專利名稱：基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)涉及一種對用能單位能耗數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動(dòng)采集和傳輸?shù)脑O(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著我國政府對節(jié)能環(huán)保和綠色經(jīng)濟(jì)的重視，各個(gè)企事業(yè)單位把節(jié)能減排的工作提上日程安排，鑒于合同能源管理模式對于用能單位無投入、風(fēng)險(xiǎn)小的優(yōu)點(diǎn)，越來越多的用能單位將節(jié)能改造工作交給專業(yè)的合同能源管理公司。但是傳統(tǒng)的人工抄表和統(tǒng)計(jì)報(bào)表無法保證用能單位能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和一致性，在合同執(zhí)行時(shí)容易產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)糾紛。發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是針對上述不足之處提供一種基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，將用能單位的能耗數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳送至合同能源管理公司的數(shù)據(jù)中心，完成用能單位的能耗數(shù)據(jù)日、月和年度結(jié)算和能源審計(jì)報(bào)表，保障了能源管理合同的順利執(zhí)行?；诤贤茉垂芾淼臄?shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)具有數(shù)據(jù)采集電路、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、TCP/IP接口、16 口 RS-485通信接口和RS-232接口模塊，所述的16 口 RS-485通信接口為16個(gè)485通信接口，可連接16 個(gè)能耗測量設(shè)備，各能耗測量設(shè)備的通信協(xié)議不同，該網(wǎng)關(guān)根據(jù)各能耗測量設(shè)備的通信協(xié)議分別發(fā)送不同的數(shù)據(jù)采集指令，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到網(wǎng)關(guān)上。通信協(xié)議的設(shè)置可以通過TCP/ IP接口或RS-232接口和設(shè)置軟件輸入。TCP/IP接口或RS-232接口可以連接一個(gè)具有相同接口的通信設(shè)備，以相應(yīng)上位機(jī)的命令而將采集到的數(shù)據(jù)傳送上去。所述的RS-232接口模塊采用232接口芯片U22，數(shù)據(jù)采集電路采用AR1C483數(shù)據(jù)采集電路，采集16路RS485能耗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集電路具有485接口芯片U1 U16、模擬開關(guān) U17 U20、單片機(jī)U21、232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太網(wǎng)接口芯片U24。485接口芯片U1 U16的RXD端、T)(D端、RE端和DE端分別通過模擬開關(guān)U17 U20與單片機(jī)U21連接，模擬開關(guān)U17 U20的4個(gè)開關(guān)選擇控制線分別與單片機(jī)U21的P0. 4>0. 7端相連接。單片機(jī)U21通過P0. 4>0. 7端輸出的值在485接口芯片U1 U16中選擇其一，當(dāng)P0. 4>0. 7端輸出的值為(Γ15時(shí)，分別選擇485接口芯片UfU16，由此使得單片機(jī)U21使用掃描的方式來采集16路串口數(shù)據(jù)。單片機(jī)U21的RXDl端和T)(D1端分別與232接口芯片U22的R端和T端相連，由此使與具有232接口的通信設(shè)備相連接，單片機(jī)U21通過232接口芯片U22、 485接口芯片U23和以太網(wǎng)接口芯片U24與具有232接口、485接口以及以太網(wǎng)接口的通信設(shè)備相連接。所述的接口芯片U1 U16采用帶隔離的ADMM83芯片。所述的模擬開關(guān)U17 U20采用16選1的模擬開關(guān)CD4067B。所述的單片機(jī)U21采用LPC2368單片機(jī)。所述的232接口芯片U22采用SP3232接口芯片。所述的通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換電路是通過LPC2368單片機(jī)的內(nèi)部程序軟件實(shí)現(xiàn)。通過對LPC2368單片機(jī)，按照檢測儀表的通訊協(xié)議讀取模擬開關(guān)⑶4067B的數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)后重新按照上位機(jī)通訊協(xié)議(例如TCP/IP)組裝數(shù)據(jù)輸出至以太網(wǎng)接口芯片U24的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口， 完成通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。所述的數(shù)據(jù)采集電路擴(kuò)展的FLASH存儲(chǔ)器最大為256M，支持掉電存儲(chǔ)，可存放一個(gè)月的歷史數(shù)據(jù)，與上位機(jī)或數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)通訊采用MODBUS RTU模式，支持SOCKET連接、權(quán)限分級和WEB查詢功能?；诤贤茉垂芾淼臄?shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)支持同時(shí)對不同用能種類的計(jì)量裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，包括電能表(含單相電能表、三相電能表、多功能電能表)、水表、燃?xì)獗?、?冷)量表等。數(shù)據(jù)采集器使用低功耗嵌入式系統(tǒng)，功率小于10W，工作電壓AC85V 260V，工作溫度-10°C 50°C。本發(fā)明基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)采用模擬開關(guān)動(dòng)態(tài)切換的方式，節(jié)約了單片機(jī)串口資源，降低了成本。能耗測量設(shè)備的協(xié)議設(shè)置采用軟件設(shè)置的方式， 增加了該網(wǎng)關(guān)的適應(yīng)性。


以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖1是本發(fā)明基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的功能原理框圖。圖2是本發(fā)明基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用原理圖。圖3是本發(fā)明基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖廣3，本發(fā)明基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)具有數(shù)據(jù)采集電路、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、TCP/IP接口、16 口 RS-485通信接口和RS-232接口模塊，所述的16 口 RS-485 通信接口為16個(gè)485通信接口，可連接16個(gè)能耗測量設(shè)備，各能耗測量設(shè)備的通信協(xié)議不同，該網(wǎng)關(guān)根據(jù)各能耗測量設(shè)備的通信協(xié)議分別發(fā)送不同的數(shù)據(jù)采集指令，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到網(wǎng)關(guān)上。通信協(xié)議的設(shè)置可以通過TCP/IP接口或RS-232接口和設(shè)置軟件輸入。TCP/IP 接口或RS-232接口可以連接一個(gè)具有相同接口的通信設(shè)備，以相應(yīng)上位機(jī)的命令而將采集到的數(shù)據(jù)傳送上去。所述的RS-232接口模塊采用232接口芯片U22，數(shù)據(jù)采集電路采用AR1C483數(shù)據(jù)采集電路，采集16路RS485能耗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集電路具有485接口芯片U1 U16、模擬開關(guān) U17 U20、單片機(jī)U21、232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太網(wǎng)接口芯片U24。485接口芯片U1 U16的RXD端、T)(D端、RE端和DE端分別通過模擬開關(guān)U17 U20與單片機(jī)U21連接，模擬開關(guān)U17 U20的4個(gè)開關(guān)選擇控制線分別與單片機(jī)U21的P0. 4>0. 7端相連接。單片機(jī)U21通過P0. 4>0. 7端輸出的值在485接口芯片U1 U16中選擇其一，當(dāng)P0. 4>0. 7端輸出的值為(Γ15時(shí)，分別選擇485接口芯片UfU16，由此使得單片機(jī)U21使用掃描的方式來采集16路串口數(shù)據(jù)。單片機(jī)U21的RXDl端和T)(D1端分別與232接口芯片U22的R端和T端相連，由此使與具有232接口的通信設(shè)備相連接，單片機(jī)U21通過232接口芯片U22、 485接口芯片U23和以太網(wǎng)接口芯片UM與具有232接口、485接口以及以太網(wǎng)(RJ45網(wǎng)絡(luò)) 接口的通信設(shè)備相連接。
所述的接口芯片U1 U16采用帶隔離的ADMM83芯片。所述的模擬開關(guān)U17 U20采用16選1的模擬開關(guān)CD4067B。所述的單片機(jī)U21采用LPC2368單片機(jī)。所述的232接口芯片U22采用SP3232接口芯片。所述的通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換電路是通過LPC2368單片機(jī)的內(nèi)部程序軟件實(shí)現(xiàn)。通過對 LPC2368單片機(jī)，按照檢測儀表的通訊協(xié)議讀取模擬開關(guān)⑶4067B的數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)后重新按照上位機(jī)通訊協(xié)議(例如TCP/IP)組裝數(shù)據(jù)輸出至以太網(wǎng)接口芯片U24的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口， 完成通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。所述的數(shù)據(jù)采集電路擴(kuò)展的FLASH存儲(chǔ)器最大為256M，支持掉電存儲(chǔ)，可存放一個(gè)月的歷史數(shù)據(jù)，與上位機(jī)或數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)通訊采用MODBUS RTU模式，支持SOCKET連接、權(quán)限分級和WEB查詢功能?；诤贤茉垂芾淼臄?shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)支持同時(shí)對不同用能種類的計(jì)量裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，包括電能表(含單相電能表、三相電能表、多功能電能表)、水表、燃?xì)獗?、?冷)量表等。
權(quán)利要求
1.一種基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于具有數(shù)據(jù)采集電路、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、TCP/IP接口、16 口 RS-485通信接口和RS-232接口模塊，所述的16 口 RS-485通信接口為16個(gè)485通信接口 ；所述的RS-232接口模塊采用232接口芯片U22 ；數(shù)據(jù)采集電路具有485接口芯片U1 U16、模擬開關(guān)U17 U20、單片機(jī)U21、232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太網(wǎng)接口芯片U24，485接口芯片U1 U16的RXD端、T)(D端、RE端和DE端分別通過模擬開關(guān)U17 U20與單片機(jī)U21連接，模擬開關(guān)U17 U20的4個(gè)開關(guān)選擇控制線分別與單片機(jī)U21的P0. 4>0. 7端相連接；單片機(jī)U21的RXDl端和T)(D1端分別與232接口芯片 U22的R端和T端相連，由此使與具有232接口的通信設(shè)備相連接，單片機(jī)U21通過232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太網(wǎng)接口芯片UM與具有232接口、485接口以及以太網(wǎng)接口的通信設(shè)備相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述的接口芯片U1 U16采用帶隔離的ADMM83芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述的模擬開關(guān)U17 U20采用16選1的模擬開關(guān)CD4067。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述的單片機(jī)U21采用LPC2368單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述的232 接口芯片U22采用SP3232接口芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集電路擴(kuò)展的FLASH存儲(chǔ)器最大為256M。
全文摘要
本發(fā)明基于合同能源管理的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)涉及一種對用能單位能耗數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動(dòng)采集和傳輸設(shè)備。具數(shù)據(jù)采集電路、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、TCP/IP接口、16口RS-485通信接口和RS-232接口模塊，所述的16口RS-485通信接口為16個(gè)485通信接口；RS-232接口模塊采用232接口芯片U22；數(shù)據(jù)采集電路具有485接口芯片U1~U16、模擬開關(guān)U17~U20、單片機(jī)U21、232接口芯片U22、485接口芯片U23和以太網(wǎng)接口芯片U24，485接口芯片U1~U16的RXD端、TXD端、RE端和DE端分別通過模擬開關(guān)U17~U20與單片機(jī)U21連接。節(jié)約單片機(jī)串口資源，降低了成本。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102158433SQ20111005623
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者張讓勇, 程廣河, 陸曄, 陳巖 申請人:山東省計(jì)算中心, 江蘇潤龍合同能源管理有限公司