一种四表合一信息采集转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种四表合一信息采集转换器，其包括CPU模块以及与CPU模块连接的485通讯模块、MBUS通讯模块、载波接口、微功率无线接口、存储电路、红外接口、灯板和电源模块；CPU模块连接到上位采集集中器、燃气表、水表、电表和暖气表。上位采集集中器机向四表信息采集转换器发送上传数据的指令之后，CPU模块从计量仪表获取数据，并对收到的数据进行转换，然后发送给上位采集集中器。本方案支持RS‑485、MBUS、微功率无线、载波等多种通讯方式，可以匹配几乎所有标准协议下的计量仪表，也能够通过多种手段上传数据，实现一个转换器采集多种不同格式不同标准计量仪表数据的功能。本方案适用于四表合一的工程建设和改造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及公共事业数据集抄领域，尤其是涉及一种四表合一信息采集转换器。
技术介绍
“四表合一”工程是国家电网公司重点推动的，利用电力系统现有采集平台实现水、电、暖、气等公共事业数据一体化远程抄收模式，目的在于打造新型用能服务模式、全面支撑智慧城市建设，减少抄表工作量和硬件重复建设。现有的水表、电表等集抄系统都有各自的规范，如果要统一改装则成本极大，要在不对计量仪表进行改装更新的前提下实现四表合一，则需要有合适的转换器。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术所存在的缺少合适的计量仪表数据采集转换及上传设备的技术问题，提供一种能够兼容匹配不同型号或规格的水表、电表燃气表和暖气表的四表合一信息采集转换器。本专利技术针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种四表合一信息采集转换器，包括CPU模块、485通讯模块、MBUS通讯模块、载波接口、微功率无线接口、存储电路、红外接口、灯板和电源模块，所述485通讯模块、MBUS通讯模块、载波接口、微功率无线接口、存储电路、红外接口和灯板都与CPU模块连接，载波接口通过插拔式端子连接载波通讯模块，微功率无线接口通过插拔式端子连接微功率无线通讯模块；CPU模块通过485通讯模块和/或微功率无线通讯模块和/或载波通讯模块连接到上位采集集中器；CPU模块通过微功率无线通讯模块连接燃气表；CPU模块通过485通讯模块和/或MBUS通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接水表；CPU模块通过485通讯模块和/或载波通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接电表；CPU模块通过485通讯模块和/或MBUS通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接暖气表。上位采集集中器向四表合一信息采集转换器发送上传数据的指令之后，CPU模块通过各通讯模块广播发送不同通信协议的采集指令，计量仪表接收到能够识别的采集指令，则将当前数据或历史数据上传到四表合一信息采集转换器。四表合一信息采集转换器依据发送过来的指令记录各项消耗量，同时记录数据来源和匹配的通信协议。之后进行采集时，直接向对应的计量仪表发送通信协议相匹配的指令，提高效率。CPU模块对收到的数据进行转换，使其符合上位采集集中器的格式要求，然后通过相应的方式发送给上位采集集中器。数据还可以存储在存储电路中，避免上传路径堵塞时数据丢失。本方案支持RS-485、MBUS、微功率无线、载波等多种通讯方式，符合行业内的多种常用标准，可以匹配几乎所有标准协议下的计量仪表，也能够通过多种手段上传数据，实现一个转换器采集多种不同格式不同标准计量仪表数据的功能，避免了对已有仪表进行改造更新的过程。作为优选，所述CPU模块包括控制芯片U1、电容CA1、电容CA2、电容C1、电容C6、电容C7、电阻RA1、电阻R2、电阻RJ1、电阻RJ2、电阻RJ3、电阻RJ4、晶振Y1和JTAG端子；所述晶振Y1跨接在控制芯片U1的1脚和80脚之间；控制芯片U1的2脚通过电容CA2接地，4脚通过电阻R2接地，5脚通过电容CA1接地；电阻RA1的第一端连接电源3.3V，第二端连接控制芯片U1的5脚；控制芯片U1的13脚、14脚、15脚、16脚、21脚和24脚连接灯板接口模块；控制芯片U1的26脚和27脚连接红外通讯模块；控制芯片U1的28脚、29脚、30脚、31脚、32脚和33脚连接载波接口或微功率无线接口；控制芯片U1的37脚、38脚、67脚和68脚连接485通讯模块；控制芯片U1的58脚、59脚、60脚、64脚、65脚和66脚连接MBUS通讯模块；控制芯片U1的52脚接地，53脚连接电源3.3V，电容C6跨接在控制芯片U1的52脚和53脚之间，电容C7和电容C6并联；控制芯片U1的5脚和41脚连接JTAG端子，控制芯片U1的71脚、72脚、73脚和74脚分别通过电阻RJ4、电阻RJ3、电阻RJ2和电阻RJ1连接JTAG端子。CPU模块对整个四表合一信息采集转换器进行控制，并实现数据的转换过程。作为优选，所述485通讯模块包括第一485电路、第二485电路和通讯端子JP6，所述第一485电路包括光耦U4A、光耦U6A、电阻R382、电阻R522、电阻R392、电阻R542、电阻R442、电阻R502、485芯片U5A、电容C172、二极管TVS2和热敏电阻PTC2；所述光耦U4A的输出端正极连接控制芯片U1的37脚，输出端负极接地，输入端正极通过电阻R392连接电源V485，输入端负极连接485芯片U5A的1脚；电阻R382的第一端连接电源3.3V，第二端连接光耦U4A的4脚；光耦U6A的输入端正极连接电源3.3V，输入端负极通过电阻R522连接控制芯片U1的38脚，输出端正极连接电源V485，输出端负极连接485芯片U5A的2脚和3脚；电阻R542的第一端连接光耦U6A的输出端负极，第二端接地；485芯片U5A的4脚和5脚接地，485芯片U5A的6脚通过热敏电阻PTC2连接通讯端子JP6的1脚，485芯片U5A的7脚连接通讯端子JP6的2脚，485芯片U5A的8脚连接电源V485；电阻R442跨接在485芯片U5A的6脚和8脚之间；电容C172的第一端连接485芯片U5A的8脚，第二端接地；电阻R502的第一端连接485芯片U5A的7脚，第二端接地；二极管TVS2为瞬态二极管，跨接在485芯片U5A的6脚和7脚之间；第二485电路的结构与第一485电路的结构相同。CPU模块通过485通讯模块可以连接上位采集集中器或计量仪表。作为优选，所述MBUS通讯模块包括第一MBUS通讯电路和第二MBUS通讯电路；所述第一MBUS通讯电路包括光耦N1、光耦N2、光耦N3、三极管Q1、三极管Q2、三极管芯片Q3和放大器U2B，所述三极管芯片Q3为双三极管芯片；光耦N1的输入端正极通过电阻R10连接控制芯片U1的59脚，输入端负极和输出端负极接地，输出端正极通过电容C5连接三极管Q2的基极；控制芯片U1的59脚还通过电阻R8连接到电源3.3V；电阻R7与电容C5并联；电阻R6的第一端连接三极管Q2的发射极，第二端连接光耦N1的输出端正极；三极管Q2的发射极连接电源32V，三极管Q2的集电极连接三极管Q1的发射极；二极管D2的正极连接电源15V，负极通过电阻R3连接三极管Q1的发射极；电阻R4的第一端连接三极管Q1的集电极，第二端作为第一MBUS通讯电路的输出端；电阻R1跨接在三极管Q1的发射极和集电极之间；光耦N3的输入端正极通过电阻R20连接主控制芯片U1的58脚，输入端负极和输出端负极接地，输出端正极通过电阻R18连接三极管Q1的基极；电阻R13第一端连接电源32V，第二端连接三极管Q1的基极；三极管芯片Q3的第一发射极通过电阻R5连接三极管Q1的集电极；三极管芯片Q3的第二发射极连接电阻R4的第二端；三极管芯片Q3的第一基极、第二基极和第二集电极都连接电阻R9的第一端；电阻R9的第二端接地；三极管芯片Q3的第一集电极通过电阻R12接地；放大器U2B的反相输入端通过电阻R15接地，电阻R11的第一端连接电源5.1V，第二端连接放大器U2B的反相输入端，电容C8和电容R15并联；电容C9的正极连接三极管芯片Q3的第一集电极，负极通过电阻R16连接放大器U2B的同相输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四表合一信息采集转换器，其特征在于，包括CPU模块、485通讯模块、MBUS通讯模块、载波接口、微功率无线接口、存储电路、红外接口、灯板和电源模块，所述485通讯模块、MBUS通讯模块、载波接口、微功率无线接口、存储电路、红外接口和灯板都与CPU模块连接，载波接口通过插拔式端子连接载波通讯模块，微功率无线接口通过插拔式端子连接微功率无线通讯模块；CPU模块通过485通讯模块和/或微功率无线通讯模块和/或载波通讯模块连接到上位采集集中器；CPU模块通过微功率无线通讯模块连接燃气表；CPU模块通过485通讯模块和/或MBUS通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接水表；CPU模块通过485通讯模块和/或载波通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接电表；CPU模块通过485通讯模块和/或MBUS通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接暖气表。

【技术特征摘要】
1.一种四表合一信息采集转换器，其特征在于，包括CPU模块、485通讯模块、MBUS通讯模块、载波接口、微功率无线接口、存储电路、红外接口、灯板和电源模块，所述485通讯模块、MBUS通讯模块、载波接口、微功率无线接口、存储电路、红外接口和灯板都与CPU模块连接，载波接口通过插拔式端子连接载波通讯模块，微功率无线接口通过插拔式端子连接微功率无线通讯模块；CPU模块通过485通讯模块和/或微功率无线通讯模块和/或载波通讯模块连接到上位采集集中器；CPU模块通过微功率无线通讯模块连接燃气表；CPU模块通过485通讯模块和/或MBUS通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接水表；CPU模块通过485通讯模块和/或载波通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接电表；CPU模块通过485通讯模块和/或MBUS通讯模块和/或微功率无线通讯模块连接暖气表。2.根据权利要求1所述的一种四表合一信息采集转换器，其特征在于，所述CPU模块包括控制芯片U1、电容CA1、电容CA2、电容C1、电容C6、电容C7、电阻RA1、电阻R2、电阻RJ1、电阻RJ2、电阻RJ3、电阻RJ4、晶振Y1和JTAG端子；所述晶振Y1跨接在控制芯片U1的1脚和80脚之间；控制芯片U1的2脚通过电容CA2接地，4脚通过电阻R2接地，5脚通过电容CA1接地；电阻RA1的第一端连接电源3.3V，第二端连接控制芯片U1的5脚；控制芯片U1的13脚、14脚、15脚、16脚、21脚和24脚连接灯板接口模块；控制芯片U1的26脚和27脚连接红外通讯模块；控制芯片U1的28脚、29脚、30脚、31脚、32脚和33脚连接载波接口或微功率无线接口模块；控制芯片U1的37脚、38脚、67脚和68脚连接485通讯模块；控制芯片U1的58脚、59脚、60脚、64脚、65脚和66脚连接MBUS通讯模块；控制芯片U1的52脚接地，53脚连接电源3.3V，电容C6跨接在控制芯片U1的52脚和53脚之间，电容C7和电容C6并联；控制芯片U1的5脚和41脚连接JTAG端子，控制芯片U1的71脚、72脚、73脚和74脚分别通过电阻RJ4、电阻RJ3、电阻RJ2和电阻RJ1连接JTAG端子。3.根据权利要求2所述的一种四表合一信息采集转换器，其特征在于，所述485通讯模块包括第一485电路、第二485电路和通讯端子JP6，所述第一485电路包括光耦U4A、光耦U6A、电阻R382、电阻R522、电阻R392、电阻R542、电阻R442、电阻R502、485芯片U5A、电容C172、二极管TVS2和热敏电阻PTC2；所述光耦U4A的输出端正极连接控制芯片U1的37脚，输出端负极接地，输入端正极通过电阻R392连接电源V485，输入端负极连接485芯片U5A的1脚；电阻R382的第一端连接电源3.3V，第二端连接光耦U4A的4脚；光耦U6A的输入端正极连接电源3.3V，输入端负极通过电阻R522连接控制芯片U1的38脚，输出端正极连接电源V485，输出端负极连接485芯片U5A的2脚和3脚；电阻R542的第一端连接光耦U6A的输出端负极，第二端接地；485芯片U5A的4脚和5脚接地，485芯片U5A的6脚通过热敏电阻PTC2连接通讯端子JP6的1脚，485芯片U5A的7脚连接通讯端子JP6的2脚，485芯片U5A的8脚连接电源V485；电阻R442跨接在485芯片U5A的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱信洪，樊树良，殷宏伟，蓝军平，鲍志坚，陈武寿，
申请(专利权)人：杭州西力智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33