一种基于ZigBee技术的低功耗本安数据采集系统的制作方法

本实用新型属于天然气工业领域，具体涉及一种基于ZigBee技术的低功耗本安数据采集系统。

背景技术：

目前，天然气工业、商业客户计量仪表数据采集多是基于GPRS技术的无线采集，且每个采集器可采集的计量仪表数量有限，功耗高。天然气计量仪表多为本安设备，无线采集器需要增加安全隔离栅等辅助设备。对于商业综合体、大型工厂具有多台甚至数十台的情况，通常需要配备多台无线采集器，增加了施工难度、硬件成本和通讯资讯费。

为解决此问题，需要基于Zigbee技术研发一款低功耗的本安数据采集器，可通过局域组网、集中发送的方式解决上述问题。ZigBee技术属于短距离自组网技术，很好的适用于大型工厂、商业综合体等客户，且采用低功耗电路设计，安装便捷。同时集成了安全隔离栅，满足天然气计量仪表的安全通迅。

专利一种基于手机客户端的输液状态远程监控系统，申请号(CN201620550775.0)，包括输液设备，所述输液监控器安装在输液管道上，输液监控器检测的输液运行信息经无线通讯网络与无线数据采集器进行数据交换，无线数据采集器通过串口通信方式连接至监控中心的监控平台，监控平台通过以太网连接至互联网，智能手机通过移动通信方式访问监控中心的监控平台。但该装置成本较高，且应用在天然气工业监测领域存在不相适应的问题。

因此急需要一种功耗低、节省成本、施工方便、准确度高的基于ZigBee技术的低功耗本安数据采集系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于ZigBee技术的低功耗本安数据采集系统，以解决现有技术成本高、功耗高、反馈不及时、安全性不足的问题。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种基于ZigBee技术的低功耗本安数据采集系统，包括CPU、与所述CPU连接的隔离防护模块、ZigBee模块、GPRS模块、降压转换模块和电源模块；所述降压转换模块输入端连接所述电源模块输出端，所述降压转换模块输出端连接所述CPU；所述隔离防护模块设有与所述隔离防护模块互相连接的通讯接口转换模块；所述通讯接口转换模块还连接有脚座；所述脚座一端连接有监测设备。

优选的，所述隔离防护模块内包括一本质安全电路，所述本质安全电路输入端连接所述CPU，所述本质安全电路输出端连接所述通讯接口转换模块，保障电路运行安全；

优选的，所述降压转换模块采用TPS62133降压转换器、ASM1117稳压芯片和HT-7333稳压芯片，有效降低系统功耗；

优选的，所述CPU还连接有看门狗模块、时钟电路模块和扩展FLASH模块，提升系统稳定性和存储性能；

优选的，所述时钟电路模块采用RTC实时时钟，功耗低、准确性强；

优选的，所述扩展FLASH模块采用W25Q16芯片，使用灵活性更强；

优选的，所述通讯接口转换模块采用RS485接口，抗噪声干扰性强、通信距离长；

优选的，所述监测设备采用流量计算机或体积修正仪，便于获取流量信息；

优选的，所述CPU还连接有一模拟量输入模块，有利于系统运行的稳定。

本实用新型的有益效果是：

1、采用ZigBee模块，容量大、功耗低；

2、采用与降压转换模块和CPU连接的隔离防护模块，有利于保障系统运行的安全性和稳定性；

3、本实用新型整体结构稳定、成本低、安全性强，易于推广。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型电路模块示意图；

图2是本质安全电路示意图；

图3是基于ZigBee技术的节点采集模块示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于ZigBee技术的低功耗本安数据采集系统，包括CPU、与所述CPU连接的隔离防护模块、ZigBee模块、GPRS模块、降压转换模块和电源模块；所述降压转换模块输入端连接所述电源模块输出端，所述降压转换模块输出端连接所述CPU；所述隔离防护模块设有与所述隔离防护模块互相连接的通讯接口转换模块；所述通讯接口转换模块还连接有脚座；所述脚座一端连接有监测设备。所述CPU还连接有看门狗模块、时钟电路模块和扩展FLASH模块，提升系统稳定性和存储性能；所述监测设备采用流量计算机或体积修正仪，便于获取流量信息；所述CPU还连接有一模拟量输入模块，有利于系统运行的稳定。

如图2所示，所述隔离防护模块内包括一本质安全电路，所述本质安全电路内部结构如图2所示，采用ADM2587E芯片和瞬态抑制二极管，且所述本质安全电路输入端连接所述CPU，所述本质安全电路输出端连接所述通讯接口转换模块，保障电路运行安全。

具体的，在运行过程中，所述降压转换模块采用TPS62133降压转换器、ASM1117稳压芯片和HT-7333稳压芯片，有效降低系统功耗；所述时钟电路模块采用RTC实时时钟，功耗低、准确性强；所述扩展FLASH模块采用W25Q16芯片，使用灵活性更强；所述通讯接口转换模块采用RS485接口，抗噪声干扰性强、通信距离长。

如图3所示，ZigBee技术采用自启动的节点采集器和始终在线的汇聚点采集器，节点采集器将数据发送至汇聚点采集器后进入休眠状态，而汇聚点采集器则随时聆听各节点的上报请求，整体对于一个时钟周期内的数据，统一上传至数据终端。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。