[实用新型]一种超低功率损耗的计数器总线数据采集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及数据采集，特别是涉及一种超低功率损耗的计数器总线数据采集器。 

背景技术

能源管理系统中的自动化集群抄表广泛应用计数器总线(Meter-Bus，缩略词为M-Bus)进行数据远传，其采用普通的两芯电缆连接，同时完成提供表计电源和数据通信的功能，传送数据能力、速度和数量完全可以满足要求。现有的具有现场实时数据采集和通信转换功能的M-Bus数据采集器，将M-Bus的接口转换为RS-232总线或者RS-485总线，由上位机通过RS-232总线或者RS-485总线访问采集器，现场实时采集智能化水表或者智能化气表(以下统称计量仪表)的数据，M-Bus数据采集器需要保持在运行状态以备进行采集，因此，功率损耗比较大，例如以一个抄表终端的功率损耗为2W计算，六千个集群抄表终端的总功率损耗为12KW，年耗电费用数万元，浪费大量资源。而且，每次通信都要经过RS-485总线，以及M-Bus总线，不仅降低了系统可靠性，直接影响抄表成功率，而且，由于RS-485总线相对速度比较高，实用最高速率可达38400bps，而M-Bus总线相对速度比较低速，实用最高速率只有9600bps，M-Bus数据采集器花大量的时间等待M-Bus网络的回复，相应增加了功率损耗。特别是现有的M-Bus数据采集器无数据存储功能和自动诊断功能，不能对相应的能源消耗进行追溯，也不能诊断计量仪表的故障。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种超低功率损耗的计数器总线数据采集器。 

本实用新型的技术问题通过以下技术方案予以解决。 

这种超低功率损耗的计数器总线数据采集器，包括集成有通用异步接收/发送装置(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，缩略词为UART)芯片的主CPU模块、分别与所述主CPU模块连接的具有定时中 断功能的时钟模块、存储器、RS-485通信模块、电源模块，以及指示灯。 

所述主CPU模块用于根据模块本身的控制逻辑和其他模块提供的信号，控制和访问其他模块，实现数据采集器的相关功能，所述主CPU模块根据采集时间间隔设定时钟模块的输出时间间隔，所述时钟模块在设定输出时间间隔后输出启动采集脉冲至所述主CPU模块，所述主CPU模块在接收到时钟模块输出的启动采集脉冲后，启动采集程序，不需人工或者其他辅助设备干预。 

所述存储器用于存储采集方案和采集到的数据，所述采集方案包括采集时间间隔、采集数据点个数。 

所述RS-485通信模块用于上位机与区域所有计量仪表之间进行通讯，所述上位机通过所述RS-485通信模块访问M-Bus数据采集器，通信命令将所述主CPU模块从待机状态唤醒，对上位机命令进行解析，从所述存储器获取相应的采集方案数据，组成通信帧返回相应的命令，所述RS-485通信模块功能还包括支持通信口程序在线升级，对M-Bus数据采集器的固件进行更新，全部操作通过通信口进行。 

这种超低功率损耗的M-Bus数据采集器的特点是： 

所述主CPU模块是采用由所述时钟模块唤醒的16位FIash型MSP430系列超低功率损耗单片机的主CPU模块，所述超低功率损耗是长期运行功率损耗低于0.1W，可以显著降低整机功率损耗。 

所述RS-485通信模块是采用高速隔离芯片隔离且由所述时钟模块唤醒的RS-485通信模块，具有较高的抗干扰能力，所述RS-485通信模块读取全部数据仅需要40分钟，而在上位机中心站与所有计量仪表之间采用波特率为9600bps的信号转换器进行通讯连接的，需要200分钟。 

设有采集数据的M-Bus通信采集模块，所述M-Bus通信采集模块通过访问采集器的M-Bus总线依次访问M-Bus总线上的所有计量仪表进行抄表，现场实时采集与读取其计量数据，并存储至所述存储器中，所述M-Bus通信采集模块包括电平转换电路、保护电路，以及M-bus总线电源控制电路，所述电平转换电路与所述主CPU模块的UART芯片连接。 

本实用新型的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。 

所述主CPU模块在1.8～3.6V电压、1MHz的时钟条件下，耗电电流 在400μA以内，在非采集状态时待机电流仅为2.6μA，从待机模式唤醒时间仅为6μs，有着极低的功率损耗和较高的响应速度； 

所述主CPU模块的UART芯片每隔6小时对M-Bus总线上的所有计量仪表进行一次轮询检测；