[發(fā)明專利]智能節(jié)能監(jiān)控管理數(shù)據(jù)采集集中器及其采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110322170.8
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102436734A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫友慶
• 申請（專利權(quán)）人: 南京蘇商新能源科技有限公司
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 任立;姚姣陽

1.智能節(jié)能監(jiān)控管理數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于：包括中央處理器、存儲器、數(shù)據(jù)采集器、通訊裝置、報警器、控制單元和電源，所述存儲器、數(shù)據(jù)采集器、通訊裝置、報警器、控制單元電路和電源都與所述中央處理器相連接；所述中央處理器設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換口，所述數(shù)據(jù)采集器包括三相負荷電力參數(shù)采集電路和模擬量輸入電路；所述模擬量輸入電路由分壓式電阻電路構(gòu)成，所述分壓式電阻電路包括兩個串聯(lián)電阻，所述兩個串聯(lián)電阻中間通過一個電阻接地，所述模擬量輸入電路一端連接溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器或熱電偶傳感器，另一端連接所述中央處理器的A/D轉(zhuǎn)換口，用以溫度、濕度、壓力、流量或熱電偶數(shù)據(jù)的采集；所述三相負荷電力參數(shù)采集電路包括三相電阻電路、三相電流互感器回路和三相計量芯片，所述三相電阻電路和三相電流互感器回路都與三相計量芯片連接，所述三相電阻電路中的一相由至少兩個電阻串聯(lián)后分別與一個電阻和一個電容串聯(lián)而成，所述三相電流互感器回路中的一相包括兩個并聯(lián)電阻，所述兩個并聯(lián)電阻的前端之間連接兩個串聯(lián)的電阻，所述兩個并聯(lián)電阻的后端之間連接兩個串聯(lián)的電容，三相電壓信號通過電阻電路，三相電流信號通過電流互感器回路，將衰減后的電流電壓信號送入三相計量芯片，三相計量芯片將A/D轉(zhuǎn)換的所有數(shù)據(jù)通過SPI數(shù)據(jù)總線送往中央處理器進行數(shù)據(jù)處理；所述控制單元包括繼電器、第一三極管、第二三極管、二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，繼電器與二極管并聯(lián)接在第二三極管的發(fā)射極，繼電器與二極管共同接12V電壓，第二三極管的發(fā)射極與基極之間接有第四電阻，第二三極管的集電極接地，第二三極管的基極通過第三電阻接第一三極管的集電極，第一三極管的發(fā)射極與基極之間接有并聯(lián)的第一電阻和第二電阻。

2.如權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能監(jiān)控管理數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于：所述中央處理器采用Atmel公司的ATmega128微處理器。

3.如權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能監(jiān)控管理數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于：所述三相計量芯片為ATT7022芯片。

4.如權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能監(jiān)控管理數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于：所述通訊裝置包括無線通訊電路、以太網(wǎng)接口電路、RS485接口電路和RS232接口電路；

所述無線通訊電路為CC1100芯片電路，所述中央處理器通過SPI總線與CC1100芯片電路數(shù)據(jù)交換，CC1100芯片電路再將數(shù)據(jù)發(fā)送外部無線終端，同時接收外部無線終端的數(shù)據(jù)，再通過SPI總線傳給所述中央處理器；

所述以太網(wǎng)接口電路為ENC28J60芯片電路，所述中央處理器通過SPI總線與ENC28J60芯片電路數(shù)據(jù)交換，ENC28J60芯片電路再將數(shù)據(jù)發(fā)送外部無線終端，同時接收外部無線終端的數(shù)據(jù)，再通過SPI總線傳給所述中央處理器；

所述RS485接口電路由SP485EEP接口芯片電路與三個PS2501光電隔芯片構(gòu)成，通過UART接口與中央處理單元進行數(shù)據(jù)交換；

所述RS232接口電路為RS232接口芯片電路，通過UART0接口與中央處理單元進行數(shù)據(jù)交換。

5.如權(quán)利要求1所述智能節(jié)能監(jiān)控管理數(shù)據(jù)采集集中器的采集方法，其特征在于：按以下步驟進行：

⑴數(shù)據(jù)采集器通過三相負荷電力參數(shù)采集電路采集供電線路的平均電壓、平均電流、主頻率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能和視在電能，三相負荷電力參數(shù)采集電路同時采集供電線路的高次諧波分量參數(shù)，包括電壓諧波分量、電流諧波分量和功率諧波分量；

⑵中央處理器的A/D轉(zhuǎn)換口對用戶的溫度、濕度、壓力、流量和熱電偶數(shù)據(jù)進行采集；

⑶存儲器對用戶的歷史數(shù)據(jù)進行記錄，并將歷史記錄數(shù)據(jù)與步驟⑴和⑵實時數(shù)據(jù)進行比較，按照用戶要求的范圍自動開啟控制單元調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，當(dāng)相關(guān)參數(shù)達到用戶要求值的上限時自動斷開控制單元，當(dāng)相關(guān)參數(shù)回歸到上下限范圍內(nèi)時，中央處理單元下達指令，自動閉合控制器；

⑷數(shù)據(jù)采集器對各路負荷的功率因數(shù)進行實時監(jiān)測，當(dāng)該路負荷的功率因數(shù)低于某一下限值時，采集器自動實時一級報警，并延時；若在延時結(jié)束后該負荷的功率因數(shù)仍未恢復(fù)至要求范圍之內(nèi)時，采集器實施第二輪報警，在第二輪延時結(jié)束后，采集器將對功率因數(shù)仍未恢復(fù)到要求范圍內(nèi)的負荷，另外輸出一個開關(guān)控制量，以便用戶切投功率因數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)備；

⑸采集器對各路負荷的諧波進行檢測，在檢測到諧波分量大于某一上限值時，輸出一個開關(guān)量；

⑹采集器對各路負荷的功率因數(shù)進行實時監(jiān)測，當(dāng)該路負荷的功率因數(shù)低于某一下限值時，采集器自動實時一級報警，并延時；若在延時結(jié)束后該負荷的功率因數(shù)仍未恢復(fù)至要求范圍之內(nèi)時，采集器實施第二輪報警，在第二輪延時結(jié)束后，采集器將對功率因數(shù)仍未恢復(fù)到要求范圍內(nèi)的負荷，另外輸出一個開關(guān)控制量，以便用戶切投功率因數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)備。