專利名稱：一種能源信息采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及能源消耗信息采集技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及多功能家用能源消耗信息采集的一種能源信息采集裝置。
背景技術(shù)：
在目前家庭用能信息采集方面，包括用電、用水、用氣(煤氣、天然氣)等能源形式，它們的能耗數(shù)據(jù)采集都是采用不同的表計來進(jìn)行采集，針對同一個家庭，表計數(shù)量較多，以方面會造成人力、資源方面的浪費，另一方面，也不易進(jìn)行集中采集、集中統(tǒng)計分析、集中向管理部分和家庭用戶提供信息。同時，各個表計的功能都單一，不夠完備，影響能耗信息的充分展現(xiàn)和利用，不符合當(dāng)前節(jié)能減排的社會發(fā)展需求?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了多種信息采集裝置，可以實現(xiàn)對信息資源的采集、存儲，例如申請?zhí)枮?00410051703. 3的專利公開一種信息采集器，包括數(shù)據(jù)采集電路，可以是條碼掃描器或RFID卡讀取器或IC卡讀取器；數(shù)據(jù)存儲電路，使用EEPROM或FLASH存儲器；數(shù)據(jù)收據(jù)電路，包括一個嵌入式MODEM ;身份認(rèn)證電路，采用CPU卡接口電路，對CPU卡里的數(shù)字證書進(jìn)行操作；還包括顯示電路、鍵盤操作電路；前述幾個電路連接到一個CPU處理單元并由其統(tǒng)一控制。該信息采集器具有實時性好、成本低、操作簡單、安全性強(qiáng)的特點，但是該技術(shù)方案主要用戶收集IC卡類的信息采集，并不適于家用電器的能源采集。申請?zhí)枮?00920137703. 3的專利公開了一種能源計量數(shù)據(jù)采集終端，包括uclinux操作系統(tǒng)、模擬采集模塊、GPRS通訊模塊以及電源模塊，所述的uclinux操作系統(tǒng)、模擬采集模塊以及GPRS通訊模塊均連接至電源模擬，該設(shè)備能及時采集能源數(shù)據(jù)信息，保存于自身的小型數(shù)據(jù)庫中，通過網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器上，以方便數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，然而該能源計量數(shù)據(jù)采集主要用于大量能源信息采集的場合，對于家用能源信息的采集信息量相對較小，容易造成人力、資源方面的浪費。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中家用能源信息采集中容易造成人力、資源浪費以及不能對多表計量統(tǒng)一分析管理的不足，本實用新型提供一種用于多功能家用能源消耗信息采集的能源信息采集裝置，該裝置能夠同時采集家庭用電、用水、用氣等用能數(shù)據(jù)，統(tǒng)一各種家用能耗信息的采集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，就地顯示能耗信息和用能費用，并連接后臺管理服務(wù)器，進(jìn)行能耗信息的集中管理、進(jìn)一步深入分析和挖掘，是一種功能完備的能源信息采集裝置。本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是一種能源信息采集裝置，包括嵌入式處理器和與嵌入式處理器相連的電源模塊、鍵盤、顯示器、存儲器，GPRS通訊模塊、模擬采集模塊，其特征在于還包括分別與嵌入式處理器直接相連的RS-485接口、載波通訊模塊、脈沖信號輸入模塊、實時時鐘電路。所述的嵌入式處理器為可運行ucLinux實時操作系統(tǒng)和/或嵌入式多線程軟件的ARM Cortex-M3 處理器。[0007]所述的模擬采集模塊包括一路或多路電壓模式模擬輸入接口或一路或多路電流模式模擬輸入接口。所述的存儲器采用NOR FLASH和NAND FLASH閃存，與嵌入式處理器通過總線連接。所述的RS-485接口、載波通訊模塊分別與下掛電表進(jìn)行通信連接。所述的GPRS通訊模塊，采用GPRS芯片組，與嵌入式處理器雙向通信連接。所述的顯示器采用IXD顯示屏.本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)有以下有益效果(I)本實用新型中的嵌入式處理器采用ARM Cortex-M3處理器，具有高性能、低功耗的特點，非常適用于實時性應(yīng)用場合，而該處理器可運行的ucLinux實時操作系統(tǒng)和/或嵌入式多線程軟件更是提高采集裝置的多功能性和智能性。(2 )本實用新型的采用RS-485接口及載波通訊模塊與下掛電表連接通信，并直接與嵌入式處理器相連，而且兩路電壓模式模擬輸入接口及兩路電流模式模擬輸入接口可以與用于模擬信號輸入的測量終端的通信，可以實現(xiàn)對多個電表的能源信息的采集，統(tǒng)一分析，避免應(yīng)用多個電表所造成的人力、資源的浪費，節(jié)省成本。(3)本實用新型的GPRS通訊模塊，可實現(xiàn)與嵌入式處理器的雙向通信，將采集到的數(shù)據(jù)上傳至嵌入式處理器，經(jīng)過內(nèi)置程序的處理后，再將處理后的數(shù)據(jù)下傳，實現(xiàn)能耗信息的集中管理、分析。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1，本實用新型提供一種能源信息采集裝置，包括嵌入式處理器和與嵌入式處理器相連的電源模塊、鍵盤、顯示器、存儲器，GPRS通訊模塊、模擬采集模塊，其特征在于還包括分別與嵌入式處理器直接相連的RS-485接口、載波通訊模塊、脈沖信號輸入模塊、實時時鐘電路。所述的嵌入式處理器采用高性能、低功耗的ARM CorteX-M3處理器，該款處理器非常適用于實時性應(yīng)用場合?？蛇\行嵌入式ucLinux實時操作系統(tǒng)和/或嵌入式多線程軟件，能在很大程度上提高采集裝置的多功能性和智能性。電源模塊輸入為工頻220V交流電，經(jīng)電源模塊轉(zhuǎn)換后為整個裝置各功能模塊提供特定的恒定電壓輸出。所述的鍵盤可采用4X5鍵盤，通過精簡ISA總線與嵌入式處理器連接，可通過鍵盤對能源信息采集裝置進(jìn)行功能操作和數(shù)據(jù)查詢，操作簡單方便，不用擔(dān)心集中器上的按鍵功能失效導(dǎo)致整個能源信息采集裝置報廢的情況，而且鍵盤更換方便，不會出現(xiàn)因鍵盤損壞影響信息采集工作的情況。顯示器采用IXD顯示屏，能進(jìn)行圖形、曲線、文本等多種信息的顯示，主要根據(jù)嵌入式處理器所實現(xiàn)的功能來顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。具體實施時可采用高分辨率的彩色LCD，如分辨率為800X600的8.4" TFT彩色I(xiàn)XD，用于圖形、曲線和文本信息的顯示，通過擴(kuò)展的ISA總線與嵌入式處理器連接。該裝置還包括一個存儲器，采用NOR FLASH和NAND FLASH閃存，與嵌入式處理器通過總線連接，用于軟件代碼和電能數(shù)據(jù)的存儲。GPRS模塊采用高性能的GPRS芯片組，如Simens MC37i，實現(xiàn)采集裝置與嵌入式處理器的通訊，上傳數(shù)據(jù)到嵌入式處理器，并接受其參數(shù)下傳設(shè)置。RS-485接口帶電氣隔離，帶收發(fā)使能控制,最高通訊速率可達(dá)115200kbps,可通訊距離大于1500m，通過RS-485接口與水表、電表或氣表等下掛電表的連接，實現(xiàn)采集裝置與下掛電表的通訊。載波通訊模塊，通過與水表、電表或氣表等下掛電表的連接，并通過電力線載波接口電路與嵌入式處理器連接，實現(xiàn)采集裝置與下掛電表的通訊。所述的模擬采集模塊包括一路或多路電壓模式模擬輸入接口或一路或多路電流模式模擬輸入接口。一路或多路電壓模式模擬輸入接口接受0-10V的電壓模擬信號；一路或多路電流模式模擬輸入接口接受4-20mA的電流模擬信號，模擬信號經(jīng)過嵌入式處理器內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換模塊被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進(jìn)行處理，實現(xiàn)與采用模擬信號輸入的一些測量終端的通訊。脈沖信號模塊芯片可以接受一路或多路脈沖信息的輸入，信息經(jīng)過光電隔離器件后，被送入模塊芯片的計數(shù)電路進(jìn)行計數(shù)，然后傳送到嵌入式處理器處理。實時時鐘電路為處理器運行提供實時時鐘信號，并且具備掉電檢測功能，切換到備用電源供電。具體實施時，啟動電源模塊，為整個能源信息采集裝置提供220V交流電，經(jīng)過電源模塊轉(zhuǎn)換后為裝置提供恒定電壓輸出。嵌入式處理器啟動，接收來自RS-485接口、載波通訊模塊、一路或多路電壓模式模擬輸入接口以及一路或多嘴電流模式模擬輸入接口所采集的數(shù)據(jù)，并經(jīng)嵌入式處理器內(nèi)置的ucLinux實現(xiàn)操作系統(tǒng)和/或多線程軟件處理，轉(zhuǎn)化為顯示器能識別的信號，在IXD顯示屏上輸出，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)通過總線傳輸保存在NOR FLASH和NAND FLASH閃存中。在嵌入式處理器工作時，實時時鐘電路為處理器運行提供實時時鐘信號，具有掉電檢測功能，在裝置掉電的情況下，自動切換到備用電源供電。本實用新型中未具體介紹的功能模塊均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的成熟功能模塊，在此不贅述.上述實施例僅為本實用新型的其中具體實現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些顯而易見的替換形式均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種能源信息采集裝置，包括嵌入式處理器和與嵌入式處理器相連的電源模塊、鍵盤、顯示器、存儲器、GPRS通訊模塊、模擬采集模塊，其特征在于，還包括分別與嵌入式處理器直接相連的RS-485接口、載波通訊模塊、脈沖信號輸入模塊、實時時鐘電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能源信息采集裝置，其特征在于所述的嵌入式處理器為可運行ucLinux實時操作系統(tǒng)和/或嵌入式多線程軟件的ARM Cortex_M3處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能源信息采集裝置，其特征在于所述的模擬采集模塊包括一路或多路電壓模式模擬輸入接口或一路或多路電流模式模擬輸入接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能源信息采集裝置，其特征在于所述的存儲器采用NOR FLASH和NAND FLASH閃存，與嵌入式處理器通過總線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能源信息采集裝置，其特征在于所述的RS-485接口與下掛電表進(jìn)行通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能源信息采集裝置，其特征在于所述的載波通訊模塊與下掛電表進(jìn)行通信連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能源信息采集裝置，其特征在于所述的GPRS通訊模塊，采用GPRS芯片組，與嵌入式處理器雙向通信連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能源信息采集裝置，其特征在于所述的顯示器采用 IXD顯示屏。
專利摘要本實用新型公開一種能源信息采集裝置，其包括嵌入式處理器和與嵌入式處理器相連的電源模塊、鍵盤、顯示器、存儲器、GPRS通訊模塊、模擬采集模塊，還包括分別與嵌入式處理器直接相連的RS-485接口、載波通訊模塊、脈沖信號輸入模塊、實時時鐘電路。該裝置能夠同時采集家庭用電、用水、用氣等用能數(shù)據(jù)，統(tǒng)一各種家用能耗信息的采集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，就地顯示能耗信息和用能費用，并連接后臺管理服務(wù)器，進(jìn)行能耗信息的集中管理、進(jìn)一步深入分析和挖掘，是一種功能完備的能源信息采集裝置。
文檔編號G08C19/00GK202816136SQ201220527790
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者黃宏章, 陳治明 申請人:惠州中城電子科技有限公司