一種載波測溫採集器及其數據處理方法

2024-02-13 03:31:15 1

專利名稱：一種載波測溫採集器及其數據處理方法
技術領域：
本發明涉及的是一種測溫採集設備，特別涉及的是一種載波測溫採集器及其 數據處理方法。
背景技術：
在我國目前的經濟環境下，大部分用能單位對傳統的資源開發利用方式仍未 從根本上轉變，重開發輕保護、重建設輕節約的思想仍普遍存在，以浪費能源和 犧牲環境為代價換取眼前和局部利益的現象在一些地區時有發生。據世界銀行研 究，用能單位對解決能源問題的貢獻率只有20%,世界各國的實踐表明，解決能 源問題，必須由政府管理部門來主導，通過各用能單位的大力配合，才能實現全 面到位的監控體系。
傳統的能源監督管理所依靠的人工作業和分析手段遠遠不能滿足現有經濟發 展和社會發展的要求。主要依靠重點用能單位每年填報的相關的能源報表，進行 對比分析。存在著數據嚴重滯後，時效性差，數據可靠性難以判斷，指導能源管 理的針對性弱等問題。
現在已經開發出節能監測平臺進行實時監測並記錄各用能單位的能耗信息、 用能系統狀態、各類能耗參數等，分析對比能源使用狀況，發現問題並提供解決 方案，實現了能源管理的信息化、自動化建設，加強了能源監督管理工作，這是 一個很有前景的管理辦法。
但目前節能監測平臺只能對供暖、製冷耗能量進行監測，如何客觀科學地評 價用戶供暖、製冷用能效率是當前節能監測平臺發展存在的瓶頸，但是通過結合 環境溫度在線監測技術，則可為節能考核提供更有力的監測手段；
通過溫度在線監測，政府節能管理部門可以實時了解和掌握監測單位的環境 溫度，加強節能降耗工作的監管力度；
樓宇管理者則可以通過環境溫度監測系統，依據溫度動態變動情況進行供暖、 製冷調度，在保障環境舒適度的同時，提高用能效率；
檔案館、圖書館、糧倉、冷庫等對環境溫度敏感的場所，也可以利用溫度監 測系統隨時了解溫度變化情況，及時調控溫度到適當的範圍。 2006年8月的《國務院關於加強節能工作的決定》中
"(二十七)控制室內空調溫度。所有公共建築內的單位，包括國家機關、社 會團體、企事業組織和個體工商戶，除特定用途外，夏季室內空調溫度設置不低 於26攝氏度，冬季室內空調溫度設置不高於20攝氏度。有關部門要據此修訂完 善公共建築室內溫度有關標準，並加強監督檢查。"
同時，由國家建設部、國家質監總局聯合發布，自2006年3月1日起實施的 《空調通風系統運行管理規範》(GB50365-2005 )提出夏季一般房間環境溫度不 得低於25攝氏度，大堂、過廳與室外的溫差則應控制在IO攝氏度以內；冬天， 一般房間溫度不得高於2(TC，而大堂、過廳的溫度不得高於18°C。
因此如何能夠對多個目標用能單位的現場溫度進行實時數據採集，並符合通 常標準，這種標準是根據具體的採集要求決定的，如以下標準
測溫精度士0.5。C
測溫範圍-55°C—十125。C
工作溫度-10°C +50°C
另 一 方面環境溫度監測系統研發的關鍵在於對測溫裝置及通信方式的選擇 其是具有一定的選擇原則的，如 4氐成本的il/f言方式； 數據傳輸的穩定性； 可利用現有資源能力強； 基礎設施條件要求低； 改造施工量小，可行性高。
但是通過對現有數據傳輸方式進行了分析，我們發現都存在一定的缺陷
有線總線方式，此技術成熟、簡單，在通信信道正常的情況下通信穩定可靠， 可以實現即時通信，但布線量大，對室內裝修具有一定破壞性，通信信道易損壞， 損壞後故障查找和排除困難、恢復慢，信道後續維護量大；
固定電話網方式，較穩定可靠，維護量也較少，但系統運行有額外費用，而 且覆蓋區域範圍小，使用後影響固定電話通話效果；
射頻無線傳輸方式，將電信息源(模擬或數字的)用高頻電流進行調製(調
幅或調頻)，形成射頻信號，經過天線發射到空中；遠距離將射頻信號接收後進
行反調製，還原成電信息源，這過程稱為無線傳輸。但是，由於氣候變化和地表 障礙物的影響，通信穩定性差，通信距離短，由於工作設備需電池供電，後期材 料、維護人工成本高。
因此如何滿足具體的環境參數測量(如溫度、溼度)，如何克服上述的技術 缺陷，成了本領域技術人員一直在探索的方向。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種載波測溫採集器，用以克服上述存在的技術缺 陷以及滿足上述需要。 為實現上述目的，本發明採用的技術方案在於，提供一種載波測溫採集
器，其包括
一電源，為裝置提供運行所需的電力； 若干傳感器用以釆集環境參數；
一通信單元，其用以接收一上位機發送來的指令，並將環境參數數據傳 輸給所述的接受裝置；
一處理器，其分別與所述的傳感器以及通信單元相連接，用以處理獲得 的環境參數數據，並將所述的環境參數數據通過通信單元傳輸出去；
還包括存儲器其與所述的處理器相連接，用以儲存處理器控制程序；其
中，
所述的通信單元是由一電力線數據傳輸模塊以及一電感線圈組成，所述 的電力線數據傳輸模塊與所述處理器的數據輸入/輸出埠相連接，對數據 進行調製/解調；
較佳的，還包括一測試訪問接口，用以寫入處理器控制程序，並對本裝 置進行調試；
較佳的，所述的傳感器為溫度傳感器、溼度傳感器、大氣壓力傳感器其 中之一或組合；
較佳的，所述的電源是由一電壓轉換器通過電力線接口與電力線相連接 獲得的；
較佳的，還包括一殼體，所述的殼體設置在所述的通信單元、處理器以
及存儲器外，所述的傳感器設置於所述的殼體外；
較佳的，還包括電源插接孔其設置於所述的殼體上，所述的電源插接口 與所述的電力線接口相連接，所述的用電器插接在所述的電源插接口上，通
過電力線接口與所述的電力線相連接；
其次一種載波測溫採集器的數據處理方法，其是通過上述的載波測溫採 集器實現的，其包括的步驟為
步驟a:初始化；
步驟b:判斷是否接收到一上位機的採集環境參數指令，如果是執行下 述步驟c，否則執行步驟b;
步驟c:判斷是否為要求由載波測溫採集器採集本地的環境參數數據， 如果是執行下述步驟d,否則執行上述步驟b;
步驟d:從所述的傳感器中讀出環境參數值，並發送給所述的上位機。
較佳的，所述的步驟c中，判斷是否為要求由載波測溫採集器採集本地的環 境參數，是通過對所述的載波測溫採集器進行編址，如果接收到指令的地址與所 述編址對應一致，則就確定為要求通過所述的載波測溫採集器採集本地的環境參 數數據。


圖1為本發明載波測溫採集器一較佳實施例的功能結構筒圖； 圖2為本發明載波測溫採集器的數據處理方法的流程圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。 請參閱圖l所示，其為本發明載波測溫釆集器的功能結構簡圖，其包括 一電源12,為裝置提供運行所需的電力，由於本發明載波測溫採集器1所用
的電壓較低，因此需要通過電壓變換器121通過電力線接口 2將電力線3上的電
壓進行轉換處理；
傳感器11用以釆集環境參數值；所述的傳感器11為溫度傳感器、溼度傳感 器以及環境大氣壓力傳感器其中之一或任意組合，這是根據需要獲得的環境參數 決定的，我們採用DS18B20數字式溫度傳感器，其具有一總線接口，精度可在我
們要求的測溫範圍內達到士0.5。C,同時也可以採集其它的環境參數，如溼度、大
氣壓力等；
一通信單元15，其用以向一上位機發送溫度數據；同時也獲得所述的上位機 發送過來的指令，所述的通信單元可以採用多種的通信方式；
一處理器14，其分別與所述的傳感器11以及通信單元15相連接，根據本裝 置初始設置的程序，對接收的指令進行處理，同時通過一條I/O接口線從傳感器 ll中讀出環境參數數據，並處理獲得的環境參數數據，並將數據通過所述通信單 元15傳輸出去；
通常還應包括存儲器其與所述的處理器14相連接，用以儲存處理器14控制 程序；當然也可以處理一些臨時性文件。為滿足上述需求以及節約存儲器件，本 發明的載波測溫採集器1的處理器14採用的為ATMEG128作為CPU處理器，由 於其內部具有一存儲單元，因此可以不再需要單獨安裝存儲器；其中，還包括一 測試訪問接口 ( JTAG ) 13，其與所述處理器14的數據輸入/輸出接口相連接，用 以寫入處理器控制程序，並進行調試。
所述的通信單元15是由一電力線數據(PLC)傳輸模塊151以及一電感線圈 152組成，所述的電感線圈152設置在本發明載波測溫釆集器1的電壓變換器121 與電力線接口 2相連的線路上，所述的電力線數據傳輸模塊151與所述處理器14 的數據輸入/輸出端相連接，對指令或數據進行調製/解調；其具有一主端接口以及 一 PLC通信處理晶片，所述的PLC通信處理晶片採用的是YITRAN公司PLC通 信處理晶片IT800D,用於電力線數據信道接入和傳輸等各項任務，其還包括一 EEPROM用以存儲各項環境參數，其與所述的PLC通信處理晶片相連接。還包括 一模擬前端(AFE)器件其與所述的PLC通信處理晶片相連接所述的模擬前端 與所述的電感線圈152相連接，將經過調製的數據傳輸給所述的電感線圈152, 所述的電感線圈152將數據耦合到電力線3上；所述的模擬前端包括接收和發送 通道，設有所需的濾波器和放大器。
對於本發明採用的通信單元的技術方案為一種低壓電力線載波通信方式，根 據目前的成本要求和技術水平而言，低壓電力線載波通信方式已經滿足實用化要 求。由於利用現有電力線3作為通信信道，因此信道建設工作量極少，信道不易 損壞，不會對現有系統和室內環境造成破壞，無通信成本，施工周期短，後期維 護費用低。
通過一個殼體將上述各元件封裝起來，將所述的傳感器11設置於所述殼體的 外面。在所述的電壓變換器121設有一插頭，其可以直接將本發明載波測溫採集 器l插在一插座上，使其置入欲監測的環境中，但要注意傳感器探頭的位置，不要 離牆太近以免受到牆體溫度的影響。
由於使用本發明的載波測溫採集器1必將佔用現有的一電源插孔，為此還包 括電源插接孔其設置於所述的殼體上，所述的電源插接口與所述的電力線接口相 連接，所述的用電器插接在所述的電源插接口上，通過電力線接口與所述的電力 線相連接(圖中未示)本領域技術人員很容易就能完成這種設置，這裡就不在贅 述了。
請參閱圖2所示，其為本發明載波測溫採集器的數據處理方法的流程圖，其
是通過上述的載波測溫採集器1實現的，其包括以下步驟 步驟a:初始化；
步驟b:判斷是否接收到一上位機的釆集參數指令，如果是執行下述步驟c, 否則執行步驟b;
步驟c:判斷是否為要求由載波測溫採集器採集本地的環境參數，如果是執 行下述步驟d,否則執行上述步驟b;
步驟d:從所述的傳感器11中讀出環境參數數據，並發送給所述的上位機。
所述的步驟b中是通過處理器15去判斷通信單元是否獲得的由上位機發送過 來的採集指令信號。
所述的步驟c中，判斷是否為要求由載波測溫採集器1採集本地的環境參數， 是通過對所述的載波測溫採集器1進行編址，如果接收到指令的地址與所述編址 對應一致，則就確定為要求通過所述的載波測溫採集器1採集本地的環境參數數 據。
所述的步驟d中，通過傳感器11將環境參數信號傳遞處理器14，所述的處 理器14對採集到的數據進行處理，傳輸給所述的電力線數據傳輸模塊，並進行調 制，通過所述的電力線數據傳輸耦合器發送出去。
本發明由於需求的原因著重在於獲得溫度參數，從具體實施上來說本發明的 思想是不拘泥於僅僅對溫度參數的採集和傳輸，這取決於傳感器的種類也就是說 對採集參數類別的需要決定的。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限
制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其 進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1、一種載波測溫採集器，其特徵在於，其包括一電源，為裝置提供運行所需的電力；若干傳感器用以採集環境參數；一通信單元，其用以接收一上位機發送來的指令，並將環境參數數據傳輸給所述的接收裝置；一處理器，其分別與所述的傳感器以及通信單元相連接，用以處理獲得的環境參數數據，並將所述的環境參數數據通過通信單元傳輸出去；還包括存儲器其與所述的處理器相連接，用以儲存處理器控制程序；其中，所述的通信單元是由一電力線數據傳輸模塊以及一電感線圈組成，所述的電力線數據傳輸模塊與所述處理器的數據輸入/輸出埠相連接，對數據進行調製/解調。
2、 根據權利要求1所述的載波測溫採集器，其特徵在於，還包括一測 試訪問接口，用以寫入處理器控制程序，並對本裝置進行調試。
3、 根據權利要求1所述的載波測溫採集器，其特徵在於，所述的傳感 器為溫度傳感器、溼度傳感器、大氣壓力傳感器其中之一或組合。
4、 根據權利要求1所述的載波測溫採集器，其特徵在於，所述的電源 是由 一 電壓轉換器通過電力線接口與電力線相連接獲得的。
5、 根據權利要求1所述的載波測溫採集器，其特徵在於，還包括一殼 體，所述的殼體設置在所述的通信單元、處理器以及存儲器外，所述的傳感 器設置於所述的殼體外。
6、 根據權利要求5所述的載波測溫採集器，其特徵在於，還包括電源 插接孔其設置於所述的殼體上，所述的電源插接口與所述的電力線接口相連 接，所述的用電器插接在所述的電源插接口上，通過電力線接口與所述的電 力線相連接。
7、 一種載波測溫採集器的數據處理方法，其是通過上述的載波測溫採 集器實現的，其特徵在於，其包括的步驟為步驟a:初始化；步驟b:判斷是否接收到一上位機的採集環境參數指令，如果是執行下 述步驟C,否則執行步驟b;步驟c:判斷是否為要求由載波測溫採集器採集本地的環境參數數據， 如果是執行下述步驟d，否則執行上述步驟b;步驟d:從所述的傳感器中讀出環境參數值，並發送給所述的上位機。 8、根據權利要求7所述的載波測溫採集器的數據處理方法，其特徵在 於，所述的步驟c中，判斷是否為要求由載波測溫採集器採集本地的環境參 數，是通過對所述的載波測溫採集器進行編址，如果接收到指令的地址與所 述編址對應 一致，則就確定為要求通過所述的載波測溫採集器採集本地的環 境參數數據。
全文摘要
本發明為一種載波測溫採集器及其數據處理方法，其中載波測溫採集器，其包括一電源，為裝置提供運行所需的電力；若干傳感器用以採集環境參數；一通信單元，其用以接收一上位機發送來的指令，並將環境參數數據傳輸給所述的接收裝置；一處理器，其分別與傳感器以及通信單元相連接，用以處理獲得的環境參數數據，並將環境參數數據通過通信單元傳輸出去；還包括存儲器其與處理器相連接，用以儲存處理器控制程序；其中，通信單元是由一電力線數據傳輸模塊以及一電感線圈組成，所述的電力線數據傳輸模塊與所述處理器的數據輸入/輸出埠相連接，對數據進行調製/解調。
文檔編號G08C17/02GK101110153SQ20071012109
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月29日 優先權日2007年8月29日
發明者暉 王, 賈樹清, 趙丙鎮, 路澤陽 申請人:北京意科通信技術有限責任公司;北京誠信能環科技有限公司