一种电力数据传输装置及系统的制作方法

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本实用新型涉及数据传输技术领域，尤其是涉及一种电力数据传输装置及系统，用于电气火灾以及消防电源领域电压、电流、温度、漏电以及报警等各项参量数据传输。


背景技术：

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在电气火灾和消防电源等电力监控领域，有成千上万的感应器、检测器或其他设备，互相连接形成一个控制网络。作为信息系统中管理数据的工具，最常用连接这些设备的通讯总线就是rs485总线。随着社会高速发展，以太网/互联网等网络架构已逐渐在电气系统内被广泛的采用，逐渐取代传统的串口通讯而成为新的主流。在这种趋势下，以tcp/ip和以太网为代表的成熟度较高的开放式网络技术，正逐渐地被应用在各个电气系统监控领域，连接并控制所有的设备。因此，迫切需要开发一种用于rs485总线接口向以太网接口数据转换的数据传输装置，寻求数据传输的经济、快速的解决方案。


技术实现要素：

[0003]
根据现有技术存在的问题，本实用新型提供一种电力数据传输装置及系统，提供由rs485 总线向以太网的数据转换传输，性能稳定，成本低，易扩展，便于安装和模块化管理，适应复杂工况的需求。
[0004]
本实用新型的技术方案是：
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1.一种电力数据传输装置，包括cpu控制单元以及分别与cpu控制单元连接的rs485通讯单元、网络通讯单元和存储单元；所述cpu控制单元通过rs485通讯单元采用moubus-rtu 协议采集下位机的电力数据，通过网络通讯单元采用modbus-tcp协议传输给远程主机控制平台，所述存储单元用于存储装置运行时产生的数据；还包括供电单元，用于分别给cpu控制单元、rs485通讯单元和网络通讯单元供电。
[0006]
2.所述cpu控制单元通过ttl电平与带磁隔离的rs485通讯单元连接，所述rs485通讯单元通过总线收发器将rs485的差分电平转换为cpu控制单元能接收的ttl电平，满足cpu对下位机实时数据的采集以及协议转换。
[0007]
3.所述网络通讯单元通过以太网芯片phy与cpu控制单元连接，通过phy芯片和带隔离变压器的网口，将经过协议转换的数据通过网络传输到远程主机上。
[0008]
4.所述网口工作在tcp服务器模式，具有tcp服务端口，每个tcp服务端口具有固定的端口号，每路rs485串口通过相对应的端口号与网口链接，每路串口转网口链路逻辑上相互独立；通过网口与电力数据传输装置相连接的设备以客户端形式对各路端口读写操作，实现与相应的rs485串口进行通信。
[0009]
5.所述rs485通讯单元包括8路rs485串口，所述网络通讯单元包括一路10m/100m网口，具有分别与8路rs485串口相对应的8个端口。
[0010]
6.所述供电单元采用dc/dc芯片，将9-36v直流电压转换成5v；5v通过ldo转换成3.3v分别给cpu供电和网络通讯单元供电；5v再通过dc/dc隔离电源模块连接rs485通讯单
元，为rs485 通讯单元供电。
[0011]
7.一种采用上述电力数据传输装置的电力数据传输系统，还包括远程主机、路由器/交换机和/或通讯管理机，多个电力数据传输装置通过路由器/交换机和/或通讯管理机进行组网连接，所述远程主机通过路由器/交换机和/或通讯管理机同时访问多个电力数据传输装置，实现大数据量的数据传输。
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8.所述远程主机与通讯管理机直接连接，所述通讯管理机连接多个电力数据传输装置，可连接的电力数据传输装置的数目对应于通讯管理机的网口数，所述远程主机通过通讯管理机访问所连接的电力数据传输装置。
[0013]
9.所述远程主机通过路由器/交换机与多个电力数据传输装置相连接，同时与通讯管理机直接连接，所述通讯管理机也通过路由器/交换机与所述多个电力数据传输装置相连接；远程主机可直接访问通讯管理机并通过路由器/交换机访问所述多个电力数据传输装置，通讯管理机可通过路由器/交换机访问所述多个电力数据传输装置。
[0014]
10.所述远程主机通过路由器/交换机与多个电力数据传输装置以及通讯管理机相连接，所述通讯管理机也通过路由器/交换机与所述多个电力数据传输装置相连接，远程主机可通过交换机/路由器直接访问通讯管理机，远程主机也可通过交换机/路由器直接访问电力数据传输装置，通讯管理机可通过路由器/交换机访问电力数据传输装置。
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本实用新型的技术效果：
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本实用新型提供一种电力数据传输装置及系统，提供由rs485总线向以太网的数据转换传输，性能稳定，成本低，易扩展，便于安装和模块化管理，适应复杂工况的需求。
[0017]
本实用新型的装置解决了传统rs485接口下位机与网络接口主机的数据传输问题，设计了一款8串口服务器产品——电力数据传输装置，具有8路rs485接口和一路10m/100m网口，是一个带有cpu和嵌入式os及完整tcp/ip协议栈的独立智能设备。该产品支持8路串口到网口数据透传模式以及modbus-rtu转modbus-tcp模式两种工作模式。每路串口转网口链路相互独立，互不干扰；该产品工作在服务器模式下，每路串口转网口链路支持1个客户端连接，可通过网页配置各个参数信息，满足了实际的需求。
[0018]
本实用新型将多个电力数据传输装置通过路由器/交换机和/或通讯管理机组网连接组成电力数据传输系统，组网方式灵活，可以扩展多个电力数据传输装置，传输数据速度快、传输数据量大，实现电力数据大数据量的快速传输。
附图说明
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图1是本实用新型的电力数据传输装置的组成结构示意图。
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图2是rs485通讯单元串口与网络通讯单元网口映射关系示意图。
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图3是本实用新型的电力数据传输系统组网实施例示意图之一。
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图4是本实用新型的电力数据传输系统组网实施例示意图之二。
[0023]
图5是本实用新型的电力数据传输系统组网实施例示意图之三。
具体实施方式
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以下结合附图对本发明的实施例作进一步说明。
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如图1所示，是本发明的电力数据传输装置的组成结构示意图。
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一种电力数据传输装置，包括cpu控制单元以及分别与cpu控制单元连接的rs485通讯单元、网络通讯单元和存储单元；cpu控制单元通过rs485通讯单元采用moubus-rtu协议采集下位机的电力数据，通过网络通讯单元采用modbus-tcp协议传输给远程主机控制平台，存储单元用于存储装置运行时产生的数据；还包括供电单元，用于分别给cpu控制单元、rs485通讯单元和网络通讯单元供电。
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其中，cpu控制单元通过ttl电平与带磁隔离的rs485通讯单元连接，所述rs485通讯单元通过总线收发器将rs485的差分电平转换为cpu控制单元能接收的ttl电平，满足cpu对下位机实时数据的采集以及协议转换。网络通讯单元通过以太网芯片phy与cpu控制单元连接，通过phy芯片和带隔离变压器的网口，将经过协议转换的数据通过网络传输到远程主机上。
[0028]
如图2所示，是rs485通讯单元串口与网络通讯单元网口映射关系示意图。
[0029]
网络通讯单元的网口工作在tcp服务器模式，每一路rs485串口对应一个tcp服务端口，每路串口通过相对应的端口与网口连接，每个端口具有固定的端口号，且每路串口转网口链路逻辑上相互独立，互不干扰。通过网口与电力数据传输装置相连接的设备以客户端形式对各路端口读写操作，即可实现与相应的rs485串口进行通信。本实施例中，rs485通讯单元的串口包括8路串口：com1,com2,
……
,com8,网络通讯单元的网口包括一路10m/100m网口，具有分别与8路rs485串口相对应的8个端口，端口号分别为502，503，
……
509；8路串口分别通过透传/modbus协议转换链接到网口相对应的端口，每路串口转网口链路支持1个客户端连接。例如，通过网口与电力数据传输装置相连接的设备以客户端形式对502端口读写操作，即可实现与“rs485port1”进行通信。在modbus转换模式下，串口端连接从机设备，网口端连接主机设备。每一路rs485的com串口最多可连接256个从机设备。
[0030]
本实用新型的电力数据传输装置的供电单元采用9-36v直流电供电，采用dc/dc芯片，将 9-36v直流电压转换成5v；5v通过ldo转换成3.3v给cpu和网络通讯单元供电；5v通过dc/dc隔离电源模块转成为隔离的5v，为485通讯单元供电。
[0031]
本实用新型的电力数据传输装置可与路由器/交换机或者通讯管理机进行组网连接组成电力数据传输系统。一种采用上述电力数据传输装置的电力数据传输系统，还包括远程主机、路由器/交换机和/或通讯管理机，多个电力数据传输装置通过路由器/交换机和/或通讯管理机进行组网连接，所述远程主机通过路由器/交换机和/或通讯管理机同时访问多个电力数据传输装置，实现大数据量的数据传输。
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如图3、图4、图5所示是本实用新型的电力数据传输系统组网示意图。图中，ove-sst-108 为本实用新型的电力数据传输装置，ove-sst-208为通讯管理机。具体组网连接方式如下：
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1.与通讯管理机连接：如图3所示，远程主机与通讯管理机直接连接，通讯管理机可连接多个电力数据传输装置，可连接的电力数据传输装置的数目对应于通讯管理机的网口数，远程主机通过通讯管理机访问所连接的电力数据传输装置。电力数据传输装置的每个网络端口能够连接一个客户端，该装置的网口可与通讯管理机的网口相连接，电力数据传输装置实现数据采集和接口转换的功能，通讯管理机实现协议转换，数据处理等复杂的功能。在该组网方式中，远程主机通过通讯管理机来访问电力数据传输装置，该组网方式可连接的电力数据传输装置的数目取决于通讯管理机的网口数，此种组网方式成本低、连接
简单、布线方便，但传输数据的速度较慢，适用于需求稳定、数据量较小的场合。
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2.与路由器/交换机连接：如图4、5所示，将本实用新型的电力数据传输装置的网口与路由器的网口相连接，该装置的网络地址与路由器配置在同一个网段，通过路由器访问该装置；或将该装置的网口与交换机的网口相连接，直接连接在交换机上，通过交换机访问该装置。图4中，远程主机通过路由器/交换机与多个电力数据传输装置相连接，同时与通讯管理机直接连接，通讯管理机也通过路由器/交换机与所述多个电力数据传输装置相连接；远程主机可直接访问通讯管理机并通过路由器/交换机访问所述多个电力数据传输装置，通讯管理机可通过路由器/交换机访问所述多个电力数据传输装置。该组网方式可承担数据量较大情况下的传输，传输数据的速度不快，且灵活性较低，适用于传输的数据量大但对速度要求较低的场合。图5中，通讯管理机与远程主机不直接连接，远程主机通过路由器/交换机与多个电力数据传输装置以及通讯管理机相连接，通讯管理机也通过路由器/交换机与所述多个电力数据传输装置相连接，远程主机可通过交换机/路由器直接访问通讯管理机，远程主机也可通过交换机/ 路由器直接访问电力数据传输装置，通讯管理机可通过路由器/交换机访问电力数据传输装置。该组网方式传输数据的速度快、可承担数据量较大情况下的传输，且此种组网方式较灵活，可以扩展多个电力数据传输装置，适用于传输的数据量大且对速度要求较高的场合。
[0035]
以上对本实用新型进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本实用新型的保护范围当中。