一种基于NB-IoT的MODBUS数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种基于NB

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB
‑
IoT的MODBUS数据采集装置


[0001]本技术涉及无线数据采集装置
，尤其涉及一种基于NB
‑
IoT的MODBUS数据采集装置。

技术介绍

[0002]物联网技术作为新一代信息技术的重要组成部分，近年来受到人们的广泛关注，在物联网大数据的时代，所有终端数据采集设备连接起来组成网络，且需要将采集的数据上传给相关部门，因此终端数据采集设备(数据采集器)均带有通讯模块，数据采集器的信息传输方式很多，一般可分为有线传输，无线传输两种传输方式。有线传输施工布线复杂且成本较高；无线数据传输主要基于2g/3g/4g无线网络，传统的数据采集器主要是针对一种终端设备进行数据采集、传输，形式较为单一。因此，如何提供一种广覆盖、海量接入、低功耗的无线数据采集器，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
[0003]NB
‑
IoT(窄带物联网)是物联网的主要连接技术，由于其具有功率损耗低、覆盖面积广、投资成本低、连接设备数大等特点，在无线网络通信中已成为重要组成部分，具有广阔的应用前景。现有技术中基于NB
‑
IoT的数据采集装置多为蓄电池供电或外接电源供电的单一供电方式，使得数据采集装置在户内、野外等多种应用场景下使用较为困难。

技术实现思路

[0004]本技术旨在解决现有技术的不足，而提供一种基于NB
‑
IoT的MODBUS数据采集装置。
[0005]本技术为实现上述目的，采用以下技术方案：<br/>[0006]一种基于NB
‑
IoT的MODBUS数据采集装置，包括CPU，还包括与CPU相连的用于重启CPU的复位模块、用于为CPU提供RTC时间的时钟模块、用于连接MODBUS从机和CPU的RS485模块、用于连接上位机和CPU的USB转TTL模块、用于将采集数据发送至云端的NB无线通信模块、用于显示设备运行状态及异常点信息的OLED显示模块、用于供电且具有多种供电模式的电源模块。
[0007]进一步的，电源模块包括3.3V降压电路，3.3V降压电路的输出端与数据采集装置的各用电器的电源端相连，3.3V降压电路的输入端连有拨码开关，拨码开关的两个端子分别连有5V降压电路和蓄电池。
[0008]进一步的，5V降压电路的输入端设有7
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24V直流电源接线端子，蓄电池满电时输出电压为4.2V。
[0009]进一步的，蓄电池连有太阳能充电电路，太阳能充电电路的输入端连有太阳能电池板。
[0010]进一步的，蓄电池连有电量检测电路，电量检测电路的信号输出端与CPU相连。
[0011]进一步的，CPU采用STM32F103RET6主控芯片。
[0012]进一步的，RS485模块包括MAX485通信芯片。
[0013]进一步的，NB无线通信模块包括M5311无线传输芯片。
[0014]进一步的，MODBUS从机的数量至少为一个，MODBUS从机的数据点总量不大于255个。
[0015]进一步的，USB转TTL模块包括串口CH340芯片。
[0016]本技术的有益效果是：本技术具有蓄电池、7
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24V直流电源两种供电模式并可通过拨码开关灵活切换，适用场景多样；太阳能充电电路具备过热保护功能，提高了使用的安全性；电量检测电路可实时检测电池的电量和寿命状态，便于及时检修。
附图说明
[0017]图1为本技术的系统构成图；
[0018]图2为电源模块的工作原理图；
[0019]图3为CPU的电路图；
[0020]图4为复位模块的电路图；
[0021]图5为时钟模块的电路图；
[0022]图6为RS485模块的电路图；
[0023]图7为NB无线通信模块的电路图；
[0024]图8为USB转TTL模块的电路图；
[0025]图9为3.3V降压电路的电路图；
[0026]图10为5V降压电路的电路图；
[0027]图11为太阳能充电电路的电路图；
[0028]图12为电量检测电路的电路图；
[0029]以下将结合本技术的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：
[0031]如图所示，本实施例包括CPU，CPU采用STM32F103RET6主控芯片，还包括与CPU相连的用于重启CPU的复位模块、用于为CPU提供RTC时间的时钟模块、用于连接MODBUS从机和CPU的RS485模块、用于连接上位机和CPU的USB转TTL模块、用于将采集数据发送至云端的NB无线通信模块、用于显示设备运行状态及异常点信息的OLED显示模块、用于供电且具有多种供电模式的电源模块。
[0032]其中，电源模块包括3.3V降压电路采用me6211主控芯片，3.3V降压电路的输出端与数据采集装置的各用电器的电源端相连，3.3V降压电路的输入端连有拨码开关，拨码开关的两个端子分别连有5V降压电路和蓄电池，拨码开关用于切换5V降压电路和蓄电池与3.3V降压电路采用的连接状态，5V降压电路的输入端设有7
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24V直流电源接线端子，5V降压电路采用XL1509主控芯片，蓄电池满电时输出电压为4.2V；蓄电池连有太阳能充电电路，太阳能充电电路采用TP4056主控芯片，太阳能充电电路的输入端连有太阳能电池板，TP4056芯片连有热敏电阻，用于检测蓄电池的温度，以便在蓄电池由于过充而过热时断开其与太阳能电池板的连接；蓄电池连有电量检测电路，电量检测电路的信号输出端(ADC1)与CPU相连，电量检测电路将蓄电池的输出电压数据发送至CPU，可实现对电池电量的实时检测，还
可通过电耗速度推断出电池的使用寿命。
[0033]进一步的，复位模块还可采用看门狗模块，以在系统进入死循环时自动重启CPU；RS485模块包括MAX485通信芯片，CPU通过RS485模块采集各MODBUS从机的各数据点的数据；NB无线通信模块包括M5311无线传输芯片，NB无线通信模块将CPU采集到的数据打包发送至云端服务器；USB转TTL模块包括串口CH340芯片，上位机用于配置CPU的各项参数，具体包括数据采集的频率、数据上传的频率、接收超时时间、设备ID、注册MODBUS采集读取数据的指令等；MODBUS从机的数量至少为一个，MODBUS从机的数据点总量不大于255个；调试时，操作者可通过OLED显示模块的OLED显示屏得知异常点的数量、编号等信息，以便调试时快速锁定异常点位置。
[0034]户内使用场景下，拨码开关使5V降压电路与3.3V降压电路连接，此时本技术的各用电器由与5V降压电路的直流电源接线端子连接的7
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24V电源供电；野外使用场景下，拨码开关使蓄电池与3.3V降压电路连接，此时本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NB
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IoT的MODBUS数据采集装置，包括CPU，其特征在于，还包括与CPU相连的用于重启CPU的复位模块、用于为CPU提供RTC时间的时钟模块、用于连接MODBUS从机和CPU的RS485模块、用于连接上位机和CPU的USB转TTL模块、用于将采集数据发送至云端的NB无线通信模块、用于显示设备运行状态及异常点信息的OLED显示模块、用于供电且具有多种供电模式的电源模块。2.根据权利要求1所述的基于NB
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IoT的MODBUS数据采集装置，其特征在于，电源模块包括3.3V降压电路，3.3V降压电路的输出端与数据采集装置的各用电器的电源端相连，3.3V降压电路的输入端连有拨码开关，拨码开关的两个端子分别连有5V降压电路和蓄电池。3.根据权利要求2所述的基于NB
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IoT的MODBUS数据采集装置，其特征在于，5V降压电路的输入端设有7
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24V直流电源接线端子，蓄电池满电时输出电压为4.2V。4.根据权利要求2所述的基于NB
‑
IoT的MODBUS数据采集装置，其特征在于，蓄电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵会庆，李波，杨国庆，韦海英，
申请(专利权)人：标能和信能源环保技术天津有限公司，
类型：新型
国别省市：