监测数据采集传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种监测数据采集传输装置，包括：数据采集单元、控制单元及无线传输单元。其中，数据采集单元用于采集监测数据，并将其发送到控制单元。控制单元用于按照自定义协议对监测数据编码，并控制无线传输单元将编码后的监测数据主动上传到上位机。本发明专利技术提供的监测数据采集传输装置采用无线方式将监测数据主动传输到上位机，由此解决了传统传输方式布线复杂、成本较高、通信可靠性低且易于中断的缺点。同时本装置采用用户自定义的协议灵活地对监测数据进行编码，上位机不必依赖仪表厂家提供协议即可准确得到监测数据。

Monitoring data acquisition and transmission device

The invention discloses a monitoring data acquisition and transmission device, which comprises a data acquisition unit, a control unit and a wireless transmission unit. Among them, the data acquisition unit is used to collect monitoring data and send it to the control unit. The control unit is used to encode the monitoring data according to the custom protocol, and control the wireless transmission unit to upload the encoded monitoring data to the host computer. The monitoring data acquisition and transmission device provided by the invention uses a wireless active monitoring data will be transmitted to the host computer which can solve the traditional wiring transmission complex, high cost, low reliability and easy to interrupt the disadvantages of communication. At the same time, the device uses the user-defined protocol to encode the monitoring data flexibly, and the upper computer can get the monitoring data without relying on the protocol provided by the instrument manufacturer.

【技术实现步骤摘要】
监测数据采集传输装置
本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种监测数据采集传输装置。
技术介绍
目前，针对工业设备运行状态的监测数据一般通过有线方式传输，系统布线错综复杂，现场施工量大，需耗费大量人力物力。数据传输多采用问答式通信方式，由主站依次向各个子站发送指令，指定子站传送某些数据，只有被问询的子站才会作出响应。这种通信方式对主站的配置要求极高且通信效率较低，某一子站传输数据必须要等待排列在前的子站传输之后才能进行。实际应用中，如果某一子站发生故障未作出响应，容易导致通信中断甚至瘫痪，系统可靠性较低。同时，问答式通信需要服务器处理巨大的数据量，容易引起服务器崩溃。另外，监测数据多采用工业设备通信协议，如Modbus-rtu协议等，数据的解码处理完全依赖于仪表厂家提供的具体协议内容，若厂家不愿提供，主机则无法获知监测数据，由此大大限制了系统通用性。综上，亟需一种摆脱有线传输方式、能够不需主机问询主动上传数据而且通用性强的监测数据采集传输装置，来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种监测数据采集传输装置，其采用无线方式将监测数据主动传输到上位机，由此解决了传统传输方式布线复杂、成本较高、通信可靠性低且易于中断的缺点。同时本装置采用用户自定义的协议灵活地对监测数据进行编码，上位机不必依赖仪表厂家提供协议即可准确得到监测数据。本专利技术提供一种监测数据采集传输装置，包括：数据采集单元、控制单元及无线传输单元；其中，数据采集单元用于采集监测数据，并将其发送到控制单元；控制单元用于按照自定义协议对监测数据编码，并控制无线传输单元将编码后的监测数据主动上传到上位机。优选地，所述将编码后的监测数据主动上传到上位机具体为：控制单元对监测数据进行编码后，不需上位机的询问，即控制无线传输单元将编码后的监测数据上传到上位机。优选地，数据采集单元周期性采集监测数据；无线传输单元周期性上传编码后的监测数据；以及无线传输单元还用于将上位机发出的采集周期设置指令、上传周期设置指令发送到控制单元。优选地，控制单元还用于根据所述采集周期设置指令设置数据采集单元采集监测数据的周期，根据上传周期设置指令设置无线传输单元上传数据的周期。优选地，无线传输单元还用于将上位机发送的监测数据门限范围发送到控制单元；以及控制单元还用于在对监测数据编码之前，判断监测数据是否处于其门限范围；若否，生成基于该监测数据的告警信号通过无线传输单元即时发送到上位机。优选地，数据采集单元包括RS-485芯片，并通过RS-485总线采集监测数据。优选地，控制单元具体为ARM控制器，其I/O端口与RS-485芯片的单端信号端口连接。优选地，无线传输单元包括：ZIGBEE通信模块、射频前端模块及天线；其中，ZIGBEE通信模块的数字I/O端口与ARM控制器的I/O端口连接，用于接收编码后的监测数据，并将其转换为ZIGBEE信号发送到射频前端模块；射频前端模块的收发端口与ZIGBEE通信模块的射频I/O端口连接，用于对ZIGBEE信号进行放大、滤波后，通过天线发射。优选地，所述自定义协议的帧格式包括：帧头、地址码、数据码、校验码、帧尾；其中，数据码是由监测数据按照预设顺序排列生成。优选地，所述地址码具体为ZIGBEE通信模块的MAC地址。由以上技术方案可知，本专利技术采用无线方式将监测数据主动传输到上位机，由此解决了传统传输方式布线复杂、成本较高、通信可靠性低且易于中断的缺点。同时本装置采用兼容各种工业通用协议的自定义协议灵活地对监测数据进行编码，并将数据分析为用户所需的数据，上位机不必依赖仪表厂家提供的协议即可准确得到监测数据。本专利技术提供的监测数据采集传输装置安装方便、可靠性强、功耗较小，适于在工程应用中大面积推广。附图说明图1是本专利技术实施例的监测数据采集传输装置结构示意图；图2是本专利技术实施例的自定义协议帧格式示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。本专利技术的专利技术人考虑到传统的针对工业设备运行状态的监测数据一般通过有线方式传输，系统布线错综复杂，现场施工量大，需耗费大量人力物力。数据传输多采用问答式通信方式，由主站依次向各个子站发送指令，指定子站传送某些数据，只有被问询的子站才会作出响应。这种通信方式对主站的配置要求极高且通信效率较低，某一子站传输数据必须要等待排列在前的子站传输之后才能进行。实际应用中，如果某一子站发生故障未作出响应，容易导致通信中断甚至瘫痪，系统可靠性较低。同时，问答式通信需要服务器处理巨大的数据量，容易引起服务器崩溃。另外，监测数据多采用工业设备通信协议，如Modbus-rtu协议等，数据的解码处理完全依赖于仪表厂家提供的具体协议内容，若厂家不愿提供，主机则无法获知监测数据，由此大大限制了系统通用性。基于上述考虑，本专利技术的专利技术人对现有技术进行如下改进：(1)通过控制单元对仪表采集的监测数据按照自定义协议进行编码，分析计算成用户所需的数据。这样，上位机可以轻易获得准确的监测数据，不必受制于仪表厂家。同时，自定义协议兼容各种工业通用协议，本装置能够嵌入各类工业设备，具有良好的通用性。(2)针对传统的仪表与上位机之间监测数据的直接传输或透明传输，在通信链路中增加控制单元，在实现自定义编码的同时，改变了数据传输方式，由原有的问答式通信变为主动上传，大大提高了数据传输效率，避免了通信中断的发生。同时，上述改进使上位机不必具有超高配置，也不必频繁地发出问询，只需接收数据即可，由此优化了通信结构，提高了系统可靠性与稳定性。(3)将传统的有线传输变为无线传输，解决了有线传输布线复杂、施工工程量巨大、成本较高的缺点，并且安装简便、功耗较小、易于在工程应用中大面积推广。图1示出了本专利技术的监测数据采集传输装置示意图，如图1所示，监测数据采集传输装置包括：数据采集单元1、控制单元2、无线传输单元3。在实际应用中，监测数据由各类专用仪表测量生成，本专利技术即对此监测数据进行采集及传输。上述监测数据可以是对各种工业设备进行监测而得到的数据，如水位、雨量、浓度等。在电力
，监测数据可以是三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有供电能、无功电能等测量量，也可以是掉闸信号等开关量。数据采集单元1用于采集监测数据，并将采集的监测数据发送到控制单元2。在本专利技术优选实施例中，数据采集单元1是基于RS-485芯片搭建的电路，通过RS-485总线采集数据。RS-485总线是电力
常用的通信方式，具有抗干扰、通信距离远等优点。上述数据采集单元1也通过RS-232总线、并行总线等，设置相应电路来实现，本专利技术对此不作限制。控制单元2用于按照自定义协议对监测数据编码，并控制无线传输单元3将编码后的监测数据上传到上位机4。实际应用中，控制单元2可以是ARM控制器。与RS-485芯片连接时，ARM控制器的I/O端口与RS-485芯片的单端信号端口连接，从而从RS-485芯片中获取监测数据。另外，控制单元2还用于控制数据采集单元1的通信状态。可以理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测数据采集传输装置，其特征在于，包括：数据采集单元、控制单元及无线传输单元；其中，数据采集单元用于采集监测数据，并将其发送到控制单元；控制单元用于按照自定义协议对监测数据编码，并控制无线传输单元将编码后的监测数据主动上传到上位机。

【技术特征摘要】
1.一种监测数据采集传输装置，其特征在于，包括：数据采集单元、控制单元及无线传输单元；其中，数据采集单元用于采集监测数据，并将其发送到控制单元；控制单元用于按照自定义协议对监测数据编码，并控制无线传输单元将编码后的监测数据主动上传到上位机。2.如权利要求1所述的装置，所述将编码后的监测数据主动上传到上位机具体为：控制单元对监测数据进行编码后，不需上位机的询问，即控制无线传输单元将编码后的监测数据上传到上位机。3.如权利要求2所述的装置，数据采集单元周期性采集监测数据；无线传输单元周期性上传编码后的监测数据；以及无线传输单元还用于将上位机发出的采集周期设置指令、上传周期设置指令发送到控制单元。4.如权利要求3所述的装置，控制单元还用于根据所述采集周期设置指令设置数据采集单元采集监测数据的周期，根据上传周期设置指令设置无线传输单元上传数据的周期。5.如权利要求4所述的装置，无线传输单元还用于将上位机发送的监测数据门限范围发送到控制单元；以及控制单元还用于在对监测数据编码之前，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓亮，
申请(专利权)人：北京国电龙瑞电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11