本发明实施例涉及物联网技术，尤其涉及一种基于物联网的能耗数据采集系统。
背景技术：
水、电、煤是家庭生活常用资源，“抄表难”问题却一直困扰着当今社会，人工抄表时间跨度大，产生的误抄、漏抄、估抄等人为错误难以避免，再者，由于无法抄录同一时间的数据，对计算损耗非常不利，因此现在公用事业部门的工作效率不高，劳动强度大，难以随时掌握各种表计的运行情况，不能统一对水、电、燃气进行统计、计算和分析。
随着技术的进步，在供热系统现场为了统计能源功耗安装的热量表、水表、电表等仪表不仅能够实现最基本的计量功能，而且具有了通信功能，通过与上位机连接通信，能够将表的读数自动上传至上位机上，而不用工人去现场去抄表，然后输入到电脑里。很显然带通信功能的仪表能节省了人工成本，提高了工作效率。
然而现有的采集器主要是针对单一类型仪表设置，一个采集器只能采集一种类型仪表数据，所以亟需一种多功能的采集器，能够采集不同类型的仪表数据，这样就为现场数据的采集工作带来了极大的简便，使工作效率也大幅度提升。同时在经济上也能够节约成本。
技术实现要素：
本发明提供一种基于物联网的能耗数据采集系统，以实现与终端设备通讯、远程控制、集中控制、无线控制、电脑控制、定时控制等多种控制方式，并提供用能耗消费记录、远程结算等智能化操作和数据管理。
本发明实施例提供了一种基于物联网的能耗数据采集系统，包括：数据采集仪表、数据转化器、数据采集器、上位机和数据服务器；
所述数据采集仪表与所述数据转化器相连，用于以家庭为单位采集家庭能耗数据并将所述家庭能耗数据传输到所述数据转化器；
所述数据转化器与所述数据采集器相连，用于将所述家庭能耗数据转化为统一的数据格式并发送到所述数据采集器；
所述数据采集器与所述上位机和数据服务器相连，用于将所述数据转化器发送的数据汇总发送到所述上位机和/或数据服务器；
所述数据服务器与所述上位机相连，用于保存所述数据采集器发送的数据并根据所述上位机的数据查询指令反馈数据查询结果；
所述上位机用于查看所述数据采集仪表的数据采集结果并控制所述数据采集仪表的运行状态。
本发明通过搭建一种基于物联网的能耗数据采集系统，解决了一个采集器只能采集一种类型仪表数据问题，实现支持对不同用能种类、不同品牌的计量装置进行数据采集，包括电能表、热量表等，为现场数据的采集工作带来了极大的简便。同时有效地解决了不同类型的计量表计需要不同通信协议及通信装置的复杂性，提高了计量表计抄表信息的采集处理效率，同时在经济上也能够节约成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于物联网的能耗数据采集系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种基于物联网的能耗数据采集系统的结构示意图。
该系统包括数据采集仪表15、数据转化器14、数据采集器13、上位机12和数据服务器11。
其中，数据采集仪表15是指安装于各个家庭的计量装置，如电表、水表、气表、冷热量表等，本发明中的数据采集仪表15应该具备串口通信模块，可以通过串口通信方式与数据转化器14进行数据交互。数据转化器14内分为水表、燃气表、热量表、电表四大类协议存放库，每一个数据库中存放了现有的通信协议及通信配置，当数据转化器14接收到数据采集仪表15传来的数据时，会自动调用可解析数据的协议对家庭能耗数据进行解析，获得可显示的数据。若数据转化器14配置有显示设备(如显示屏)时，则可以实时显示家庭能耗数据。数据采集器13可以以小区为单位进行设置，负责接收器辖区范围内数据转化器14传递出来的数据。上位机12是指可以直接发出操控命令的计算机，它与下位机概念相对，下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是单片机之类的(如本发明中的数据转化器14)。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备(如本发明中的数据采集仪表15)状态数据(一般为模拟量)，转换成数字信号反馈给上位机。数据服务器11是由运行在局域网中的一台或多台计算机和数据库管理系统软件共同构成，数据库服务器为客户应用程序提供数据服务，本发明中对数据服务器11不做具体要求，可以选择任一云服务器，只要具备存储与查询功能即可。
所述数据采集仪表15与所述数据转化器14相连，用于以家庭为单位采集家庭能耗数据并将所述家庭能耗数据传输到所述数据转化器14。
其中，数据采集仪表15与数据转化器14可以通过串口通信方式或以太网方式进行连接。
具体的，数据采集仪表15与数据转化器14通过串口通信方式或以太网方式进行连接，实时接收家庭中水表、燃气表、热量表、电表的数据，并在数据转化器14的显示屏上实时显示家庭中水表、燃气表、热量表、电表的数据。
所述数据转化器14与所述数据采集器13相连，用于将所述家庭能耗数据转化为统一的数据格式并发送到所述数据采集器13。
其中，数据转化器14与数据采集器13通过串口通信方式或以太网方式进行连接。所述数据转化器14设置有模数转换电路，用于将所述家庭能耗数据进行模数转换。模数转换器是一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。本发明中可以将所述家庭能耗数据转化为二进制数码，提高传输效率。
具体的，所述数据转化器14与所述数据采集器13通过串口通信方式或以太网方式相连，用于将所述家庭能耗数据转化为二进制数码并发送到所述数据采集器13。
所述数据采集器13与所述上位机12和数据服务器11相连，用于将所述数据转化器14发送的数据汇总发送到所述上位机12和/或数据服务器11。
其中，数据采集器13、上位机12和数据服务器11通过串口通信方式或以太网方式进行连接，优选通过以太网方式进行连接。
具体的，数据采集器13数据转化器14发送的数据进行汇总，并将汇总后的数据发送给上位机12和/或数据服务器11。一般情况下，可设置数据采集器13仅将汇总后的数据发送数据服务器11进行存储，上位机在需要查看数据时再从数据服务器11中调取所需数据。
所述数据服务器11所述上位机12相连，用于保存所述数据采集器13发送的数据并根据所述上位机12的数据查询指令反馈数据查询结果；
其中，数据查询指令是指上位机12下达的查询数据的指令。上位机12下达的查询数据的指有两种类型，一种是查询数据服务器11中已有的数据，一种是查询即时数据。因为数据采集器13可以设置为实时采集数据，也可以是间隔一定是时间采集数据。当数据采集器13设置为间隔一定时间采集数据时，可能发生上位机12要求采集这一时刻数据，但该时间刚好在数据采集器13采集数据的间隔，此时上位机对数据采集器13下达数据查询指令，数据采集器13将该数据查询指令传递给数据转化器14，并将此时的家庭能耗数据返回给上位机12，同时将此时的家庭能耗数据发送给数据服务器11。
所述上位机12用于查看所述数据采集仪表15的数据采集结果并控制所述数据采集仪表15的运行状态。
其中，数据采集仪表15的运行状态包括运行状态、通信方式、信号强度、异常告警、瞬时功率、电压、电流、功率因数等内容。
具体的，上位机12用于查看所述数据采集仪表15的数据采集结果并控制所述数据采集仪表15的运行状态、通信方式、信号强度、异常告警、瞬时功率、电压、电流、功率因数等内容。
本发明实施例通过搭建一种基于物联网的能耗数据采集系统，解决了一个采集器只能采集一种类型仪表数据问题，实现支持对不同用能种类、不同品牌的计量装置进行数据采集，包括电能表、热量表等，为现场数据的采集工作带来了极大的简便。同时有效地解决了不同类型的计量表计需要不同通信协议及通信装置的复杂性，提高了计量表计抄表信息的采集处理效率，同时在经济上也能够节约成本。
实施例二
本实施例是在上述实施例的基础上进行了具体化，包括：
可选的，所述数据采集仪表设置有滤波电路，用于对采集到的模拟信号进行预采样滤波。
其中，滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器，或与负载串联电感器，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。滤波电路只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，可以提高本系统的精确度。
可选的，所述数据服务器可通过移动终端访问。
其中，移动终端可通过用户实名认证绑定用户与其对应家庭能耗数据的查询关系。对移动终端开放两种不同权限，一种是低级权限，一种是高级权限。移动终端通过低级权限可以查询数据服务器中已有的数据，一般可设置为低级权限可以查询24小时以前的以天为单位的家庭能耗数据。对于高级权限，可以设定为通过上位机方式进行数据查询，即高级权限可以查询权限内任一家庭的当前时间的家庭能耗数据或任一家庭的数据服务器内已存有的某一时间点的家庭能耗数据。
下面，以家庭为例对本实施例提供的系统进行示例性的描述：
a家庭安装有符合本系统数据采集条件的电表、水表、气表，张三为a家庭的家庭成员。
a家庭的数据采集仪表包括电表、水表、气表，该电表、水表、气表与数据转化相连，数据转化器具有显示屏，张三可通过该显示屏随时查看电表、水表、气表的读数。a家庭所在的b小区设置有一个数据采集器，每隔四小时采集一次b小区的所有数据转化器的数据，并将采集到的数据传递给数据服务器。
张三可以通过手机登录，并且张三有低级权限。张三可以通过手机查询今天之前每一天凌晨12点的电表、水表、气表的读数。若张三想要通过手机了解现在家庭电表、水表、气表的读数，可以联系b小区物业。b小区物业工作人员具有高级权限(需要提前开通)，可通过手机了解现在a家庭电表、水表、气表的读数。此时，b小区物业工作人员与上位机取得通信，向上位机下发查询指令。上位机首先查询数据服务器是否有工作人员需要的数据，如果有则直接调取数据服务器中的数据。如果数据服务器中无法查询到数据，则通过上位机向数据采集器下达采集指令，数据采集器接收到采集指令后采集所需的数据转化器中现在存储的通过数据采集仪表采集到的家庭能耗数据。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。