波抄表集中单元。

作为一种优选方案，s2包括以下步骤：

s21.数据分析处理单元接收载波抄表集中单元中的数据；

s22.数据分析处理单元将各表数据以时间为x轴，各表数值为y轴建立曲线，分析后获得相应最大值及最小值；

s23.当某表无数据或数据大于最大值或数据小于最小值时，将该数据进行标注；

s24.将标注数据通过异常信息发送单元发送给计算机模块。

作为一种优选方案，s3包括以下步骤：

s31.数据写入单元接收载波抄表集中单元内的数据；

s32.通过数据写入单元将该数据写入到数据存储单元；

s33.通过查询单元查询所需表的数据，便于工作人员查询历史数据。

本发明的优点是采用外观与原国网i型采集器相似的双输入多表复合采集装置，可实现下行32块m-bus水、气、热表数据的采集。现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间，同时对所采集的数据进行分析，可将异常数据发送到计算机，以提醒工作人员，并增加了数据存储器，可以查询历史数据。

附图说明

附图1是本发明的一种系统结构框式图；

附图2是本发明的电压转换电路模块原理图；

附图3是本发明m-bus输出电路模块原理图；

附图4是本发明m-bus接收电路模块原理图；

1-双输入多表复合采集模块2-m-bus水、气、热表单元3-m-bus接收电路单元4-通信接口转换单元5-协议转换单元6-m-bus输出电路单元7-载波抄表集中单元8-数据分析处理单元9-电表单元10-数据的电表采集单元11-电压转换电路单元12-异常信息发送单元13-计算机模块14-电源单元15-查询模块16-数据写入单元17-数据存储单元18-查询单元19-电源模块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例一种双输入多表复合采集系统，如图1所示，一种双输入多表复合采集系统，其特征是，包括双输入多表复合采集模块1、计算机模块13、查询模块15、电源模块19；

双输入多表复合采集装置包括抄读m-bus水、气、热表单元2数据的通信接口转换单元4、协议转换单元5、抄读电表单元9数据的电表采集单元10、下发抄表指令的载波抄表集中单元7、数据分析处理单元8、异常信息发送单元12、m-bus接收电路单元3、m-bus输出电路单元6；m-bus水、气、热表单元与m-bus接收电路单元相连，m-bus接收电路单元、通信接口转换单元、协议转换单元、m-bus输出电路单元依次相连；电表单元与电表采集单元相连，m-bus输出电路单元、电表采集单元分别与载波抄表集中单元相连，载波抄表集中单元、数据分析处理单元、异常信息发送单元、计算机模块依次相连，查询模块与载波抄表集中单元相连，该系统可以直接对电、水、气、热表进行数据采集，然后对m-bus水、气、热表数据进行协议转换，最后将转换后m-bus水、气、热表数据和电表数据传输到载波抄表集中单元，载波抄表集中单元将数据传输到数据分析处理模块对数据进行相关分析和处理，检测装置是否有故障，若发现数据异常将异常数据标注并通过异常信息发送单元将标注信息发送到计算机单元，当计算机接收到标注信息时会在显示屏上提醒，数据写入单元可以接收载波抄表集中单元中的数据并将该数据写入数据存储单元，工作人员可通过查询单元查询所需信息。

本发明采用的m-bus\载波双输入多表复合采集装置外观于原国网i型采集器相似，可实现下行32块m-bus水、气、热表。现场安装时只需安装一块复合型采集设备，无需按照传统方式安装采集器和协议转换器两个设备，节约了现场设备成本和安装空间。

如图2所示，电压转换电路模块包括电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、单片机芯片、二极管vd3、铁芯线圈l、电容c1、电容c2、电容c3、有极性电容c4，电阻r15一端接地，电阻r15另一端与单片机芯片shdn端口连接；电阻r16一端与单片机芯片sw端口连接，电阻r16另一端连接r15接地；电阻r17一端与单片机芯片cb端口连接，电阻r17另一端与电容c2连接；电阻r18一端与单片机芯片fb端口连接，电阻r17另一端接地；电阻r19一端与单片机芯片gnd端口连接，电阻r19另一端与电阻r18连接；电容c1一端与单片机芯片vin端口连接，电容c1另一端与二极管vd3正极连接；电容c2一端电阻r17连接，电容c2另一端与单片机芯片sw端口连接；电容c3一端与铁芯线圈l连接，电容c3另一端接地；有极性电容c4正极与铁芯线圈l连接，有极性电容c4负极接地；二极管vd3正极与电容c1连接，二极管vd3负极与铁芯线圈l连接；铁芯线圈l一端与单片机芯片sw端口连接，铁芯线圈l另一端形成一个输出端口，电压转换电路模块将电源单元的输出电压转换成载波抄表集中单元的工作电压。

如图3所示，m-bus输出电路模块包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、三极管vt1、三极管vt2、三极管vt3、二极管vd2、电源vdd1端、电源vdd2端、mos管、发送数据引脚txd，三极管vt1的基极与电阻r7连接，三极管vt1的集电极与二极管vd2负极连接形成一个连接端口，三极管vt1的发射极与电源vdd2端连接；三极管vt2的基极与电阻r9连接，三极管vt2的集电极与电阻r7连接，三极管vt2发射极接地；三极管vt3的基极与电阻r7连接，三极管vt3集电极与电阻r12连接，三极管vt3发射极接地;电阻r7一端与三极管vt1的基极连接，电阻r7另一端与三极管vt2的集电极连接；电阻r8一端与电源vdd2端连接，电阻r8另一端与三极管vt2的集电极连接；电阻r3一端与发送数据引脚txd连接，电阻r9另一端与三极管vt2的基极连接；电阻r10一端与r9连接，电阻r10另一端接地；电阻r11一端与电阻r12连接，电阻r11另一端与mos管的栅极连接；电阻r12一端与电源vdd1端连接，电阻r12另一端与三极管vt3的发射极连接；电阻r13一端形成一个连接端口，电阻r13另一端与三极管vt3的基极连接；电阻r14一端与r13连接，电阻r14另一端接地；二极管vd正极与mos管的源极连接，二极管vd2负极与三极管vt1的集电极连接形成一个连接端口；mos管的漏极与电源vdd1端连接，双输入多表复合采集装置的m-bus输出电路模块采用三极管来控制m-bus输出，三极管和场效应管选用宽电流型，电路的其他部分在从从设备向主设备传输数据时提供总线电流，并为远程供电从设备提供电源总线电流检测。

如图4所示，m-bus接收电路模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、二极管vd1、ad1端口、ad2端口、保险管fu、接地端gnd，电阻r6一端与电阻r1一端连接形成一个连接端口,电阻r6另一端连接保险管fu，电阻r1另一端连接电阻r2然后接地；保险管fu一端连接电阻r6,保险管fu另一端与电阻r5连接形成一个连接端口；电阻r3一端连接电阻r6，电阻r3另一端连接电阻r4然后接地；电阻r5一端连接保险管fu，电阻r5另一端接地；二极管vd1一端连接电阻r6，二极管vd1另一端接地；ad1端口与电阻r2连接，ad2端口与电阻r4连接，双输入多表复合采集装置的m-bus的接收电路采用两个采样电路来辨别从设备返回的电流信号。

一种双输入多表复合采集方法，包括以下步骤：

s1.利用所述双输入多表复合采集装置采集各种下接表计的数据，下接表包括电表单元、m-bus水、气、热表单元，电表单元利用电表采集单元采集数据；

s11.通信接口转换单元抄读m-bus水、气、热表单元的数据，电表采集单元抄读电表单元的数据；

s12.协议转换单元将通信接口转换单元抄读的m-bus水、气、热表单元的数据根据水热气表的协议进行相应的转换；

s13.将电表单元数据和进行协议转换后的m-bus水、气、热表单元的数据传输到载波抄表集中单元。

s2.对采集到的数据分析处理并将异常信息发送到计算机，分析出异常信息便于工作人员及时处理问题，避免产生损失；

s21.数据分析处理单元接收载波抄表集中单元中的数据；

s22.数据分析处理单元将各表数据以时间为x轴，各表数值为y轴建立曲线，分析后获得相应最大值及最小值；

s23.当某表无数据或数据大于最大值或数据小于最小值时，将该数据进行标注；

s24.将标注数据通过异常信息发送单元发送给计算机模块。

s3.将数据写入数据存储单元可供查询，将数据写入存储单元能便于工作人员查询历史数据，给用户提供便利；

s31.数据写入单元接收载波抄表集中单元内的数据；

s32.通过数据写入单元将该数据写入到数据存储单元；

s33.通过查询单元查询所需表的数据，便于工作人员查询历史数据。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了查询单元,数据写入单元、波抄表集中单元、协议转换单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。