基于移动物联网的用电信息采集设备及终端制造技术

技术编号:27362025 阅读:23 留言:0更新日期:2021-02-19 13:44
基于移动物联网的用电信息采集设备及终端,包括微处理器,与微处理器相连接的LoRa通信单元、485通信单元、无线单元以及天线单元,LoRa通信单元用于采集物联网连接的电表箱报警断路器报警信息,并将报警信息传送至微处理器进行汇总处理;485通信单元用于将微处理器汇总处理后的报警信息通过RJ45网络通信方式发送至本地服务器;无线单元用于微处理器将汇总处理后的报警信息通过4G网络发送至云服务器,以供后台管理系统调用;天线单元用于微处理器通过射频天线连接4G信号;通过LoRa超长距离无线扩频通信技术实现用电信息采集,抗干扰性强,传输距离远,理论上支持同时采集127只电表箱报警断路器的报警信息,成本优势明显。成本优势明显。成本优势明显。

【技术实现步骤摘要】
基于移动物联网的用电信息采集设备及终端


[0001]本技术涉及用电信息采集
,具体涉及一种基于移动物联网的用电信息采集设备及终端。

技术介绍

[0002]随着物联网的蓬勃发展,多种新方法和新技术在用电信息采集系统(简称用采系统)中得到了应用,对于用采系统而言,随着用电设备的飞速增加,如何有效的采集海量用电信息,以为管理部门做出决策提供依据。
[0003]公告号CN206865506U的专利公开了一种基于物联网的企业用能采集系统,包括有处理器、可通信连接于智能表计用于采集智能表计数据的数据采集器、用于数据采集器与处理器进行通信的通信模块、可通信连接于数据采集器用于解密智能表计的ESAM安全模块、可通信连接于处理器用于解析数据采集器读取的智能表计信息的协议解析模块及可通信连接于处理器的存储单元。进一步地,数据采集器通过RS-485通信接口与智能表计可通信连接。进一步地,所述基于物联网的企业用能采集系统还包括有可通信连接于数据采集器的红外模块。进一步地,所述通信模块采用GPRS模块。进一步地,所述通信模块内置于数据采集器内。进一步地,所述处理器还可通信连接有A/D转换器。进一步地,所述处理器还可通信连接移动终端,所述移动终端为手机或平板电脑。
[0004]本专利技术人认为,上述技术方案采用GPRS模块采集用电信息,由于GPRS 模块功耗大、抗干扰差、传输距离及采集设备数量受到限制,难以满足物联网的组网设备采集用电信息的需求。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供基于移动物联网的用电信息采集设备及终端,旨在解决现有用电信息采集技术功耗大、抗干扰差、传输距离及采集设备数量受到限制、成本高的问题。
[0006]本技术是这样实现的,本技术提出的基于移动物联网的用电信息采集设备,包括无线通信模块,与所述无线通信模块相连接的LoRa通信单元、 485通信单元、无线单元以及天线单元;
[0007]所述LoRa通信单元用于采集物联网连接的电表箱报警断路器报警信息,并将所述报警信息传送至所述无线通信模块进行汇总处理;
[0008]所述485通信单元用于将所述无线通信模块汇总处理后的所述报警信息通过RJ45网络通信方式发送至本地服务器;
[0009]所述无线单元用于所述无线通信模块将汇总处理后的所述报警信息通过4G 网络发送至云服务器,以供后台管理系统调用;
[0010]所述天线单元用于所述无线通信模块通过射频天线连接4G信号。
[0011]进一步地,所述用电信息采集设备还包括电源管理单元和稳压单元,所述电源管
理单元用于将外接交流电压转换为工作电压,所述稳压单元用于为所述无线通信模块提供稳定的电路电压。
[0012]进一步地,所述用电信息采集设备还包括自动复位单元、报警单元以及数据传输单元;所述自动复位单元通过内置看门狗和人工复位键驱动所述无线通信模块执行复位动作,以保障所述无线通信模块工作的稳定性;所述报警单元用于对采集的所述报警信息和检测到的所述用电信息采集设备本身的异常状态进行报警;所述数据传输单元用于所述无线通信模块通过USB接口进行数据传输。
[0013]进一步地,所述LoRa通信单元包括LoRa模块U3,电平转换器U8和U10,天线ANT2,三极管Q17,ESD静电二极管ESD2,电感器L2,电容C21、C26、 C18以及C17,电阻R13、R23以及R52;所述LoRa模块U3的引脚1分别连接所述电容C26的一端和所述电容C21的一端,所述电容C26的另一端接地,所述电容C21的另一端分别连接所述电感器L2的一端和所述ESD静电二极管 ESD2的负极,所述电感器L2的另一端接地,所述ESD静电二极管ESD2的正极接地,所述ESD静电二极管ESD2的负极还连接所述天线ANT2的引脚1,所述天线ANT2的引脚4和引脚5相连后接地,所述LoRa模块U3的引脚2接地,所述LoRa模块U3的引脚3连接3.3V电源,所述LoRa模块U3的引脚4 分别连接所述三极管Q17的集电极和所述电阻R52的一端,所述电阻R52的另一端连接3.3V电源,所述三极管Q17的发射极接地,所述三极管Q17的基极分别连接所述电阻R23的一端和所述电阻R13的一端,所述电阻R23的另一端连接所述无线通信模块的引脚83,所述电阻R13的另一端连接所述无线通信模块的引脚68,所述LoRa模块U3的引脚16和引脚9相连后接地,所述LoRa模块 U3的引脚15分别接端子和所述电平转换器U10的引脚2,所述LoRa模块U3 的引脚14分别接端子和所述电平转换器U8的引脚2,所述LoRa模块U3的引脚13分别接端子和所述电平转换器U8的引脚3,所述LoRa模块U3的引脚12 分别接端子和所述电平转换器U10的引脚3,所述电平转换器U8的引脚4和所述电平转换器U10的引脚4的连接点分别与所述电平转换器U10的引脚8、所述电平转换器U8的引脚8、所述无线通信模块的引脚45以及所述电容C17的一端相连,所述电容C17的另一端接地,所述电平转换器U10的引脚1分别与所述电平转换器U8的引脚1、3.3V电源以及所述电容C18的一端相连,所述电容C18的另一端接地,所述电平转换器U8的引脚5与所述电平转换器U10的引脚5相连后接地,所述电平转换器U8的引脚7连接所述无线通信模块的引脚 86,所述电平转换器U8的引脚6连接所述无线通信模块的引脚85,所述电平转换器U10的引脚7连接所述无线通信模块的引脚87,所述电平转换器U10的引脚6连接所述无线通信模块的引脚84。
[0014]进一步地,所述485通信单元包括RS485收发器U6,接线端子CON2,插座J108,按键SW4,ESD静电二极管T1、T3以及T110,三极管Q10、Q7、 Q104、Q105、Q106以及Q107,二极管D2、D3、D5,电容C13、C15、C18、 C4、C5、C133、C134、C135、C136、C132、C126、C123以及C124,电阻R5、 R14、R45、R49、R30、R33、R4、R6、R121、R122、R125、R128、R129、R130、 R131、R126、R127、R117、R120以及R132,电感器FB1和FB2;
[0015]所述RS485收发器U6的引脚1连接所述电阻R14的一端,所述电阻R14 的另一端连接所述无线通信模块的引脚70,所述RS485收发器U6的引脚2和引脚3相连后分别连接所述电阻R49的一端和所述三极管Q10的集电极,所述电阻R49的另一端接3.3V电源,所述三极管Q10的发射极接地,所述三极管Q10的基极连接所述电阻R45的一端,所述电阻R45的另一端连接所述无线通信模块的引脚71,所述RS485收发器U6的引脚4分别连接所述电阻R30的一
端和所述三极管Q7的集电极,所述三极管Q7的发射极连接所述无线通信模块的引脚69,所述三极管Q7的基极连接所述电阻R33的一端,所述电阻R30的另一端分别连接3.3V电源和所述电容C本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于移动物联网的用电信息采集设备,其特征在于,包括无线通信模块,与所述无线通信模块相连接的LoRa通信单元、485通信单元、无线单元以及天线单元;所述LoRa通信单元用于采集物联网连接的电表箱报警断路器报警信息,并将所述报警信息传送至所述无线通信模块进行汇总处理;所述485通信单元用于将所述无线通信模块汇总处理后的所述报警信息通过RJ45网络通信方式发送至本地服务器;所述无线单元用于所述无线通信模块将汇总处理后的所述报警信息通过4G网络发送至云服务器,以供后台管理系统调用;所述天线单元用于所述无线通信模块通过射频天线连接4G信号。2.根据权利要求1所述的一种基于移动物联网的用电信息采集设备,其特征在于,所述用电信息采集设备还包括电源管理单元和稳压单元,所述电源管理单元用于将外接交流电压转换为工作电压,所述稳压单元用于为所述无线通信模块提供稳定的电路电压。3.根据权利要求1所述的一种基于移动物联网的用电信息采集设备,其特征在于,所述用电信息采集设备还包括自动复位单元、报警单元以及数据传输单元;所述自动复位单元通过内置看门狗和人工复位键驱动所述无线通信模块执行复位动作,以保障所述无线通信模块工作的稳定性;所述报警单元用于对采集的所述报警信息和检测到的所述用电信息采集设备本身的异常状态进行报警;所述数据传输单元用于所述无线通信模块通过USB接口进行数据传输。4.根据权利要求1所述的一种基于移动物联网的用电信息采集设备,其特征在于,所述LoRa通信单元包括LoRa模块U3,电平转换器U8和U10,天线ANT2,三极管Q17,ESD静电二极管ESD2,电感器L2,电容C21、C26、C18 以及C17,电阻R13、R23以及R52;所述LoRa模块U3的引脚1分别连接所述电容C26的一端和所述电容C21的一端,所述电容C26的另一端接地,所述电容C21的另一端分别连接所述电感器L2的一端和所述ESD静电二极管ESD2的负极,所述电感器L2的另一端接地,所述ESD静电二极管ESD2的正极接地,所述ESD静电二极管ESD2的负极还连接所述天线ANT2的引脚1,所述天线ANT2的引脚4和引脚5相连后接地,所述LoRa模块U3的引脚2接地,所述LoRa模块U3的引脚3连接3.3V电源,所述LoRa模块U3的引脚4分别连接所述三极管Q17的集电极和所述电阻R52的一端,所述电阻R52的另一端连接3.3V电源,所述三极管Q17的发射极接地,所述三极管Q17的基极分别连接所述电阻R23的一端和所述电阻R13的一端,所述电阻R23的另一端连接所述无线通信模块的引脚83,所述电阻R13的另一端连接所述无线通信模块的引脚68,所述LoRa模块U3的引脚16和引脚9相连后接地,所述LoRa模块U3的引脚15分别接端子和所述电平转换器U10的引脚2,所述LoRa模块U3的引脚14分别接端子和所述电平转换器U8的引脚2,所述LoRa模块U3的引脚13分别接端子和所述电平转换器U8的引脚3,所述LoRa模块U3的引脚12分别接端子和所述电平转换器U10的引脚3,所述电平转换器U8的引脚4和所述电平转换器U10的引脚4的连接点分别与所述电平转换器U10的引脚8、所述电平转换器U8的引脚8、所述无线通信模块的引脚45以及所述电容C17的一端相连,所述电容C17的另一端接地,所述电平转换器U10的引脚1分别与所述电平转换器U8的引脚1、3.3V电源以及所述电容C18的一端相连,所述电容C18的另一端接地,所述电平转换器U8的引脚5与所述电平转换器U10的引脚5相连后接地,所述电平转换器U8的引脚7连接所述无线通信模块的引脚86,所述电平转换器U8的引脚6连接所述无线通信模块的引脚85,所述
电平转换器U10的引脚7连接所述无线通信模块的引脚87,所述电平转换器U10的引脚6连接所述无线通信模块的引脚84。5.根据权利要求1所述的一种基于移动物联网的用电信息采集设备,其特征在于,所述485通信单元包括RS485收发器U6,接线端子CON2,插座J108,按键SW4,ESD静电二极管T1、T3以及T110,三极管Q10、Q7、Q104、Q105、Q106以及Q107,二极管D2、D3、D5,电容C13、C15、C18、C4、C5、C133、C134、C135、C136、C132、C126、C123以及C124,电阻R5、R14、R45、R49、R30、R33、R4、R6、R121、R122、R125、R128、R129、R130、R131、R126、R127、R117、R120以及R132,电感器FB1和FB2;所述RS485收发器U6的引脚1连接所述电阻R14的一端,所述电阻R14的另一端连接所述无线通信模块的引脚70,所述RS485收发器U6的引脚2和引脚3相连后分别连接所述电阻R49的一端和所述三极管Q10的集电极,所述电阻R49的另一端接3.3V电源,所述三极管Q10的发射极接地,所述三极管Q10的基极连接所述电阻R45的一端,所述电阻R45的另一端连接所述无线通信模块的引脚71,所述RS485收发器U6的引脚4分别连接所述电阻R30的一端和所述三极管Q7的集电极,所述三极管Q7的发射极连接所述无线通信模块的引脚69,所述三极管Q7的基极连接所述电阻R33的一端,所述电阻R30的另一端分别连接3.3V电源和所述电容C18的一端,所述电阻R33的另一端分别连接所述电容C15的一端和所述无线通信模块的引脚45,所述电容C18的另一端和所述电容C15的另一端相连后接地,所述RS485收发器U6的引脚8分别连接所述电容C13的一端、3.3V电源以及所述电阻R4的一端,所述电容C13的另一端接地,所述电阻R4的另一端连接所述RS485收发器U6的引脚6,所述电阻R4的另一端还分别连接所述电容C5的一端、所述电感器FB2的一端以及所述电阻R5的一端,所述电容C5的另一端接地,所述RS485收发器U6的引脚7连接所述电阻R6的一端,所述电阻R6的另一端还分别连接所述RS485收发器U6的引脚5和接地,所述电阻R6的一端还分别连接所述电阻R5的另一端、所述电感器FB1的一端以及所述电容C4的一端,所述电容C4的另一端接地,所述电感器FB2的另一端分别连接所述二极管D2的负极和所述二极管D5的正极,所述二极管D2的负极和所述二极管D5的正极的连接点分别连接所述接线端子CON2的引脚2和所述ESD静电二极管T3的负极,所述ESD静电二极管T3的正极所述二极管D2的正极相连后接地,所述电感器FB1的另一端分别连接所述二极管D5的负极和所述二极管D3的负极,所述二极管D5的负极和所述二极管D3的负极的连接点还分别连接所述接线端子CON2的引脚1和所述ESD静电二极管T1的负极,所述ESD静电二极管T1的正极和所述二极管D3的正极相连后接地;所述插座J108的引脚1连接所述电阻R121的一端,所述电阻R121的另一端分别连接所述电阻R129的一端和所述三极管Q106的集电极,所述电阻R129的另一端分别连接3.3V电源和所述电容C134的一端,所述电容C134的另一端接地,所述三极管Q106的基极连接所述电阻R128的一端,所述电阻R128的另一端分别连接所述电容C133的一端和所述无线通信模块的引脚45,所述电容C133的另一端接地,所述三极管Q106的发射极连接所述无线通信模块的引脚52;所述插座J108的引脚2分别连接所述电阻R125的一端和所述电阻R122的一端,所述电阻R125的另一端接地,所述电阻R122的另一端连接所述三极管Q107的发射极,所述三极管Q107的基极连接所述电阻R130的一端,所述电阻R130的另一端分别连接所述电容C135的一端和3.3V电源,所述电容C135的另一端接地,所述三极管Q107的集电极分别连接所述无线
通信模块的引脚51和所述电阻R131的一端,所述电阻R131的分别连接所述电容C136的一端和所述无线通信模块的引脚45,所述电容C136的另一端接地;所述插座J108的引脚3连接所述三极管Q105的发射极,所述三极管Q105的基极连接所述电阻R126的一端,所述电阻R126的另一端分别连接所述电容C126的一端和3.3V电源,所述电容C126的另一端接地,所述三极管Q105的集电极分别连接所述无线通信模块的引脚47和所述电阻R127的一端,所述电阻R127的分别连接所述电容C132的一端和所述无线通信模块的引脚45,所述电容C132的另一端接地;所述插座J108的引脚4分别连接所述电阻R120的一端和所述三极管Q104的集电极,所述电阻R120的另一端分别连接3.3V电源和所述电容C124的一端,所述电容C124的另一端接地,所述三极管Q104的基极连接所述电阻R117的一端,所述电阻R117的另一端分别连接所述电容C123的一端和所述无线通信模块的引脚45,所述电容C123的另一端接地,所述三极管Q104的发射极连接所述无线通信模块的引脚46;所述电阻R132的一端连接所述无线通信模块的引脚45,所述电阻R132的另一端连接所述按键SW4的一端,所述按键SW4的另一端分别连接所述ESD静电二极管T110的负极和所述电阻R111的一端,所述电阻R111的另一端连接所述无线通信模块的引脚48,所述ESD静电二极管T110的正极接地。6.根据权利要求1所述的一种基于移动物联网的用电信息采集设备,其特征在于,所述无线单元包括SIM卡插槽J110,ESD静电二极管E3、E4、E5、E6以及E7,电容C128、C129、C130、C131,电阻R20、R118、R119、R123、R124以及R116;所述SIM卡插槽用于插入4G通讯卡;所述SIM卡插槽的引脚1连接所述无线通信模块的引脚35,所述SIM卡插槽的引脚2连接所述无线通信模块的引脚38,所述SIM卡插槽的引脚3连接所述无线通信模块的引脚37,所述SIM卡插槽的引脚4接地,所述SIM卡插槽的引脚6连接所述无线通信模块的引脚36,所述SIM卡插槽的引脚7连接所述无线通信模块的引脚39;所述无线通信模块的引脚35还分别连接所述ESD静电二极管E7的负极、所述电阻R118的一端以及所述电容C128的一端;所述无线通信模块的引脚36还连接所述电阻R119的一端,所述电阻R119的另一端分别连接所述ESD静电二极管E6的负极、所述电阻R118的另一端以及所述电容C129的一端;所述无线通信模块的引脚37还连接所述电阻R123的一端,所述电阻R123的另一端分别连接所述ESD静电二极管E5的负极以及所述电容C130的一端;所述无线通信模块的引脚38还连接所述电阻R124的一端,所述电阻R124的另一端分别连接所述ESD静电二极管E4的负极以及所述电容C131的一端;所述无线通信模块的引脚39还连接所述电阻R116的一端,所述电阻R116的另一端连接所述无线通信模块的引脚45,所述电阻R116的一端还连接所述电阻R20的一端,所述电阻20的另一端分别连接所述电容C127的一端和所述ESD静电二极管E3的负极;所述ESD静电二极管E3的正极、E4的正极、E5的正极、E6的正极以及E7的正极与所述电容C128的另一端、C129的另一端、C130的另一端以...

【专利技术属性】
技术研发人员:李树林刘蓓涵马云鹏尚云飞程琳王琨曹华锋马云峰杨勇
申请(专利权)人:国网甘肃省电力公司电力科学研究院
类型:新型
国别省市:

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