通用型多功能计量数据采集器的制作方法

本实用新型具体涉及一种通用型多功能计量数据采集器。

背景技术：

随着智能计量技术的发展和自动化技术的广泛普及，计量系统的数据集抄已经得到了快速的发展。

如今电力系统集抄体系发展得比较完善，多数电能表已能够远程抄读数据。但在水气热行业，由于集抄需求不是那么强烈，起步较晚，发展也不如电力集抄那么迅速。随着智慧城市建设推进，传统的不支持远程抄读的水气热表将逐步被支持远程抄读的智能表计代替。

但是，目前传统的不支持远程抄读的水表、气表或热表等计量仪表，其通信方式各不相同：小口径智能水表以M-Bus通信方式为主，大口径水表多采用RS-485通信方式，智能燃气表以M-Bus和无线通信方式为主，智能热量表以M-Bus通信方式为主。然而，目前的计量数据采集器只能适用于单一的计量仪表，功能单一。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够兼容各类型计量仪表的通信接口，从而实现多类型计量仪表的数据集中采集的通用型多功能计量数据采集器。

本实用新型提供的这种通用型多功能计量数据采集器，包括电源电路、控制器电路、若干路上行通信电路和若干路下行通信电路；电源电路给所述采集器供电；若干路下行通信电路与控制器电路连接，用于提供各类型计量仪表的通信接口并与计量仪表通信，获取计量仪表的计量数据并上传控制器电路；上行通信电路与控制器电路连接，用于将控制器电路获取的计量数据上传至集中器。

所述的通用型多功能计量数据采集器还包括调试电路；所述调试电路与控制器电路连接，用于对所述采集器进行调试。

所述的通用型多功能计量数据采集器还包括LED指示灯；所述LED指示灯与控制器连接，用于指示所诉通用型多功能计量数据采集器的工作状态。

所述的上行通信电路为RS485通信电路。

所述的下行通信电路包括两路M-Bus通信电路，一路无线通信电路和一路RS485通信电路。

所述的控制器电路为K60系列的控制器电路。

所述的调试电路为由型号为HM638组成的红外通信电路。

所述的RS485通信电路为由型号为SN65LBC184D的收发器芯片组成的电路。

所述的电源电路包括交流220V转直流15V/直流24V电源电路、直流15V转直流3.3V电源电路、直流24V转直流5V电源电路和直流24V转直流33V电源电路。

本实用新型提供的这种通用型多功能计量数据采集器，采用多路下行通信接口和多路上行通信接口，实现了多类型计量仪表的数据集中采集和数据集中上传，能够兼容各类型计量仪表的通信接口；而且，本实用新型提供的这种通用型多功能计量数据采集器，不仅适用于电能计量系统和电能表的数据采集，也适用于水表、燃气表、热量表等的计量数据采集。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的红外通信电路的发送电路原理图。

图3为本实用新型的红外通信电路的接收电路原理图。

图4为本实用新型的RS485通信电路的电路原理图。

图5为本实用新型的交流220V转直流15V/直流24V电源电路的电路原理图。

图6为本实用新型的直流15V转直流3.3V电源电路的电路原理图。

图7为本实用新型的直流24V转直流5V电源电路的电路原理图。

图8为本实用新型的直流24V转直流33V电源电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种通用型多功能计量数据采集器，包括电源电路、控制器电路、若干路上行通信电路、若干路下行通信电路、调试电路和LED显示灯；电源电路给所述采集器供电；若干路下行通信电路与控制器电路连接，用于提供各类型计量仪表的通信接口并与计量仪表通信，获取计量仪表的计量数据并上传控制器电路；上行通信电路与控制器电路连接，用于将控制器电路获取的计量数据上传至集中器；调试电路与控制器电路连接，用于对所述采集器进行调试；LED指示灯与控制器连接，用于指示所诉通用型多功能计量数据采集器的工作状态。

如图2所示为本实用新型的红外通信电路的发送电路原理图：控制器电路的输出信号（图中标示UART1_TX）通过第一上拉电阻R16连接3.3V电源正极，同时通过第一限流电阻R20连接第一三极管V8的基极，第一三极管V8的发射极通过第二上拉电阻R22连接3.3V电源正极，还通过滤波电容C101接地；第一三极管V8的集电极连接第二三极管V9的发射极，第二三极管V9的集电极通过红外发光管接地并对外发送红外数据，第二三极管V9的发射极通过第二限流电阻R23连接控制器电路的PWM频率信号，所述频率信号的频率为38KHz。

如图3所示为本实用新型的红外通信电路的接收电路原理图：红外通信电路的接收电路主芯片为型号为HM638的红外接收芯片；芯片的1脚为信号输出引脚，其通过上拉电阻R21连接电源正极，同时输出信号到控制器电路；芯片的2脚直接接地，芯片的3脚通过限流电阻R19连接电源正极，同时还通过滤波电容C102接地。

如图4所示为本实用新型的RS485通信电路的电路原理图：RS485通信电路主要由型号为SN65LBC184D的收发器芯片组成；芯片的1脚通过光耦隔离电路（包括光耦芯片D7、电阻R8和电阻R3）连接控制器电路，并形成UART0_RX信号；芯片的2脚和3脚短接，通过下拉电阻R7接地，也通过光耦隔离电路（包括光耦芯片D3和电阻R6）连接控制器电路，并形成UART0_TX信号；芯片的4脚和5脚均与地连接，芯片的8脚连接+5V电源正极，同时也通过滤波电容C6接地；芯片的6脚通过上拉电阻连接电源正极，同时通过保险RT1连接RS485信号的第一引脚；芯片的7脚通过下拉电阻R5接地，同时也连接RS485信号的第二引脚；RS485信号的第一引脚和第二引脚之间还并联有保护二极管V2.

如图5所示为本实用新型的交流220V转直流15V/直流24V电源电路的电路原理图：220V交流电能通过L和N接线端，L和N接线端之间并联有保护器MOV1，同时在零线N端串接后保险RT3；交流电能通过共模抑制电感L14后接入整流桥（由V68~V71组成）进行整流；整流后的直流电能输入电源芯片U6的输入端，芯片的输出端即输出+15V和+24V电能；输出端与地之间并接有保护二极管（V19和V47）和滤波电容（C18、C19、C121和C122）。

如图6所示为本实用新型的直流15V转直流3.3V电源电路的电路原理图：直流15V电能直接输入型号为MP2451的电源芯片的5脚，同时15V电源正极和地之间和并接有三个滤波电容（C123~C125）；芯片的4脚为使能引脚，通过分压电路（电阻R210和R211）连接高电平；芯片的2脚直接接地，芯片的1脚通过滤波电容C126连接芯片的6脚；芯片的6脚为输出引脚，其通过滤波电感L3后输出+3.3V电源，同时还通过保护二极管D6和V74接地，此外还通过滤波电容组（C127、C129和C173）接地；芯片的3脚为反馈引脚，其通过电压采样电路（电阻R212和R213）采样输出电压。

如图7所示为本实用新型的直流24V转直流5V电源电路的电路原理图：直流24V电能直接输入型号为MP2451的电源芯片的5脚，同时24V电源正极和地之间和并接有2个滤波电容（C176和C184）；芯片的4脚为使能引脚，通过分压电路（电阻R232和R235）连接高电平；芯片的2脚直接接地，芯片的1脚通过滤波电容C178连接芯片的6脚；芯片的6脚为输出引脚，其通过滤波电感L13后输出+5V电源，同时还通过保护二极管D31和V75接地，此外还通过滤波电容组（C179~C182）接地；芯片的3脚为反馈引脚，其通过电压采样电路（电阻R233和R234）采样输出电压。

如图8所示为本实用新型的直流24V转直流33V电源电路的电路原理图：电路的核心芯片为型号为TPS40210的升压控制器芯片。芯片的1脚与10脚通过电阻R215连接在一起；同时输入的+24V电能直接与芯片的10脚短接；芯片的1脚还通过滤波电容C151接地；芯片的2脚通过RC电路（电阻R217和电容C154）接地；芯片的3脚直接接地；芯片的4脚通过串接的电容C153和电阻R216后再通过R219接地；滤波电容C152与串接的电容C153和电阻R216并联；芯片的5脚通过输出电压采样电路（电阻R221和R219）采样输出电压；芯片的6脚直接接地；芯片的7脚通过滤波电容C156接地，同时还通过电阻R142连接到开关管（采用MOS管，Q9）的源极，MOS管的源极还通过限流电阻R222接地；MOS管的栅极通过限流电阻R218连接芯片的驱动控制引脚8脚；芯片的9脚通过滤波电容C168接地，芯片的11脚直接接地；MOS管的漏极通过一个单向二极管D28输出直流33V电能；+24V输入电能通过滤波电感L12与MOS管的漏极连接，同时也连接到单向二极管D28的阳极；单向二极管D28的阴极为+33V输出端，同时还通过滤波电容组（C157~C159）接地。