一种区域能效数据采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型一种区域能效数据采集装置，属于能效数据采集的技术领域。
【背景技术】
[0002]能效管理系统是企业实现能耗消耗过程在线监测、加强用能管理、诊断用能问题的必要工具，能效管理系统主要包括计量表计、区域能效数据采集装置、集中器、数据处理服务器等设备；区域能效数据采集装置作为能效管理系统中非常重要的组成部件，起到承上启下的作用，然而，目前市场上使用的大多数区域能效数据采集装置均存在以下几方面的缺陷，影响着整个能效管理系统的推广使用。
[0003]首先，市场上目前使用的区域能效数据采集装置的数据采集接口与通信接口不灵活，主要分为两种，一种是数据采集与通信接口单一，不能满足各种计量表计接口 ；另一种是数据采集与通信接口一味追求大而全，然而，在很多场合往往只需要用到一种或两种接口，造成资源浪费；
[0004]其次，由于目前的区域能效数据采集装置一般均采用市电供电，使得设备的功耗高，一方面会导致元器件发热，影响设备工作寿命，在供电电源停电的情况下会导致数据丢失。
[0005]因此，一种采集信号接口灵活、供电能耗较低的区域能效数据采集装置就显得尤为重要。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为:提供一种功耗较低、且具有多种采集接口的区域能效数据采集装置。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0008]—种区域能效数据采集装置，包括依次连接的AC/DC转换器、电源管理模块和微处理模块；所述装置还包括:后备电池供电模块、通讯模块、人机交互模块、数据存储模块和传感器采集模块，所述后备电池供电模块、通讯模块、人机交互模块、数据存储模块和传感器采集模块均与所述电源管理模块相连，所述通讯模块、人机交互模块、数据存储模块和传感器采集模块分别与微处理模块相连，所述AC/DC转换器与外接市电输入端相连；所述传感器采集模块包括:模拟量采集单元、开关量采集单元、RS485采集单元、以太网采集单元和单总线采集单元，所述模拟量采集单元、开关量采集单元、RS485采集单元、以太网采集单元和单总线采集单元均以插拔式结构与微处理模块相连；所述通讯模块包括:RS485通信接口单元和以太网通信接口单元，所述RS485通信接口单元和以太网通信接口单元均与所述微处理模块相连。
[0009]所述电源管理模块包括:充电电路、稳压电路和多路电源控制电路，所述充电电路与所述AC/DC转换器的电源输出端A0相连，所述的各路电源控制电路和充电电路均与所述稳压电路相连；所述每路电源控制电路的结构为:包括控制芯片U4，所述控制芯片U4的电源输入端VIN并接控制芯片U4的偏压调节端Vbias、电容C26的一端后与稳压电路的电源输出端子A1相连，所述电容C26的另一端接地，所述控制芯片U4的电源输出端VOUT并接电容C27的一端后与所述电源控制电路的电源输出端子B1相连，所述电容C27的另一端并接所述控制芯片U4的接地端GND后接地，所述控制芯片U4的控制信号输入端CTR与所述微处理模块的控制信号输出端子C1相连。
[0010]所述模拟量采集单元的结构为:包括A/D转换芯片U5 ;所述A/D转换芯片U5的信号输入端CH1+并接电容C33的一端、电容C32的一端、二极管D32的负极后与电阻R33的一端相连，所述电容C33的另一端并接所述A/D转换芯片U5的信号输入端CH1-、电容C32的另一端、二极管D32的正极、二极管D31的正极、电容C31的一端、电阻R31的一端后接地，所述电阻R33的另一端并接二极管D31的负极后与电阻R32的一端相连，所述电阻R32的另一端并接电容C31的另一端后、电阻R31的另一端后与所述模拟量采集单元的信号输入端IN1相连；所述A/D转换芯片U5的信号输入端CH2+并接电容C36的一端、电容C35的一端、二极管D34的负极后与电阻R37的一端相连，所述电容C36的另一端并接所述A/D转换芯片U5的信号输入端CH2-、电容C35的另一端、二极管D34的正极、二极管D33的正极、电容C34的一端、电阻R35的一端后接地，所述电阻R37的另一端并接二极管D33的负极后与电阻R36的一端相连，所述电阻R36的另一端并接电容C34的另一端后、电阻R35的另一端后与电阻R34的一端相连，所述电阻R34的另一端与所述模拟量采集单元的信号输入端IN2相连；所述A/D转换芯片U5的电源输入端VCC并接电容C37的一端、电阻R38的一端、电阻R39的一端后与所述所述电源控制电路的电源输出端子B1相连，所述电阻R38的另一端并接所述A/D转换芯片U5的串行时钟输出端SCL后与IIC接口的第一输入输出端相连，所述电阻R39的另一端分别与所述A/D转换芯片U5的串行数据输出端SDA后与IIC接口的第二输入输出端相连，所述IIC接口还与微处理模块相连。
[0011]所述开关量采集单元:包括光电耦合器U6，所述光电耦合器U6的正极并接电阻R41的一端后与电容C41的一端相连，所述电阻R41的另一端与AC/DC转换器的电源输出端子A0相连，所述电容C41的另一端并接光电親合器U6的负极后与二极管D41的正极相连，所述二极管D41的负极与无源开关量输入单元U7的K+端相连，所述无源开关量输入单元U7的K-端接地，所述光电耦合器U6的集电极端并接电容C42的一端、电阻R42的一端、后与施密特触发器U8的输入端相连，所述电阻R42的另一端与电源管理模块的电源输出端相连，所述电容C42的另一端并接所述光电耦合器U6的发射极端、电阻R43的一端、电容C43的一端后接地，所述电阻R43的另一端并接电容C43的另一端、施密特触发器U8的输出端后与所述开关量采集单元的信号输出端INT相连。
[0012]所述微处理模块的型号为STM32F107VCT6的32位处理器。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
[0014]本实用新型中传感器采集模块的各采集单元，采用模块化设计，均以插拔式结构与微处理模块相连，用户可根据需要选择适合的采集单元，既保证了数据采集与通信接口的灵活性，同时减少了不必要的接口资源浪费；此外，本实用新型采用电源管理模块具有低功耗设计并与后备电池供电模块连接，使用过程中，可灵活配置需要供电的设备的电源供给及断开，减少了元器件的发热，提高了设备的使用寿命，在市电正常情况下，给后备电池供电模块充电，在市电停电情况下，采用后备电池供电模块供电，保证了数据采集的连续性。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0016]图1为本实用新型的电路结构示意图；
[0017]图2为本实施例中的电源管理模块的电路结构示意图；
[0018]图3为本实施例中的充电电路和稳压电路的电路连接示意图；
[0019]图4为本实施例中的每路电源控制电路的电路连接示意图；
[0020]图5为本实施例中的模拟量采集单元的电路连接示意图；
[0021]图6为本实施例中的开关量采集单元的电路连接示意图
[0022]图中:1为AC/DC转换器，2为电源管理模块，3为微处理模块，4为后备电池供电模块，5为通讯模块，6为人机交互模块，7为数据存储模块，8为传感器采集模块，9为模拟量采集单元，10为开关量采集单元，11为RS485采集单元，12为以太网采集单元，13为单总线采集单元，14为RS485通信接口单元，15为以太网通信接口单元，16为充电电路，17为稳压电路，18为电源控制电路。
【具体实施方式】
[0023]如图1至图6所示，一种区域能效数据采集装置，包括依次连接的AC/DC转换器1、电源管理模块2、微处理模块3 ;所述装置还包括:后备电池供电模块4、通讯模块5、人机交互模块6、数据存储模块7和传感器采集模块8，所述后备电池供电模块4、通讯模块5、人机交互模块6、数据存储模块7和传感器采集模块8均与所述电源管理模块2相连，所述通讯模块5、人机交互模块6、数据存储模块7和传感器采集模块8分别与微处理模块3相连，所述AC/DC转换器1与外接市电输入端端相连；所述传感器采集模块8包括:模拟量采集单元9、开关量采集单元10、RS485采集单元11、以太网采集单元12和单总线采集单元13，所述模拟量采集单元9、开关量采集单元10、RS485采集单元11、以太网采集单元12和单总线采集单元13均以插拔式结构与微处理模块3相连；所述通讯模块5包括:RS485通信接口单元14和以太网通信接口单元15，所述RS485通信接口单元14和以太网通信接口单元15均与所述微处理模块3相连。
[0024]具体地，所述的电源管理模块2与后备电池供电模块4相连，在市电正常情况下，给后备电池供电模块充电，在市电停电情况下，采用后备电池供电模块供电，保证了数据采集的连续性；所述的AC/DC转换器1的型号可为LD01-10B05，实现交流220V到直流5V的电源转换，为电源管理模块2提供5