[發(fā)明專利]一種超低功率損耗的計數(shù)器總線數(shù)據(jù)采集器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210397957.5
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102945594A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何學(xué)軍;楊甫勇;孫梓鋒;蔣建榮;朱元國;劉健;楊玉婷;胡雪嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市中電電力技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00;G05B19/418
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 張皋翔

1.一種超低功率損耗的計數(shù)器總線數(shù)據(jù)采集器，包括集成有通用異步接收/發(fā)送裝置UART芯片的主CPU模塊、分別與所述主CPU模塊連接的具有定時中斷功能的時鐘模塊、存儲器、RS-485通信模塊、電源模塊，以及指示燈，

所述主CPU模塊用于根據(jù)模塊本身的控制邏輯和其他模塊提供的信號，控制和訪問其他模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器的相關(guān)功能，所述主CPU模塊根據(jù)采集時間間隔設(shè)定時鐘模塊的輸出時間間隔，所述時鐘模塊在設(shè)定輸出時間間隔后輸出啟動采集脈沖至所述主CPU模塊，所述主CPU模塊在接收到時鐘模塊輸出的啟動采集脈沖后，啟動采集程序，不需人工或者其他輔助設(shè)備干預(yù)，

所述存儲器用于存儲采集方案和采集到的數(shù)據(jù)，所述采集方案包括采集時間間隔、采集數(shù)據(jù)點個數(shù)，

所述RS-485通信模塊用于上位機與區(qū)域所有計量儀表之間進行通訊，所述上位機通過所述RS-485通信模塊訪問M-Bus數(shù)據(jù)采集器，通信命令將所述主CPU模塊從待機狀態(tài)喚醒，對上位機命令進行解析，從所述存儲器獲取相應(yīng)的采集方案數(shù)據(jù)，組成通信幀返回相應(yīng)的命令，所述RS-485通信模塊功能還包括支持通信口程序在線升級，對M-Bus數(shù)據(jù)采集器的固件進行更新，全部操作通過通信口進行，

其特征在于：

所述主CPU模塊是采用由所述時鐘模塊喚醒的16位FIash型MSP430系列超低功率損耗單片機的主CPU模塊，所述超低功率損耗是長期運行功率損耗低于0.1W，可以顯著降低整機功率損耗；

所述RS-485通信模塊是采用高速隔離芯片隔離且由所述時鐘模塊喚醒的RS-485通信模塊，具有較高的抗干擾能力，所述RS-485通信模塊讀取全部數(shù)據(jù)僅需要40分鐘；

設(shè)有采集數(shù)據(jù)的M-Bus通信采集模塊，所述M-Bus通信采集模塊通過訪問采集器的M-Bus數(shù)據(jù)總線依次訪問M-Bus數(shù)據(jù)總線上的所有計量儀表進行抄表，現(xiàn)場實時采集與讀取其計量數(shù)據(jù)，并存儲至所述存儲器中，?所述M-Bus通信采集模塊包括電平轉(zhuǎn)換電路、保護電路，以及M-bus總線電源控制電路，所述電平轉(zhuǎn)換電路與所述主CPU模塊的UART芯片連接。

2.如權(quán)利要求1所述的超低功率損耗的計數(shù)器總線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于：

所述主CPU模塊在1.8～3.6V電壓、1MHz的時鐘條件下，耗電電流在400μA以內(nèi)，在非采集狀態(tài)時待機電流僅為2.6μA，從待機模式喚醒時間僅為6μs，有著極低的功率損耗和較高的響應(yīng)速度；

所述主CPU模塊的UART芯片每隔6小時對M-Bus數(shù)據(jù)總線上的所有計量儀表進行一次輪詢檢測；

如果M-Bus數(shù)據(jù)總線上的所有計量儀表都未回復(fù)，則判定M-Bus數(shù)據(jù)總線出現(xiàn)故障；

如果M-Bus數(shù)據(jù)總線上的部分計量儀表未回復(fù)，則判定有部分計量儀表出現(xiàn)故障，將故障狀態(tài)進行保存；

如果連續(xù)兩次都沒有回復(fù)，則判定該臺計量儀表損壞，用標志字進行標識并存儲至所述存儲器中，上位機通過所述RS-485通信模塊讀取計量儀表是否有相應(yīng)的標志字，以及采集器運行燈是否快速閃爍，診斷M-Bus數(shù)據(jù)總線和所有計量儀表是否出現(xiàn)故障，及時維修或者更換損壞的M-Bus數(shù)據(jù)總線和計量儀表。

3.如權(quán)利要求1或2所述的超低功率損耗的計數(shù)器總線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于：

所述M-Bus通信采集模塊抄表失敗時，會自動連續(xù)讀取3次數(shù)據(jù)，以排除計量儀表出現(xiàn)的故障，保證抄表成功率達到100%。

4.如權(quán)利要求3所述的超低功率損耗的計數(shù)器總線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于：

所述M-Bus總線電源控制電路由光電耦合器和功率開關(guān)器件組成，所述光電耦合器的一輸入端與所述主CPU模塊的一I/O口連接，所述功率開關(guān)器件的一輸出端與M-Bus總線的正極性端M-BUS+連接，M-Bus總線電源由所述主CPU模塊通過I/O口控制，在通信開始前接通M-Bus總線電源，并在通信完成后立即關(guān)閉M-Bus總線電源，以進一步節(jié)省系統(tǒng)功率損?耗。

5.如權(quán)利要求4所述的超低功率損耗的計數(shù)器總線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于：

所述M-Bus數(shù)據(jù)總線與64臺計量儀表連接，每小時采集一次計量數(shù)據(jù)，其輸出功率為3W，M-Bus數(shù)據(jù)總線關(guān)閉后系統(tǒng)功率損耗僅為0.1W。

6.如權(quán)利要求5所述的超低功率損耗的計數(shù)器總線數(shù)據(jù)采集器，其特征在于：

所述時鐘模塊是采用帶溫度補償?shù)男酒琑X8025T的時鐘模塊，時鐘精度小于0.5秒/日。