AC米兰官网-建筑能耗数据采集器的制作方法

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　　本专利针对现有建筑能耗数据采集器功能单一、传输安全性差的问题，提出一种集成ARM处理器、多协议通信接口（RS-485/M-BUS/GPS/GPRS）及数据加密功能的采集器。通过环路自愈式总线提升可靠性，支持分项能耗数据解析与断点续传，实现多信道并发传输及MD5加密，满足建筑能耗监测系统对数据完整性与实时性的需求。

　　本实用新型涉及建筑能耗数据采集装置，尤其涉及一种可对多种建筑能耗数据(用电量、 水耗量、煤气量、耗热(冷)量等)进行采集、解析处理、分类分项存储并可通过多种信道

　　建筑节能属消费领域，不同于物质生产领域；不能单纯追求提高能源利用效率，而要从 降低能源消费总量出发，倡导节约能源的消费模式；建筑节能不能采用贴标签式，单纯 追求采用了多少节能技术，更重要的是看实际消耗了多少能源，应该从实际用能数据出发。 目前，建筑的运行能耗大约为全社会商品用能的三分之一，并且是具有节能潜力最大的用能 领域。在所有民用建筑中，节能潜力最大的是国家机关办公建筑和大型公共建筑。为指导各 地国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设，住房和城乡建设部组织有关专家， 以中国现行相关标准为依据，于2008年6月研究制定了国家机关办公建筑和大型公共建筑能 耗监测系统--《分项能耗数据采集技术导则》、《分项能耗数据传输技术导则》、《楼宇分项计 量设计安装技术导则》、《数据中心建设与维护技术导则》、《建设、验收与运行管理规范》；同 时于2009年2月下发了国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统一《软件开发指导说 明书》。能耗监测系统一般由数据采集子系统、数据中转站和数据中心组成。数据采集子系统 由监测建筑中的各计量装置、数据采集器和数据采集软件系统组成。其中，数据采集器是构成 能耗监测系统的关键设备之一，其作用是在一个区域内，通过信道对其管辖的各类表计的 信息进行采集、处理和存储，并通过远程信道与数据中心交换数据。但目前市场上见到的数 据采集器其功能较为单一，无加密处理能力，数据的采集、传输不便。 发明内容

　　本实用新型的目的就是为了解决现有数据采集器功能单一，数据采集、传输不便等问题， 提供一种具有结构简单，成本低，具有数据传输安全性好，可靠性高等优点的建筑能耗数据

　　一种建筑能耗数据采集器，它包括ARM处理器IC1，它的输入端分别与电源电路、存储 装置连接；输出端与显示电路连接；同时A賜处理器IC1还与数据远传电路、建筑能耗数据 采集电路和转换电路双向通信。

　　所述电源电路包括滤波电路ICIO，滤波电路IC10与电源IC11电连接，电源IC11与ARM 处理器IC1的输入端电连接。

　　所述显示电路包括LED电路IC8和LCD电路IC9, IC8完成采集器工作状态指示，IC9实 现工作参数及结果的显示。

　　所述数据远传电路包括网络接口 IC3、网卡滤波电路IC4和无线、 GPS/GPRS 模块，实现数据的有线方式、无线方式并发发送；其中，无线与GPS/GPRS模块 连接；网络接口 IC3与网卡滤波电路IC4连接，网卡滤波电路IC4与RJ45接口连接。

　　所述建筑能耗数据采集电路由环路自愈式RS-485接口电路IC5和M-BUS接口电路IC6组 成，环路自愈式RS-485接口电路IC5与485接口的计量装置连接；M-BUS接口电路IC6则与 无源远传计量装置连接。

　　所述转换电路包括RS-232转换/光电接口电路IC12, RS-232转换/光电接口电路IC12与 手持式设备PDA或移动式设备笔记本电脑连接。

　　本建筑能耗数据采集器是采用符合各相关行业智能仪表标准的各种有线或无线物理 接口和通信协议，严格按照上述国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设的有关技术导则、管理规范和行业标准研制的，其与现有的电表、水表、煤气表等的集中采集 器的显著区别是(1)单台数据采集器完成国家机关办公建筑和大型公共建筑分类(分项) 能耗数据的采集，包括电量、水耗量、燃气量(天然气量或煤气量)、集中供热耗热量、集中 供冷耗冷量；(2)支持多种数据传输协议与现场计量装置的连接采用M0DBUS协议或符合 《多功能电能表通信规约》DL/T645-1997中的有关规定、M-BUS协议或符合《户用计量仪表 数据传输技术条件》CJ/T 188-2004的规定；与数据中心的连接采用TCP/IP协议；(3)数据 采集器依据设定的时间间隔将采集到或经处理后的能耗数据定时远传，并支持并发发送，且 对远传的数据包使用MD5算法进行加密处理。

　　本实用新型是以ARM为核心、基于RTOS的具有自主知识产权的专用嵌入式系统，采用 低功耗、高可靠性设计，功率小于IOW，平均无故障时间(MTBF)不小于3万小时。是国家 机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统中的关键设备，具有良好的应用前景。

　　(1) 提供多组环路自愈式RS-485、无线通信、光电通信接口，采用M0DBUS协议或符合 〈(多功能电能表通信规约》DL/T 645-1997中的有关规定；采用M-BUS协议或符合《户用计

　　量仪表数据传输技术条件》CJ/T 188-2004的规定；支持同时对不同用能种类的计量装置进 行数据采集，包括电能表(含单相电能表、三相电能表、多功能电能表)、水表、燃气表、热 (冷)量表等；

　　(3) 数据采集器支持根据数据中心命令和主动定时向计量装置发送请求命令两种模式；

　　(4) 数据采集器依据设定的时间间隔将采集到或经处理后的能耗数据定时远传，并对远 传的数据包使用MD5算法进行加密处理；

　　(5) 如因传输网络故障等原因未能将数据定时远传，则待传输网络恢复正常后数据采集 器应利用存储的数据进行断点续传；

　　(8) 数据采集器具备自动恢复功能，在无人值守情况下可以从故障中恢复正常工作状态。

　　其中，1. RJ45接口， 2.无源远传计量装置，3.手持式设备PDA或移动式设备笔记本 电脑，4. GPS/GPRS模块，5. 485接口的计量装置。

　　图l中，它包括ARM处理器IC1，它的输入端分别与电源电路、存储装置连接；输出端 与显示电路连接；同时ARM处理器IC1还与数据远传电路、建筑能耗数据采集电路和转换电 路双向通信。

　　电源电路包括滤波电路ICIO，滤波电路IC10与电源IC11电连接，电源IC11与ARM处 理器IC1的输入端电连接，为系统提供稳定的+5V、 +2.5V、 +3，3￥电源。

　　存储装置为固体硬盘IC7,采用容量为16MB、型号为K9F2808的芯片，实现工作参数及 数据解析处理结果的保存，用于存储系统工作参数和一个月的能耗数据。

　　显示电路包括LED电路IC8和LCD电路IC9， IC8完成采集器工作状态指示，IC9实现工 作参数及结果的显示。

　　数据远传电路包括网络接口 IC3(RTL8019AS)、网卡滤波电路IC4(FB2022)和无线、 GPS/GPRS模块，实现数据的有线方式、无线方式并发发送；其中，无线与GPS/GPRS模块4连接；网络接口 IC3与网卡滤波电路IC4连接，网卡滤波电路IC4与RJ45 接口 l连接。

　　建筑能耗数据采集电路由环路自愈式RS-485接口电路IC5和M-BUS接口电路IC6 (TSS721A)组成，环路自愈式RS-485接口电路IC5与485接口的计量装置5连接；M-BUS 接口电路IC6则与无源远传计量装置2连接。电路IC5为环路自愈式RS-485接口电路，该电 路由相对独立的2路RS-485输出在远端闭合，组成环路，当RS-485通信线在某处断开时， 其后的计量装置仍然可以从环路的另一部分完成与数据采集器间的通信.环路自愈式结构大 大增加了 RS-485总线的通信可靠性,解决了 RS-485总线断线、接头连接不牢等导致RS-485 通信中断的难题。M-BUS湊口电路IC6可以多种拓扑形式与无源直读式远传计量装置连接， 计量装置通过总线获得电源，计量装置仅在读数时加电运行，系统平时不工作，不用电，无 功耗。

　　转换电路包括RS-232转换/光电接口电路IC12， RS-232转换/光电接口电路IC12与手持 式设备PDA或移动式设备笔记本电脑3连接。 系统工作原理为

　　建筑能耗数据采集器是构成建筑能耗监测系统的关键设备之一，该采集器通过环路自愈 式RS-485通信接口，采用MODBUS协议或符合《多功能电能表通信规约》DL/T 645-1997中 的有关规定以及通过M-BUS接口，采用M-BUS协议或符合《户用计量仪表数据传输技术条件》 CJ/T 188-2004的规定实现同时对不同用能种类的计量装置进行数据采集，包括电能表(含 单相电能表、三相电能表、多功能电能表)、水表、燃气表、热(冷)量表等，在对采集数据 进行解析处理后，可依据要求并发发往数据中心。其中数据采集方式及时间间隔、数据解析 处理算法、系统工作参数等可灵活设置。

　　权利要求1.一种建筑能耗数据采集器，其特征是，它包括ARM处理器IC1，它的输入端分别与电源电路、存储装置连接；输出端与显示电路连接；同时ARM处理器IC1还与数据远传电路、建筑能耗数据采集电路和转换电路双向通信。

　　2. 如权利要求1所述的建筑能耗数据采集器，其特征是，所述电源电路包括滤波电路 IC10,滤波电路IC10与电源IC11电连接，电源ICll与ARM处理器IC1的输入端电连接。

　　3. 如权利要求1所述的建筑能耗数据采集器，其特征是，所述存储装置为固体硬盘IC7， 实现工作参数及数据解析处理结果的保存。

　　4. 如权利要求1所述的建筑能耗数据采集器，其特征是，所述显示电路包括LED电路IC8 和LCD电路IC9, IC8完成采集器工作状态指示，IC9实现工作参数及结果的显示。

　　5. 如权利要求1所述的建筑能耗数据采集器，其特征是，所述数据远传电路包括网络接 口 IC3、网卡滤波电路IC4和无线、 GPS/GPRS模块，实现数据的有线方式、无 线方式并发发送；其中，无线与GPS/GPRS模块连接；网络接口IC3与网卡滤波 电路IC4连接，网卡滤波电路IC4与RJ45接口连接。

　　6. 如权利要求1所述的建筑能耗数据采集器，其特征是，所述建筑能耗数据采集电路由 环路自愈式RS-485接口电路IC5和M-BUS接口电路IC6组成，环路自愈式RS-485接口电路 IC5与485接口的计量装置连接；M-BUS接口电路IC6则与无源远传计量装置连接。

　　7. 如权利要求1所述的建筑能耗数据采集器，其特征是，所述转换电路包括RS-232转换 /光电接口电路IC12， RS-232转换/光电接口电路IC12与手持式设备PDA或移动式设备笔记 本电脑连接。

　　专利摘要本实用新型公开了一种建筑能耗数据采集器。它解决了现有数据采集器功能单一，数据采集、传输不便等问题，具有结构简单，成本低，具有数据传输安全性好，可靠性高等优点。其结构为它包括ARM处理器IC1，它的输入端分别与电源电路、存储装置连接；输出端与显示电路连接；同时ARM处理器IC1还与数据远传电路、建筑能耗数据采集电路和转换电路双向通信。