[实用新型]一种用于大型公建能耗监测系统的数据采集器

说明书

技术领域

本实用新型属于无线传感器网络、现场总线、嵌入式系统技术领域，具体涉及一种用于大型公建能耗监测系统的数据采集器。

背景技术

建筑耗能与工业耗能、交通耗能已并称为三个“耗能大户”，而建筑能耗中大型公共建筑的能源利用率尤其低。我国属于能源紧缺，开展能耗监测及时获取建筑能耗数据，以提高能源利用率具有重要的现实意义。

开展建筑节能，制定节能对策的关键是及时获取建筑能耗数据，能耗数据可通过构建能耗监测系统获取。大型公建能耗监测系统包括支持远传的计量基表、数据采集器、监测中心。远传计量基表部署在监测建筑物中对各能耗分项进行计量;能耗数据通过有线或者无线等通信方式传输至数据采集器;数据采集器对能耗数据处理后通过远程传输将能耗数据传输至监测中心;用户可通过监测中心管理能耗监测网、收集监测信息。因此，数据采集器是整个能耗监测系统的关键部分之一。

目前，已研制出了一些能耗监测系统。这在很大程度上解决了能耗数据的获取问题，为宏观上制定节能措施提供了翔实、可靠的数据支持。但这些数据采集器还存在以下问题：1）普遍未实现分项计量，只能计量单项的用电量或者用水量等能耗数据，不利于制定更加具体的节能措施。2）数据采集器与能耗计量基表间的通信普遍采用总线方式，并且只采用了RS485或者M-Bus中的一种，使得用户在基表的选择和更换方面存在局限性。

随着嵌入式、无线通信等技术的发展，改进现有能耗监测系统，解决能耗监测设备通信接口单一等问题成为可能。改进后的数据采集器同时具有两类通信接口。一类是总线方式，总线方式具有简单、成本低的特点，适宜容易布线的场所采用，并且具备M-Bus和RS485两种总线方式，用户基表的选择范围更广；另一类是ZigBee无线方式，此接口适合暂时不便于布设总线的场所采用。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种用于大型公建能耗监测系统的数据采集器。

本实用新型的具体方案：

本实用新型包括电源管理模块、GPRS模块MC35i 、M-Bus模块、ZigBee无线模块HZ2012 、RS485模块以及处理器模块。

电源管理模块包括：降压整流电路，用于将输入工频交流电整流为直流电供给-15V电压转换电路、+15V电压转换电路；-15V电压转换电路将降压整流电路的输出电压转换为-15V电压供给M-bus模块；+15V电压转换电路将降压整流电路的输出电压转换为+15V电压供给M-Bus模块和5V电压转换电路；5V电压转换电路将5V电压供给GPRS模块MC35i 和3.3V电压转换电路将3.3V电压供给ZigBee无线模块HZ20124、RS485模块和处理器模块。

GPRS模块MC35i ，用于数据采集器和监测中心间的通信，通过UART0与处理器模块6连接。

M-Bus模块，用于数据采集器和M-Bus远传基表间的通信，通过UART3和处理器模块连接。

ZigBee无线通信模块HZ20124，用于实现数据采集器和ZigBee远传基表间的通信，通过UART1和处理器模块连接。

RS485模块 核心为RS485驱动器SP3485，用于实现数据采集器和RS485远传基表间的通信，通过UART2和处理器模块连接。

处理器模块采用ARM内核的处理器LPC2368FBD100，LPC2368FBD100用于控制M-Bus模块、ZigBee模块HZ20124、RS485模块 和处理器模块间的通信，并将采集到的数据经过分析处理后通过控制GPRS模块MC35i传输至监测中心。

所述的降压整流电路包括变压器T1，一个桥堆BD1；+15V电压转换电路包括2个极性电容C1、C6，一个电感L1，一个稳压二极管D1和一片电源稳压芯片VR1 LM2576；-15V电压转换电路包括2个极性电容C2、C4，2个滤波电容C3、C5和一片电源管理芯片VR2 LM7915；5V电压转换电路包括电容2个极性电容C7、C8，一个电感L2，一个稳压二极管D2和一片电源管理芯片VR3 LM2596S；3.3V电压转换电路包括2个滤波电容C9、C12，2个极性电容C10、C11，一个发光二极管DS1和一片电源稳压芯片VR4 SPX1117-3.3。

带中心抽头变压器T1的中心抽头接地，初级线圈输入220V工频交流电压，次级线圈与桥堆BD1的交流端连接。桥堆BD1的正极和+15V电压转换电路连接，桥堆BD1的负极和-15V电压转换电路连接；