一種gprs無線數(shù)據(jù)采集器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，包括：控制模塊，用于對其余模塊進(jìn)行控制，對數(shù)據(jù)交互模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集各個(gè)計(jì)量設(shè)備的數(shù)據(jù)并提交至控制模塊；數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，用于存儲(chǔ)GPRS無線數(shù)據(jù)采集器的各項(xiàng)工作參數(shù)和計(jì)量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)交互模塊，用于接收和上傳各項(xiàng)數(shù)據(jù)；人機(jī)接口模塊：用于響應(yīng)用戶的各項(xiàng)操作并向用戶顯示各項(xiàng)信息。本發(fā)明的有益效果在于，以較為巧妙與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)啬K設(shè)計(jì)，較好地客服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的弊端，具有高效、便捷、穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn)。
【專利說明】
一種GPRS無線數(shù)據(jù)采集器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，主要應(yīng)用在工業(yè)無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國城鎮(zhèn)人口的增加以及供熱系統(tǒng)的改造和普及，各種水/氣/熱的計(jì)量設(shè)備日益增多，計(jì)量數(shù)據(jù)的采集和管理成為至關(guān)重要的問題。
[0003]對于傳統(tǒng)抄表方式，水/氣/熱公司需要投入大量的時(shí)間、人力、物力和財(cái)力來對計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)采集。并且由于中國居民數(shù)量眾多，居民建筑位置分散，結(jié)構(gòu)限制(部分計(jì)量設(shè)備處于用戶室內(nèi))，導(dǎo)致人工抄表效率低下，抄表周期較長，管理不便。同時(shí)也對用戶的正常生活造成不便。
[0004]由于我國物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前流行的計(jì)量設(shè)備，大多帶有各種通訊接口。并且經(jīng)過電信部門的多年努力，GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，使得附著于GSM的GPRS無限通訊成為了一種成熟、穩(wěn)定、可靠的通訊技術(shù)。讓采用該技術(shù)的計(jì)量數(shù)據(jù)集抄成為可能。
[0005]GPRS無線數(shù)據(jù)采集器是我公司針對傳統(tǒng)人工抄表的各種弊端，開發(fā)的新一代數(shù)據(jù)集抄系統(tǒng)。采用GPRS作為數(shù)據(jù)采集器的無線通訊方式，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，上傳以及管理。徹底解決傳統(tǒng)人工抄表效率低下、錯(cuò)誤率高、周期較長、費(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺點(diǎn)。由于抄表周期大大縮短，水/氣/熱公司可以對采集到的計(jì)量數(shù)據(jù)加以統(tǒng)計(jì)和分析，進(jìn)而可以了解用戶的消費(fèi)以及設(shè)備工作情況，方便監(jiān)管。
[0006]目前，生產(chǎn)以及推廣數(shù)據(jù)集抄系統(tǒng)的廠家越來越多，其同類產(chǎn)品質(zhì)量參次不齊，對于那些不夠成熟的產(chǎn)品，將在實(shí)際工程應(yīng)用中出現(xiàn)工作不穩(wěn)定、帶載數(shù)據(jù)量小、抄表速度緩慢、抄表成功率低下、甚至起不到數(shù)據(jù)采集的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種GPRS無線數(shù)據(jù)采集器。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
[0009]—種GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，包括:
[0010]控制模塊，用于對其余模塊進(jìn)行控制，對數(shù)據(jù)交互模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
[0011]數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集各個(gè)計(jì)量設(shè)備的數(shù)據(jù)并提交至控制模塊；
[0012]數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，用于存儲(chǔ)GPRS無線數(shù)據(jù)采集器的各項(xiàng)工作參數(shù)和計(jì)量數(shù)據(jù)；
[0013]數(shù)據(jù)交互模塊，用于接收和上傳各項(xiàng)數(shù)據(jù)；
[0014]人機(jī)接口模塊:用于響應(yīng)用戶的各項(xiàng)操作并向用戶顯示各項(xiàng)信息。
[0015]進(jìn)一步地，上述控制模塊為32位ARM單片機(jī)，該32位ARM單片機(jī)基于cortex M3架構(gòu)，采用ARMV7-M指令集。
[0016]進(jìn)一步地，上述數(shù)據(jù)采集模塊包括M-Bus總線接口、RS485通訊接口、紅外通訊接口、RF無線通訊模塊。
[0017]進(jìn)一步地，上述M-BUS總線接口在結(jié)構(gòu)上通過繼電器在物理上分割成6個(gè)獨(dú)立的通道。
[0018]進(jìn)一步地，上述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊包括EEPROM存儲(chǔ)器、TF卡，上述EEPROM存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)GPRS無線數(shù)據(jù)采集器的各項(xiàng)工作參數(shù)，上述TF卡用于存儲(chǔ)采集到的計(jì)量數(shù)據(jù)。
[0019]進(jìn)一步地，上述數(shù)據(jù)交互模塊包括GPRS模塊和RS485通訊接口，分別用于有線和無線的方式和服務(wù)器進(jìn)行交互。
[0020]進(jìn)一步地，上述人工接口模塊包括IXD液晶顯示屏、多個(gè)按鍵、多個(gè)LED，IXD液晶顯示屏和LED主要用于顯示各項(xiàng)信息，按鍵用于響應(yīng)用戶的操作。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]該GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，以較為巧妙與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪K設(shè)計(jì)，較好地克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的弊端，具有高效、便捷、穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框架圖；
[0024]圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集模塊的框架圖；
[0025]圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊的框架圖；
[0026]圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)交互模塊的框架圖；
[0027]圖5為本發(fā)明人工交互模塊的框架圖；
[0028]圖6為透傳操作示意圖；
[0029]圖7為指令隊(duì)列實(shí)現(xiàn)效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]參照圖1，本發(fā)明，GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，包括:
[0032]控制模塊，用于對其余模塊進(jìn)行控制，對數(shù)據(jù)交互模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
[0033]數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集各個(gè)計(jì)量設(shè)備的數(shù)據(jù)并提交至控制模塊；
[0034]數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，用于存儲(chǔ)GPRS無線數(shù)據(jù)采集器的各項(xiàng)工作參數(shù)和計(jì)量數(shù)據(jù)；
[0035]數(shù)據(jù)交互模塊，用于接收和上傳各項(xiàng)數(shù)據(jù)；
[0036]人機(jī)接口模塊:用于響應(yīng)用戶的各項(xiàng)操作并向用戶顯示各項(xiàng)信息。
[0037]具體而言:
[0038]控制模塊:主要負(fù)責(zé)對其他各模塊進(jìn)行控制以及管理，也是整個(gè)GPRS無線數(shù)據(jù)采集器最核心的部分。控制模塊對數(shù)據(jù)交互模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對人機(jī)接口模塊的各項(xiàng)操作進(jìn)行響應(yīng)，并根據(jù)分析和響應(yīng)結(jié)果控制其他功能模塊完成相應(yīng)動(dòng)作。并將其他功能模塊需要交互的數(shù)據(jù)及時(shí)提交至數(shù)據(jù)交互模塊和人機(jī)接口模塊，用于數(shù)據(jù)交互。同時(shí)還負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)采集模塊采集各計(jì)量設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)提交至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)或提交至人機(jī)接口模塊和數(shù)據(jù)交互模塊實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器和用戶間的交互。
[0039]硬件結(jié)構(gòu)上，控制模塊主要由32位ARM單片機(jī)加上其他外圍電路實(shí)現(xiàn)控制功能，該32位ARM單片機(jī)基于ARM最新的cortex M3架構(gòu)，采用先進(jìn)的ARMV7-M指令集，配合三級(jí)流水線設(shè)計(jì)，具有很高的執(zhí)行效率。同時(shí)該控制器集成了大容量的ROM和RAM存儲(chǔ)器，外加豐富的片內(nèi)外設(shè)，可以完成各種復(fù)雜的功能。
[0040]數(shù)據(jù)采集模塊:主要負(fù)責(zé)采集各個(gè)計(jì)量設(shè)備的數(shù)據(jù)并提交至控制模塊。數(shù)據(jù)采集模塊通過透傳的方式或事先約定好的協(xié)議封裝成數(shù)據(jù)包然后利用通訊接口下發(fā)至掛載的設(shè)備，并對設(shè)備回應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。參照圖2，硬件結(jié)構(gòu)上，數(shù)據(jù)采集器部分主要有各種通訊接口硬件電路組成，包含I路M-Bus總線接口，一路RS485通訊接口、一路紅外通訊接口和一個(gè)470MHz的RF無線通訊模塊組成。通過這些接口電路即可完成對應(yīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊功會(huì)K。
[0041 ] M-BUS總線接口、RS485通訊接口均為儀表常用通訊接口，數(shù)據(jù)采集器的M-BUS總線接口在結(jié)構(gòu)上通過繼電器在物理上分割成6個(gè)獨(dú)立的通道，從而使M-BUS帶載數(shù)據(jù)量提高了6倍(M-BUS接口標(biāo)準(zhǔn)要求每個(gè)M-BUS負(fù)載電流最大不超過1.5mA，而由于M-BUS主機(jī)接口驅(qū)動(dòng)能力有限，所以只能掛載有限數(shù)量的負(fù)載。本GPRS無線數(shù)據(jù)采集器單通道正常掛載80個(gè)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載，極限掛載可達(dá)100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載)，從而使GPRS數(shù)據(jù)采集器的掛載數(shù)量大大提高。通過這些接口 GPRS數(shù)據(jù)采集器可以和儀表進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并將數(shù)據(jù)保存至GPRS數(shù)據(jù)采集器集成的8G大容量TF卡中，方便后期查詢，統(tǒng)計(jì)。
[0042]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊:主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)設(shè)備的各項(xiàng)工作參數(shù)和計(jì)量數(shù)據(jù)，參照圖3，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分由非易失性EEPROM存儲(chǔ)器和8G容量TF卡組成，其中EEPROM存儲(chǔ)器主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)GPRS數(shù)據(jù)采集器的各項(xiàng)工作參數(shù)，TF卡主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)采集到的計(jì)量數(shù)據(jù)。
[0043]數(shù)據(jù)交互模塊:主要負(fù)責(zé)接收和上傳各項(xiàng)數(shù)據(jù)，參照圖4，數(shù)據(jù)交互模塊由GPRS模塊和RS485通訊接口組成，分別實(shí)現(xiàn)通過有線和無線的方式和服務(wù)器進(jìn)行交互的功能。通過RS485通訊接口和GPRS模塊將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并接收服務(wù)器的各項(xiàng)命令。
[0044]GPRS模塊具有可靠性高、傳輸速度快、拓?fù)湫詮?qiáng)、區(qū)域限制低，費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集器通過GPRS模塊和遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行通訊，將計(jì)量數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器，并響應(yīng)遠(yuǎn)程服務(wù)器下發(fā)的各種命令。用戶可通過配套的遠(yuǎn)程管理軟件對計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析，及時(shí)了解用戶消費(fèi)信息，并且可以將儀表信息和設(shè)備工作參數(shù)下發(fā)至GPRS數(shù)據(jù)采集器，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)采集器程序遠(yuǎn)程升級(jí)功能。
[0045]人機(jī)接口模塊:主要用于響應(yīng)用戶的各項(xiàng)操作并向用戶顯示各項(xiàng)信息，參照圖5，人機(jī)接口模塊主要由一塊160*160點(diǎn)陣IXD液晶顯示屏、6個(gè)輕觸的按鍵以及6個(gè)LED組成。LCD液晶顯示屏和LED主要用于顯示各項(xiàng)信息，按鍵主要用于響應(yīng)用戶的操作，配合液晶顯示屏和菜單可實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)人機(jī)交互操作。
[0046]透傳抄表
[0047]參照圖6，GPRS數(shù)據(jù)采集器通過透傳方式來讀取各種計(jì)量設(shè)備的數(shù)據(jù)，同種通訊接口可以同時(shí)掛載不同廠家、不同型號(hào)、不同協(xié)議的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)采集。極大的提高了通訊接口的利用率，同時(shí)帶載數(shù)據(jù)顯著提高。
[0048]遠(yuǎn)程服務(wù)器將需要讀取的設(shè)備的命令包和該設(shè)備通訊接口的配置參數(shù)通過約定的協(xié)議封裝好后發(fā)送至GPRS數(shù)據(jù)采集器。GPRS數(shù)據(jù)采集器對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并分離出需要讀取的設(shè)備的命令包和對應(yīng)通訊接口的配置參數(shù)。GPRS數(shù)據(jù)采集器對該通訊接口按照指定的配置參數(shù)進(jìn)行配置，然后將設(shè)備的命令包通過該通訊接口發(fā)送出去，然后等待設(shè)備響應(yīng)。如果設(shè)備有數(shù)據(jù)回復(fù)，GPRS數(shù)據(jù)采集器則將設(shè)備回復(fù)的數(shù)據(jù)通過約定的協(xié)議封裝好后再發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0049]整個(gè)通訊過程相對GPRS數(shù)據(jù)采集器來說，近似透明。GPRS數(shù)據(jù)采集器不需要知道當(dāng)前需要讀取的是何種設(shè)備，也不需要知道該設(shè)備的命令格式以及需要讀取的設(shè)備的何種數(shù)據(jù)。GPRS數(shù)據(jù)采集器只需要知道該數(shù)據(jù)包需要通過哪種通訊接口發(fā)送，以及該通訊接口的配置參數(shù)即可。當(dāng)設(shè)備回復(fù)數(shù)據(jù)以后，GPRS數(shù)據(jù)采集器也不需要對回復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，只需將該數(shù)據(jù)按照和遠(yuǎn)程服務(wù)器間約定好的協(xié)議封裝好后發(fā)送至服務(wù)器即可。
[0050]由于GPRS數(shù)據(jù)采集器不需要事先知道待讀取的設(shè)備命令包格式，因此大大簡化了GPRS數(shù)據(jù)采集器的操作，并提高了各個(gè)通訊接口的帶載能力。理論上，所有接口相同的設(shè)備都可以掛載到數(shù)據(jù)采集器上(所掛載的設(shè)備之間本身不能產(chǎn)生沖突)，并可實(shí)現(xiàn)即掛即抄的功能。
[0051 ]基于指令隊(duì)列技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速抄表
[0052]GPRS數(shù)據(jù)采集器和遠(yuǎn)程服務(wù)器之間是通過時(shí)下已被廣泛使用的GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。GPRS又被稱為通用分組無線服務(wù)技術(shù)(General Packet Rad1 Service)，它通過利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞，也被看做是GSM技術(shù)的延續(xù)。該技術(shù)也是目前使用最為普遍的一種無線數(shù)據(jù)接入技術(shù)，具有技術(shù)成熟可靠、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、費(fèi)效比低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)缺點(diǎn)也很突出。雖然GPRS理論上可以提供高達(dá)115Kbps的傳輸速率，但是實(shí)際上由于運(yùn)營商給每個(gè)用戶分配的時(shí)隙的變化，其實(shí)際傳輸速率平均為20至30Kbps。同時(shí)由于受到遠(yuǎn)程服務(wù)器所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響，GPRS數(shù)據(jù)采集器和遠(yuǎn)程服務(wù)器間的通訊速率會(huì)更低。
[0053]遠(yuǎn)程服務(wù)器通過GPRS數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行單次抄表的時(shí)間花費(fèi)比較大，其時(shí)延主要由兩部分組成:第一部分是遠(yuǎn)程服務(wù)器和GPRS數(shù)據(jù)采集器之間通過GPRS進(jìn)行通訊的數(shù)據(jù)延遲。該延遲主要由當(dāng)前GPRS運(yùn)營商提供的通訊速率和遠(yuǎn)程服務(wù)器所處網(wǎng)絡(luò)的帶寬決定，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)繁忙程度，其延遲數(shù)值不固定。第二部分是GPRS數(shù)據(jù)采集器和計(jì)量設(shè)備之間數(shù)據(jù)通訊時(shí)的時(shí)延。該時(shí)延受通訊接口以及接口配置參數(shù)和通訊數(shù)據(jù)大小影響。以采用M-Bus通訊接口，2400波特率、8位數(shù)據(jù)位、I位停止位、無奇偶校驗(yàn)為例，當(dāng)GPRS數(shù)據(jù)采集器發(fā)送數(shù)據(jù)包長度為nl，計(jì)量設(shè)備返回?cái)?shù)據(jù)包長度為n2，則GPRS數(shù)據(jù)采集器和計(jì)量設(shè)備之間的此次數(shù)據(jù)通訊時(shí)延就是(nl+n2) /240秒。
[0054]以采用符合《CJ/T188-2004》協(xié)議，2400波特率、8位數(shù)據(jù)位、I位停止位、無奇偶校驗(yàn)的M-Bus接口超聲波熱量表進(jìn)行抄表測試，并重復(fù)多次進(jìn)行測量后，統(tǒng)計(jì)出，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過GPRS數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行單次抄表平均需要2秒左右的時(shí)間。由于GPRS數(shù)據(jù)采集器和熱量表之間每次通訊收發(fā)的數(shù)據(jù)包總計(jì)不超過100個(gè)字節(jié)，通過上邊的計(jì)算公式得出，GPRS數(shù)據(jù)采集器和熱量表之間進(jìn)行通訊的時(shí)延不超過0.5秒。那么也就是說GPRS數(shù)據(jù)采集器通過GPRS和遠(yuǎn)程服務(wù)器之間進(jìn)行通訊的延遲將近有1.5秒左右，占了整個(gè)時(shí)間花費(fèi)的3/4。如果能較少減少這部分時(shí)間花費(fèi)，將極大的提高整體抄表速度。
[0055]當(dāng)類似產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)抄表時(shí)，通常逐個(gè)表，逐條指令進(jìn)行。則完成抄表累積所花費(fèi)的時(shí)間為所有表單次抄表所花費(fèi)的時(shí)間的總和。即對Ni夬表進(jìn)行連續(xù)抄表，假如每次抄表花費(fèi)的時(shí)間是T = t0+tl(t0為采集器和遠(yuǎn)程服務(wù)器之間進(jìn)行通訊的時(shí)延，tl為數(shù)據(jù)采集器和設(shè)備之間進(jìn)行通訊的時(shí)延)，則采用普通抄表方式這個(gè)進(jìn)行抄表，其N塊表累積花費(fèi)的時(shí)間為 N*T。
[0056]參照圖7，本GPRS數(shù)據(jù)采集器采用指令隊(duì)列技術(shù)，內(nèi)建指令緩沖區(qū)，利用獨(dú)特的通訊協(xié)議，可以讓GPRS數(shù)據(jù)采集器同時(shí)接收多條指令，并放置到指令隊(duì)列中，從而實(shí)現(xiàn)了GPRS數(shù)據(jù)采集器在和設(shè)備進(jìn)行通訊的同時(shí)，接收遠(yuǎn)程服務(wù)器的下一條指令，并回復(fù)上條指令的數(shù)據(jù)。近似的實(shí)現(xiàn)了多指令并行執(zhí)行的功能，極大的降低了連續(xù)抄表的時(shí)延，提高了抄表效率。同樣以對N塊表進(jìn)行連續(xù)抄表為例，GPRS數(shù)據(jù)采集器指令隊(duì)列最多可容納10條指令，利用指令隊(duì)列進(jìn)行并行抄表時(shí)，N塊表累積花費(fèi)時(shí)間為tO+N*tl，可節(jié)約(N-l)*t0。隨著N的增大，節(jié)約的時(shí)候愈加明顯。
[0057]經(jīng)實(shí)測，本GPRS數(shù)據(jù)采集器利用指令隊(duì)列技術(shù)對100塊2400波特率、8位數(shù)據(jù)位、I位停止位、無奇偶校驗(yàn)的M-Bus熱量表進(jìn)行連續(xù)抄表，并多次重復(fù)測試后統(tǒng)計(jì)出，大約每次耗時(shí)55秒，平均每抄一塊表耗時(shí)0.55秒。而采用普通逐個(gè)表抄錄的方式進(jìn)行抄表，每次耗時(shí)大約180秒，平均每抄一塊表耗時(shí)1.8秒。實(shí)際使用過程中，一臺(tái)GPRS數(shù)據(jù)采集器往往同時(shí)掛載多塊計(jì)量設(shè)備，遠(yuǎn)程服務(wù)器在采集計(jì)量數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)把掛載的設(shè)備全部讀取一遍，而使用指令隊(duì)列技術(shù)可以顯著的提高抄表效率。
[0058]通道劃分實(shí)現(xiàn)超大帶載量
[0059]M-BUS總線接口作為一項(xiàng)由歐洲引進(jìn)的專為自動(dòng)抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總線標(biāo)準(zhǔn)，因其具有總線無極性、總線自供電、布線無拓?fù)湟?、抗干擾能力強(qiáng)、掛載數(shù)量多、傳輸距離遠(yuǎn)、簡單、可靠等優(yōu)點(diǎn)被國家建設(shè)部納入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并廣泛用于抄表系統(tǒng)，由當(dāng)前民用水/氣/熱表大多采用M-Bus接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。由于M-Bus總線通過電流和電壓變化來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，其靜態(tài)電流標(biāo)準(zhǔn)要求不超過1.5mA，而數(shù)據(jù)采集器M-Bus總線接口作為主站，因受到各種硬件條件限制，其驅(qū)動(dòng)電流大多不超過250mA。在保證主站設(shè)備正常工作以及數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)那疤嵯拢话阃愒O(shè)備一條M-Bus總線接口正?？蓲燧d60個(gè)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載。如果掛載數(shù)量太多就會(huì)無法保障數(shù)據(jù)的可靠傳輸，并有可能造成數(shù)據(jù)采集器M-Bus總線接口燒毀，影響正常使用。
[0060]本GPRS數(shù)據(jù)采集器采用通道概念，將M-Bus總線接口在物理上劃分出多個(gè)通道，通過通道控制器可實(shí)現(xiàn)通道間的無縫切換。因總線是在物理上被被劃分出多個(gè)通道，各通道相對獨(dú)立，所以每個(gè)通道均可掛載同等數(shù)量的M-Bus設(shè)備。例如數(shù)據(jù)采集器當(dāng)前M-Bus總線可掛載N個(gè)設(shè)備，同時(shí)總線被劃分出K個(gè)通道，那么該M-Bus總線實(shí)際掛載能力為N*K個(gè)從設(shè)備。這使得在不改變原M-Bus總線接口驅(qū)動(dòng)能力的前提下，讓總線的掛載能力提供了 K倍。
[0061]本GPRS數(shù)據(jù)采集器最多包含6個(gè)通道，其M-Bus總線利用先進(jìn)的硬件設(shè)計(jì)方法，最大驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)270mA，并具有電流過載自動(dòng)保護(hù)，過載解除自動(dòng)恢復(fù)功能。以單塊M-Bus負(fù)載靜態(tài)電流1.5mA為例，數(shù)據(jù)采集器每個(gè)通道正?？蓲燧d80個(gè)設(shè)備，極限情況可掛載100個(gè)設(shè)備。也就是6個(gè)通道累積正?？蓲燧d480個(gè)設(shè)備，極限可掛載600個(gè)設(shè)備。其帶載量遠(yuǎn)超其他同類產(chǎn)品。
[0062]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本
【發(fā)明內(nèi)容】
并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，包括: 控制模塊，用于對其余模塊進(jìn)行控制，對數(shù)據(jù)交互模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析； 數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集各個(gè)計(jì)量設(shè)備的數(shù)據(jù)并提交至控制模塊； 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，用于存儲(chǔ)GPRS無線數(shù)據(jù)采集器的各項(xiàng)工作參數(shù)和計(jì)量數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)交互模塊，用于接收和上傳各項(xiàng)數(shù)據(jù)； 人機(jī)接口模塊:用于響應(yīng)用戶的各項(xiàng)操作并向用戶顯示各項(xiàng)信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述控制模塊為32位ARM單片機(jī)，該32位ARM單片機(jī)基于cortex M3架構(gòu)，采用ARMV7-M指令集。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括M-Bus總線接口、RS485通訊接口、紅外通訊接口、RF無線通訊模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述M-BUS總線接口在結(jié)構(gòu)上通過繼電器在物理上分割成6個(gè)獨(dú)立的通道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊包括EEPROM存儲(chǔ)器、TF卡，所述EEPROM存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)GPRS無線數(shù)據(jù)采集器的各項(xiàng)工作參數(shù)，所述TF卡用于存儲(chǔ)采集到的計(jì)量數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)交互模塊包括GPRS模塊和RS485通訊接口，分別用于有線和無線的方式和服務(wù)器進(jìn)行交互。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPRS無線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述人工接口模塊包括IXD液晶顯示屏、多個(gè)按鍵、多個(gè)LED，LCD液晶顯示屏和LED主要用于顯示各項(xiàng)信息，按鍵用于響應(yīng)用戶的操作。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK105913642SQ201610369786
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】蔡昕, 丁進(jìn)山, 劉春
【申請人】安徽漢威電子有限公司