一种支持多协议的能源网关的制作方法

本发明涉及电力计量领域，尤其涉及一种支持多协议的能源网关。

背景技术：

能源网关是通用型智慧能源数据采集通讯网关，适用于企事业单位建筑、社区公共机构建筑、商业连锁、便利门店等领域的能源管理系统对于水、电、气、油、冷量、热量等各种形式的能耗计量及分项数据采集需求。通过基于云服务的网关线上管理平台，实现对分散的智能网关设备的状态监视、故障诊断、在线配置、数据下载、在线升级等操作，提高设备运维效率，方便用户随时掌控终端设备动态。

在现有技术中，现有的能源网关只包含了少部分电力行业的通讯协议，不能适应大部分的电力行业的应用场景，而且支持的自定义协议功能限制比较多，使用不方便。

技术实现要素：

本发明提供了一种支持多协议的能源网关，以解决不能适应大部分的电力行业的应用场景的技术问题，从而支持完善的电力行业的协议，能够灵活的自定义协议，进而实现使用操作更方便。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种支持多协议的能源网关，包括：能源网关主控、di/do接口、wifi模块、上行rs485接口、以太网接口、can接口、rs485或mbus可选接口、复位按键、电源，

所述能源网关主控包括主控板、看门狗电路和rtc时钟电路，所述主控板运行嵌入式操作系统和应用软件的平台，所述rtc时钟电路用于对电路掉电保护，所述看门狗电路用于防止系统死锁，所述主控板分别与所述看门狗电路、所述rtc时钟电路相连接；

所述di/do接口用于控制外部设备的通断，所述wifi模块通过无线网络进行数据交互，所述上行rs485接口用于接入传统的rs485网络兼容现有的能源网络，所述以太网接口用于连接有线网络进行数据交互，所述can接口用于can网络接入，所述rs485或mbus可选接口用于设备接入，所述复位按键用于对设备进行复位操作，所述电源负责为能源网关主控提供动力，所述能源网关主控分别与所述di/do接口、所述wifi模块、所述上行rs485接口、所述以太网接口、所述can接口、所述rs485或mbus可选接口、所述复位按键、所述电源相连接。

作为优选方案，所述支持多协议的能源网关还包括：u盘接口、状态指示灯、hmi显示，

所述u盘接口用于实现外部u盘存储功能，所述u盘接口与所述能源网关主控相连接；所述状态指示灯用于指示设备运行的过程中的状态，所述状态指示灯与所述能源网关主控相连接；所述hmi显示用于外接hmi串口屏进行数据的显示，并可作为人机交互的接口，所述hmi显示与所述能源网关主控相连接。

作为优选方案，所述支持多协议的能源网关还包括gprs接口，所述gprs接口用于远程对系统进行控制和数据读取，所述gprs接口与所述能源网关主控相连接。

作为优选方案，所述能源网关主控还包括sd卡，所述sd卡支持大容量数据存储，所述sd卡与所述主控板相连接。

作为优选方案，所述di/do接口包括8路di接口和4路do接口。

作为优选方案，所述can接口包括2路can接口。

作为优选方案，所述以太网接口包括2路10m/100m以太网接口。

作为优选方案，所述rs485或mbus可选接口包括下行8路rs485或mbus可选接口。

作为优选方案，所述u盘接口为4路usb2.0高速主控接口。

作为优选方案，所述电源为24v2adc适配器。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

1、支持完善的电力行业的协议，能够灵活的自定义协议；

2、具有指令自适应，无需复杂的配置就能实现断点续传功能；

3、具有多种有线通讯和无线通讯，通讯方式丰富。

附图说明

图1：为本发明一种支持多协议的能源网关实施例中的结构示意图。

其中，说明书附图的附图标记如下：

1、能源网关主控；2、u盘接口；3、状态指示灯；4、di/do接口；5、wi-fi模块；6、上行rs485接口；7、以太网接口；8、gprs接口；9、can接口；10、rs485或mbus可选接口；11、hmi显示；12、复位按键；13、电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，本发明优选实施例提供了一种支持多协议的能源网关，包括：能源网关主控1、di/do接口4、wifi模块5、上行rs485接口6、以太网接口7、can接口9、rs485或mbus可选接口10、复位按键12、电源13，

所述能源网关主控1包括主控板、看门狗电路和rtc时钟电路，所述主控板运行嵌入式操作系统和应用软件的平台，所述rtc时钟电路用于对电路掉电保护，所述看门狗电路用于防止系统死锁，所述主控板分别与所述看门狗电路、所述rtc时钟电路相连接；

所述di/do接口4用于控制外部设备的通断，所述wifi模块5通过无线网络进行数据交互，所述上行rs485接口6用于接入传统的rs485网络兼容现有的能源网络，所述以太网接口7用于连接有线网络进行数据交互，所述can接口9用于can网络接入，所述rs485或mbus可选接口10用于设备接入，所述复位按键12用于对设备进行复位操作，所述电源13负责为能源网关主控1提供动力，所述能源网关主控1分别与所述di/do接口4、所述wifi模块5、所述上行rs485接口6、所述以太网接口7、所述can接口9、所述rs485或mbus可选接口10、所述复位按键12、所述电源相连接13。

本实施例通过结合应用多协议接口，解决不能适应大部分的电力行业的应用场景的技术问题，从而支持完善的电力行业的协议，能够灵活的自定义协议，进而实现使用操作更方便。

在本实施例中，所述支持多协议的能源网关还包括：u盘接口2、状态指示灯3、hmi显示11，

所述u盘接口2用于实现外部u盘存储功能，所述u盘接口2与所述能源网关主控1相连接；所述状态指示灯3用于指示设备运行的过程中的状态，所述状态指示灯3与所述能源网关主控1相连接；所述hmi显示11用于外接hmi串口屏进行数据的显示，并可作为人机交互的接口，所述hmi显示11与所述能源网关主控1相连接。

在本实施例中，所述支持多协议的能源网关还包括gprs接口8，所述gprs接口8用于远程对系统进行控制和数据读取，所述gprs接口8与所述能源网关主控1相连接。

在本实施例中，所述能源网关主控还包括sd卡，所述sd卡支持大容量数据存储，所述sd卡与所述主控板相连接。

在本实施例中，所述di/do接口4包括8路di接口和4路do接口。

在本实施例中，所述can接口9包括2路can接口。

在本实施例中，所述以太网接口7包括2路10m/100m以太网接口。

在本实施例中，所述rs485或mbus可选接口10包括下行8路rs485或mbus可选接口。

在本实施例中，所述u盘接口2为4路usb2.0高速主控接口。

在本实施例中，所述电源13为24v2adc适配器。

下面结合实施例，对本发明进行说明。

本发明的能源网关，采用模块化的结构进行软硬件设计，如图1所示，主要包括：能源网关主控1、u盘接口2、状态指示灯3、di/do接口4、wi-fi模块5、上行rs485接口6、以太网接口7、gprs接口8、can接口9、rs485或mbus可选接口10、hmi显示11、复位按键12、电源13。

能源网关主控1主要包括主控板、sd卡、看门狗、rtc时钟等部分。主控板是运行嵌入式操作系统和应用软件的平台，具有microsd卡座，支持大容量数据存储，实时时钟rtc，具有掉电保护功能，硬件看门狗(wdt)，防止系统死锁。

u盘接口2，具有4路usb2.0高速主控接口，实现外部u盘存储的功能。

状态指示灯3，指示设备运行的过程中，电源、通讯等状态。

di/do接口4，可以实现8路开关量的输入检测，以及4路继电器的输出，用于控制外部设备的通断。

wi-fi模块5，通过此模块可以将设备连接到无线网络中，进一步和云平台进行通讯交互数据。

上行rs485接口6，实现了上行rs485通讯方式，可以接入传统的rs485网络，方便的兼容现有的能源网络。

以太网接口7，具有2路10m/100m以太网接口，且具有线序自适应(auto-mdix)功能，将设备连接到有线网络中，进一步和云平台进行通讯交互数据。

gprs接口8，在不具备其它通讯条件时，可以此通讯方式，方便的和远程建立连接，远程对系统进行控制和数据的读取。

can接口9，设备具有两路can接口，方便现有的can网络接入。

rs485或mbus可选接口10，下行具有8路rs485或mbus可选的接口，方便水、电、气、油、冷量、热量等设备接入网关。

hmi显示11，可以外接hmi串口屏进行数据的显示，并可作为人机交互的接口。

复位按键12，设备异常时，可以通过此按键对设备进行复位操作。

电源13，使用24vdc(2a)适配器供电。

在应用软件中实现的主要功能如下：

(1)整体功能

支持同时与多个上位机服务器间的通信；透传指令或集中上传数据到上位机服务器或第三方能耗平台；支持历史数据的保存和续传，可以定义数据存储空间，超出存储空间，数据滚动清除和保存。

(2)透传并保存数据

正常运行状态：网关的每个端口作为一个独立tcpclient客户端，与上位机服务端建立连接。每个端口保持一个长连接，并定时上报端口id(心跳)，端口id可配置。主站收到心跳包后，立即回应心跳，网关根据回应判断是否运行正常。正常状态下，主站下发采集指令/控制指令，透传到对应的端口，下发的仪表中，仪表返回的数据，透传到上位机软件。此过程网关不保存数据。

连接异常状态：网关与主站服务器断开tcp连接或者，发送心跳没有收到回应，连续重发3次都没有回应，则标记为连接异常状态。连接异常状态，网关进入自动采集模式，根据网关中配置好的设备，和每个设备对应的抄表指令，进行自动抄读数据，并保存数据，数据不做处理。每次抄表都保存。

连接恢复正常：网关与上位机服务器，恢复连接，并能收到心跳回应，网关重新进入正常运行状态，将历史数据逐帧往上位机服务器上报(数据包含，抄表指令，回应数据及存储时间)。数据上报规则：在没有接收到上位机指令时上报历史记录。网关应优先处理主站下发的指令。抽空上报历史数据；主站收到历史数据后，立即回应接收成功。网关收到主站回应后，清除该条已上报的历史记录，如无回应则继续重复历史记录。

(3)通讯协议设置

配置网关的设备协议(modbus-rtu、dl/t645—1997、dl/t645—2007、cj/t188-2004、iec101/104协议)，或者采用自定义的通讯协议。

本发明通过结合应用多协议接口，解决不能适应大部分的电力行业的应用场景的技术问题，从而支持完善的电力行业的协议，能够灵活的自定义协议，进而实现使用操作更方便。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。