多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統的製作方法
2023-09-16 11:00:45 2
專利名稱：多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統。
背景技術：
目前，建築物用電量採集器大多採用RS232、RS485或者CAN總線等單一模式的通 訊方式，而採集對象的通訊方式是多種多樣的。這樣使得採集器的與其連接的採集對象的 數據通訊傳輸方式受到局限。
發明內容本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、靈活配置、 使用方便、採集準確可靠、成本低廉的多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統。為實現上述目的，本實用新型採用下述技術方案一種多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，包括電量採集模塊，所述電量 採集模塊通過有線和/或無線通訊分別與用電設備、耗電量測量儀表、手持設備、上位計算 機和上級數據中心相連。所述電量採集模塊與上位計算機之間採用232/RS485/CAN總線通訊。所述電量採集模塊與手持終端之間採用紅外傳輸通訊。所述電量採集模塊與用電設備之間採用RS485/CAN總線通訊。所述電量採集模塊與上級數據中心通過TCP/IP協議通訊。所述電量採集模塊採用STM32嵌入式系統單片機作為主控制晶片。本實用新型可以實現電量採集器與測量電錶、其他採集器、計算機上位機、網絡設 備等方便靈活的通訊，如電量採集模塊與用電設備之間可有RS485/CAN總線兩種通訊方 式，與手持終端之間可有RS232/RS485/CAN總線/紅外傳輸四種通訊方式。而且本實用新 型使用的主控制器為STM32F103系列ARM嵌入式單片機系統，內部集成了 RS232/RS485/ CAN/TCP/IP等通訊協議，可以方便、低成本的實現建築物電量採集信息的傳輸通訊，性價比 極高。基於以上通訊方式的特點和主控制電路的優點，實用新型具有以下特點(1)電量採集模塊採用STM32嵌入式系統單片機作為主控制晶片，利用其內部集 成的通訊電路結構和計算能力，能夠以多種通訊方式實現遠程傳輸。(2)電量採集模塊與手持終端之間可有紅外傳輸通訊方式。利用手持智能終端採 集信息時，一般是點對點的模式，對距離的要求較小。(3)電量採集模塊與建築物用電設備之間可有RS485、CAN總線通訊方式。鑑於距 離的考慮，利用RS485和CAN總線的方式傳輸電量信息是比較可靠的。(4)電量採集模塊與上位計算機系統之間可有232、RS485、CAN總線通訊方式。遠 距離信息傳輸可以通過CAN總線實現。這充分利用了 CAN遠距離傳輸和總線廣播式信息傳 輸的特點。
3[0017](5)電量採集模塊與上級數據中心、網絡設備通過TCP/IP協議進行通訊傳輸。通 過TCP/IP協議，可以將信息更方便的發布於網絡。可以通過Internet網絡實現遠程傳輸 和遠程控制。Internet已經進入了家家戶戶，其方便快捷和能夠實現遠程傳輸的優勢使其 用廣泛用在信息傳輸的場合。數據中心和其他用戶可以通過網絡WEB資料庫進行用電信息 查詢。用戶能夠時時可靠的查詢與監督，讓信息的傳輸更加安全可靠。本實用新型具有成本低、傳輸通訊方式多樣、易於信息的遠距離可靠傳輸、抗幹擾 能力強、應用場合多等優點。
圖1是STM32建築物耗電量採集與傳輸模塊電路簡圖；圖2是本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1、2所示，一種多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，包括電量採集 模塊，所述電量採集模塊通過有線和/或無線通訊分別與用電設備、耗電量測量儀表、手持 設備、上位計算機和上級數據中心相連。所述電量採集模塊與上位計算機之間採用232/RS485/CAN總線通訊。所述電量採集模塊與手持終端之間採用紅外傳輸通訊。所述電量採集模塊與用電設備之間採用RS485/CAN總線通訊。所述電量採集模塊與上級數據中心通過TCP/IP協議通訊。所述電量採集模塊採用STM32嵌入式系統單片機作為主控制晶片。本實用新型一方面可直接與用電設備、測量儀表，另一方面可與上位計算機上位 機、網絡設備實現通訊。如圖1所示，電量採集與傳輸模塊包括直流供電電路，RS232通訊電路，RS485電 路，CAN總線電路，TCP/IP乙太網電路，紅外通信電路，時鐘電路、大容量數據存儲電路、數 字顯示電路，STM32主控制電路。直流供電電路5V供電部分，單片機工作需要3. 3V直流電源，通過1117-3. 3晶片 轉化而來。RS232通訊電路串口是計算機上一種非常通用設備通信的協議，大多數計算機 包含基於RS232的串口，串口同時也是儀器儀表設備通用的通信協議；同時，串口通信協議 也可以用於獲取遠程採集設備的數據。正是基於RS232簡單易用的優點使其在設備通訊中 得到廣泛應用。RS485通訊電路因RS-485接口具有良好的抗噪聲幹擾性，傳輸距離遠和多站能 力等優點使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網絡，一般只需二根連 線，所以RS485接口均採用屏蔽雙絞線傳輸。CAN總線通訊電路CAN總線採用了多主競爭式總線結構，通信以廣播形式進行， 具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點。CAN總線上任意節點可在 任意時刻主動地向網絡上其它節點發送信息而不分主次，因此可在各節點之間實現自由通信，在建築物能耗採集傳輸中可以實現多對多的傳輸，並且出錯率較低。適當的網關能夠 實現CAN總線與TCP/IP協議的轉換，因而現場CAN信息可以轉變為Internet的形式外傳， 或反過來通過這類網關把外部網傳來的信息轉換為CAN的形式，此即實現了所謂的遠程控 制。TCP/IP通訊電路TCP/IP是一個四層的分層體系結構。高層為傳輸控制協議，它 負責聚集信息或把文件拆分成更小的包。這些包通過網絡傳送到接收端的TCP層，接收端 的TCP層把包還原為原始文件。低層是網際協議，它處理每個包的地址部分，使這些包正確 的到達目的地。網絡上的網關計算機根據信息的地址來進行路由選擇。即使來自同一文件 的分包路由也有可能不同，但最後會在目的地匯合。TCP/IP使用客戶端/伺服器模式進 行通信。基於TCP / IP的乙太網是一種標準開放式的網絡，由其組成的系統兼容性和互 操作性好，資源共享能力強，可以很容易的實現將控制現場的數據與信息系統上的資源共 享；數據的傳輸距離長、傳輸速率高，易與Internet連接，低成本、易組網，與計算機、服 務器的接口十分方便。紅外通信電路紅外通道始終是點對點模式，可實現採集模塊與手持終端之間的 數據通信。紅外通道按照簡單的音頻調製技術工作，即有紅外光束(38khz調製頻率，波長 850nm)時表示『0，，無紅外光束表示『1，。STM32控制電路STM32系列ARM單片機是ST公司的一款主流嵌入式系統單片機， 其擁有先進的內核Cortex_M3，價格低廉，功能強大，具有廣闊的市場前景。STM32F103系列 ARM內部集成12位高精度AD轉換，在電量採集模塊中，本設計利用該嵌入式單片機實現電 量的採集，數據處理與輸出顯示。並且，該嵌入式單片機內部集成USART、CAN總線等，可以 方便可靠的實現RS232、RS485、CAN總線和TCP/IP協議等通訊。
權利要求1.一種多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，其特徵在於包括電量採集模 塊，所述電量採集模塊通過有線和/或無線通訊分別與用電設備、耗電量測量儀表、手持設 備、上位計算機和上級數據中心相連。
2.根據權利要求1所述的多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，其特徵在於 所述電量採集模塊與上位計算機之間採用232/RS485/CAN總線通訊。
3.根據權利要求1所述的多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，其特徵在於 所述電量採集模塊與手持終端之間採用紅外傳輸通訊。
4.根據權利要求1所述的多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，其特徵在於 所述電量採集模塊與用電設備之間採用RS485/CAN總線通訊。
5.根據權利要求1所述的多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，其特徵在於 所述電量採集模塊與上級數據中心通過TCP/IP協議通訊。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，其 特徵在於所述電量採集模塊採用STM32嵌入式系統單片機作為主控制晶片。
專利摘要本實用新型涉及一種多通訊模式的建築物耗電量採集與傳輸系統，包括電量採集模塊，所述電量採集模塊通過有線和/或無線通訊分別與用電設備、耗電量測量儀表、手持設備、上位計算機和上級數據中心相連。本實用新型能夠實現電量採集器與測量電錶、其他採集器、計算機上位機、網絡設備等方便靈活的通訊，如電量採集模塊與用電設備之間可有RS485/CAN總線兩種通訊方式，與手持終端之間可有RS232/RS485/CAN總線/紅外傳輸四種通訊方式。本實用新型使用的主控制器為STM32F103系列ARM嵌入式單片機系統，內部集成了RS232/RS485/CAN/TCP/IP等通訊協議。本實用新型具有成本低、傳輸通訊方式多樣、易於信息的遠距離可靠傳輸、抗幹擾能力強、應用場合多等優點。
文檔編號G08C19/00GK201926703SQ20112000976
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者於海鷹, 劉兆峰, 孫一民, 張永堅 申請人:山東建築大學