一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种阳能中央热水工程无线数据采集系统，包括：现场终端控制器、无线数传终端和上位机，所述现场终端控制器通过无线网络与无线数传终端建立通信链路，无线数传终端通过串口与上位机连接。本实用新型专利技术不需要铺设通信线路，维护和管理难度小、工程成本低和可靠性高，不受通信距离的限制，还能实现太阳能中央热水工程运行状态实时监测。

A wireless data acquisition system for solar central hot water project

The utility model discloses a wireless data acquisition system for the central hot water project, which includes a field terminal controller, a wireless data transmission terminal and a upper computer. The field terminal controller establishes a communication link through a wireless network and a wireless digital terminal, and the wireless digital terminal is connected to the upper computer through a serial port. The utility model does not need to lay a communication line, has little difficulty in maintenance and management, low cost of engineering and high reliability, and is not limited by the distance of communication. It can also realize real-time monitoring of the running state of the solar central hot water project.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统
本技术涉及太阳能中央热水工程领域，具体涉及一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统。
技术介绍
太阳能中央热水工程对系统稳定性以及安全性要求较高，要求能及时发现集热管炸裂、供热水箱缺水、供热水箱溢水和低水位加热等现象，而专门安排人员不间断巡查又不现实。因此，对太阳能中央热水工程进行实时监控尤为重要。但是，现有通信技术方案中还存在通信距离受限、通讯网络成本高、安全性差等问题。技术专利（授权公告号CN203083171U）公开了一种太阳能热水系统通信网络方案，太阳能控制仪表采用RS485通信方式。技术专利（授权公告号CN201779888U）提出了太阳能热水系统采用电力线载波通信模块来进行太阳能热水系统数据传输。分析以上研究可知现有通讯网络装置存在：1、第一种方案采用RS485通信方式，距离受限而且需要布线，工程成本高，可扩展行差。2、第二方案采用电力线作为信息传输媒介，通过载波方式进行数据传输，主要存在电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送，且信号有很大损失。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术方案中太阳能中央热水工程中通讯网络成本高、安全性差、通信距离受限等问题，提供一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统，对太阳能中央热水工程的运行状态信息传输采用无线通信方式，达到降低其通讯网络成本、提高安全性的目的。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统，包括：若干现场终端控制器、无线数传终端和上位机，所述现场终端控制器通过无线网络与无线数传终端建立通信链路，无线数传终端通过串口与上位机连接。进一步地，所述现场终端控制器包括MCU，供电电源模块，传感器模块，存储模块，控制输出模块，串口通信模块和无线模块，MCU分别与供电电源模块、传感器模块、存储模块、控制输出模块、串口通信模块和无线模块连接。进一步地，所述无线模块包括主芯片CC2530、集成天线和外置天线接口，外置天线通过天线接口与无线模块连接。进一步地，所述无线数传终端包括数传MCU，数传供电电源模块，RF收发模块，EEPROM存储模块，数传串口通信模块和拨码开关模块，数传MCU分别与数传供电电源模块、RF收发模块、EEPROM存储模块、数传串口通信模块和拨码开关模块连接。进一步地，所述拨码开关模块包括两个拨码开关，一个用于设置地址，另一个用于设置无线通信频段。进一步地，太阳能中央热水工程的正常数据和报警数据分别采用不同的通信频段进行传输。进一步地，该无线数据采集系统采用一主多从的架构，一个无线数传终端能与多个现场终端控制器通信。本技术具有以下有益效果：第一，无线通信采用一主多从的架构，太阳能中央热水工程正正常数据和报警数据分别采用不同的通信频段进行传输，系统稳定性和可靠性高。第二，不用专门铺设通讯线路，维护和管理难度小和工程成本低。附图说明图1是本技术一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统的组成框图；图2是本技术一实施例中PT1000温度传感器恒流源驱动电路图；图3是本技术一实施例中PT1000温度传感器信号调理电路图；图4是本技术一实施例中扩散硅压力传感器调理电路图；图5是本技术一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统的通信协议帧格式；图6是本技术一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统的太阳能中央热水工程正常数据通信流程图；图7是本技术一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统的太阳能中央热水工程异常报警数据通信流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。如图1所示，本技术的一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统，包括：若干现场终端控制器、无线数传终端和上位机，所述现场终端控制器通过无线网络与无线数传终端建立通信链路，无线数传终端通过串口与上位机连接。现场终端控制器安装在太阳能中央热水工程控制柜中，采集和处理热水工程运行数据，按照相应的控制策略进行热水工程控制。热水工程运行数据由现场终端控制器通过无线网络转发给无线数传终端，再由无线数传终端通过串口传输到上位机进行储存、显示和统计分析。所述现场终端控制器包括MCU，供电电源模块，传感器模块，存储模块，控制输出模块，串口通信模块和无线模块，MCU分别与供电电源模块、传感器模块、存储模块、控制输出模块、串口通信模块和无线模块连接。所述无线模块包括主芯片CC2530、集成天线和外置天线接口，外置天线通过天线接口与无线模块连接。在本技术一实施例中，传感器模块包括PT1000铂电阻温度传感器、扩散硅压力传感器。如图2所示，PT1000铂电阻温度传感器恒流源驱动电路包括：ADR421基准电压源U22，OP07运放U10、U11，电阻R200、R201、R202、R203、R204、R205，可调电阻RP1、RP2和电容C200、C201、C202；电容C202接基准电压输出，基准电压源U22输出经电阻R201接OPA277运放U11同向输入端，电阻R201与R200串联接OPA277运放U10的输出端和反向输入端；OPA277运放U11的反向输入端经电阻R202接地，经电阻R203接OPA277运放U11的输出端；运放U3的同向输入端经电位器调节电阻构成的参考电阻接OPA277运放U11的输出端。如图3所示，PT1000温度传感器信号调理电路包括：OPA277运放U12、U13，铂电阻PT1000，电阻R207、R208、R209、R210，可调电阻RP3、RP4；参考电流输入铂电阻PT1000经可调电阻构成的零度电阻接地，U12反向输入端接输出端，同向输入端接铂电阻PT1000电流输入端，OPA277运放U13同向输入端接铂电阻PT1000电流输出端，反向输入端经R209接地，经R210接输出端，OPA277运放U12、U13输出电压分别接高精度AD转换器TM7705的7脚和8脚。如图4所示，扩散硅压力传感器调理电路包括：电阻R415、R433，电容C409，二极管D425，接插件J406，一路扩散硅压力传感器接在接插件J406的1脚和2脚上，接插件J406的2脚经R415和C409接地、经R433接地，R415的另一端经D425接3.3V电源，R415的另一端接微处理器管脚上。VCC为扩散硅压力传感器提供工作电源，扩散硅压力传感器将测量到的水位转化为电流信号输入Water_Inx端，在R433上产生电压，通过微处理器的内部AD就可以测量该电阻上的电压，然后根据对应的公式就可以换算出水位。所述无线数传终端包括数传MCU，数传供电电源模块，RF收发模块，EEPROM存储模块，数传串口通信模块和拨码开关模块，数传MCU分别与数传供电电源模块、RF收发模块、EEPROM存储模块、数传串口通信模块和拨码开关模块连接。所述拨码开关模块包括两个拨码开关，一个用于设置地址，另一个用于设置无线通信频段。太阳能中央热水工程的正常数据和报警数据分别采用不同的通信频段进行传输。由于太阳能中央热水工程异常状况只是偶尔发生，为了及时处理异常情况，同时降低无线数传模块的通讯负荷，由太阳能中央热水工程现场终端控制器在热水工程异常状况发生时主动上传报警数据，从报警数据通信频段将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统，其特征在于，包括：若干现场终端控制器、无线数传终端和上位机，所述现场终端控制器通过无线网络与无线数传终端建立通信链路，无线数传终端通过串口与上位机连接；所述现场终端控制器包括MCU，供电电源模块，传感器模块，存储模块，控制输出模块，串口通信模块和无线模块，MCU分别与供电电源模块、传感器模块、存储模块、控制输出模块、串口通信模块和无线模块连接；所述传感器模块包括温度传感器、扩散硅压力传感器；所述温度传感器的恒流源驱动电路包括：基准电压源U22，运放U10、U11，电阻R200、R201、R202、R203、R204、R205，可调电阻RP1、RP2和电容C200、C201、C202；基准电压源U22的输入端分别连接电容C200的一端、电容C201的一端和供电电压，基准电压源U22的接地端口分别连接电容C200的另一端、电容C201的另一端和地，基准电压源U22的输出端通过电容C202接地，基准电压源U22的输出端还经电阻R201连接运放U11的同向输入端，电阻R200的一端连接运放U11的同向输入端，电阻R200的另一端连接运放U10的输出端和反向输入端；运放U11的反向输入端经电阻R202接地，运放U11的反向输入端还经电阻R203连接运放U11的输出端；运放U10的同向输入端经过电阻R204与可调电阻RP1的一固定端连接，可调电阻RP1的另一固定端分别与其滑动端、电阻R205的一端和可调电阻RP2的一固定端连接，可调电阻RP2的另一固定端分别与其滑动端、电阻R205的另一端和运放U11的输出端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能中央热水工程无线数据采集系统，其特征在于，包括：若干现场终端控制器、无线数传终端和上位机，所述现场终端控制器通过无线网络与无线数传终端建立通信链路，无线数传终端通过串口与上位机连接；所述现场终端控制器包括MCU，供电电源模块，传感器模块，存储模块，控制输出模块，串口通信模块和无线模块，MCU分别与供电电源模块、传感器模块、存储模块、控制输出模块、串口通信模块和无线模块连接；所述传感器模块包括温度传感器、扩散硅压力传感器；所述温度传感器的恒流源驱动电路包括：基准电压源U22，运放U10、U11，电阻R200、R201、R202、R203、R204、R205，可调电阻RP1、RP2和电容C200、C201、C202；基准电压源U22的输入端分别连接电容C200的一端、电容C201的一端和供电电压，基准电压源U22的接地端口分别连接电容C200的另一端、电容C201的另一端和地，基准电压源U22的输出端通过电容C202接地，基准电压源U22的输出端还经电阻R201连接运放U11的同向输入端，电阻R200的一端连接运放U11的同向输入端，电阻R200的另一端连接运放U10的输出端和反向输入端；运放U11的反向输入端经电阻R202接地，运放U11的反向输入端还经电阻R203连接运放U11的输出端；运放U10的同向输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：管立伟，卢奕轩，何志杰，陈曦，陈宏敏，卢宇，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：新型
国别省市：福建,35