基于物联网的工业现场智能通讯管理机制造技术

本实用新型专利技术公开一种基于物联网的工业现场智能通讯管理机，它由内置的数据采集模块、双数据存储模块、数据传输模块、用户接口模块、电源模块组成。数据采集模块支持不同协议，不同类型的设备数据采集，克服以往只能对单一型号，单一协议设备进行采集的缺陷；双数据存储模块可以根据实际需要对数据进行存储和更新；数据传输模块采用集成以太网接口模式，通过简单网页配置实现数据的高速、高效、可靠传输；电源模块采用滤波和稳压处理，输出2种电压类型，给整个装置提供电源。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的工业现场智能通讯管理机
本技术涉及一种基于物联网的工业现场智能通讯管理机，隶属智能监测装置领域，主要适用于对工厂和企业用能的采集、监测和管理层面。
技术介绍
传统的能耗监测系统装置只能对主要的耗能结点进行监测，统计整体的能耗情况，缺乏对具体用能的监测，因此存在大量的管理盲区；同时在数据采集方面，传统的多采用手工记录，缺乏数据的实时性，即使存在智能采集系统，但也只是针对单一类型的用能设备进行采集，使用范围非常有限；此外传统的能耗监测系统对各类采集的用能数据进行网络传输时，往往需要另外配置独立的传输设备，接线复杂，配置难度高，给现场安装人员造成一定负担。也有一些先进的能耗监测系统采用工业控制机PLC作为数据采集的核心，但是整体价位比较高，限制了产品的推广。
技术实现思路
通过克服传统能耗监测系统装置的不足，本技术提供了一种基于物联网的工业现场智能通讯管理机。其集成度高、功能强大，根据协议适配功能自动组成通讯内部网络，支持数据的汇总和分析，具备不断电添加和删除设备功能、任意节点出现异常都不会影响系统整体工作，维护方便，实用性强；其次友好的用户接口，直观方便查看设备运行状态以及异常状况，异常状况可以显示到具体的仪表类型和原因。同时通过简单人机交互，快速完成信息更新和系统调整；互补的双存储模式可以按照实际需要选择不同存储方式，既可以满足数据的及时更新也可以实现数据的永久保存，使设备不受掉电的影响，使用起来更灵活、操作更简单；集成性的以太网接口，体积小、配置简单、稳定性好、速度高、与PC机连接方便； 本技术技术方案:本技术整体结构包含多路数据采集模块、互补型双存储模块、以太网传输模块、用户接口模块、电源模块5部分组成: 多路数据采集模块是基于RS485总线网络的数据采集和控制模块，由低成本、低能耗的微处理器和RS485接口组成。微处理器具备较高的运行速度以及较强的数据处理能力，可以将1 口配置成不同的接口类型。RS485接口采用增强型的RS 485收发器芯片、采用全双工通信、最多可以容纳256个结点，满足多设备的数据采集需求。该模块具备较强的通用性和可扩展性，稳定可靠、易于实现，可以实现对水、电、蒸汽、压缩空气和天然气等用能设备的多通道远距离测控； 互补型双存储模块包括外部Flash数据存储和SD卡存储，分别实现对不同信息的保存。Flash存储通过SPI接口与微处理器连接，存储现场用能监测设备的配置信息(包括初始化配置与用户配置)，实现一次写入，永久保存，使配置信息不再受SD卡插拔的影响；SD卡存储提供了良好的补遗机制，通过SD1接口与微处理器连接。它主要存储需要配置的信息(设备类型、数量和地址等)和历史信息，它配置简单，更改方便，可以根据现场实际情况写入不同配置信息，通过存储数据，实现对历史数据的保存，方便数据的查询和恢复，当整个装置出现损坏时，SD卡可以方便拆卸，实现数据整体转移。双存储模式互相配合使装置使用更灵活，可靠性更强； 以太网传输模块支持TCP、UDP协议和网络中断自动恢复连接功能。提供功能强大的基于Windows平台的管理配置工具，所有设置都可以通过简单的网页配置实现，可灵活配置IP地址、Server和Client模式等。以太网模块通过SPI接口与MCU相连； 用户接口模块包含按键接口和显示接口，实现与系统操作者之间进行信息交换和传输。显示接口能够直观地显示时间和系统运行状态，在用能设备出现故障时，会通过界面显示和命令查询两种方法进行提示。按键接口能够实现系统状态的查询和参数的设置，操作简单，查询方便； 电源模块主要包含稳压电路和滤波电路，负责对整个电路供电，具备过载保护、过电流保护的功能和电磁兼容性好、瞬变响应快的优点； 本技术的有益效果是:通过多路数据采集、存储和传输，可以及时获取现场能耗信息，并以此作为能耗管理的依据，实现能源的最优利用。 【附图说明】 下面结合附图和实施例对本技术进一步说明: 图1是本技术的电路原理图； 图2为本技术的多路数据采集模块结构示意图； 图3为本技术的双数据存储结构示意图； 图4为本技术的以太网模块结构示意图； 图5为本技术的用户接口模块结构示意图； 图6为本技术的RS-232/485接口示意图； 图7为本技术电源模块的示意图； 图8为本技术电源模块外形结构图。 【具体实施方式】 以下结合附图详细叙述本技术的【具体实施方式】: 如图1所示，基于物联网的工业现场智能通讯管理机是由多路数据采集模块、互补型双存储器模块、以太网模块、用户接口模块、电源模块组成。多路数据采集模块采用RS-485接口，直接和微处理器的USART连接，通过串口配置对现场用能设备进行实时监测；FLASH存储模块通过SPI接口直接和微处理器的SPI总线连接，实现对配置信息的断电保存。SD卡存储模块通过SD1接口和微处理器相连，通过文件系统配置，可以满足不同格式的数据存储。以太网模块通过SPI总线与微处理器相连，传输速度可达25Mbps，满足数据的高速、稳定、不间断传输； 如图2所示，RS-485接口模块可以满足网络性和多功能性需求，随着不断增强的功能要求，可以通过编程软件对用能设备进行功能设置，同时与远方监控终端配合，实现远程在线监控； 如图3所示，FLASH和SD卡双存储模式满足不同需求的数据存储要求。FLASH存储模块主要用于存放配置信息和变更信息，避免设备的多次配置。SD卡主要保存历史信息，便于后续的查询和恢复，拆卸方便，受系统影响小。两种存储模式互补使用，使设备性能达到最优； 如图4所示，以太网模块利用以太网技术通过RJ-45接口即可接入局域网或因特网，系统选择Wiznet公司的W5100作为实现入网的控制芯片，与微处理器之间通过SPI总线通信。W5100支持TCP、UDP、ARP等网络协议，4个独立的Socket通信可同时运行，内部16K字节的发送/接收缓冲区可快速进行数据交换，最大通信速率达到25Mbps，提供多种总线(并行总线和SPI总线)； 如图5所示，用户接口模块示意图，IXD模块是由控制驱动模块、接口电路构成，结构紧凑。LCD驱动模块具备较强的移植性和可扩展性，能够把需要的信息及时反应出来，使用方便。按键采用扫描方式实现查询和设置功能。LCD和按键配合，显示对应的用户设置和系统的运行状态。IXD模块、按键直接和微控制器的1 口连接； 如图6所示，为本技术的RS-232/485接口示意图，该电路可用于连接RS-232/485接口的用能监测设备； 如图7所示，为本技术的电源模块示意图，采用不同的降压芯片可以提供5V~3.3V的电源，给微控制器和各个模块供电； 如图8所示，为本技术的外形结构图，它是由多路数据采集模块、互补型双存储模块、以太网传输模块、用户接口模块、电源模块5部分结合而成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于物联网的工业现场智能通讯管理机，它包含多路数据采集模块、互补型双存储模块、数据传输模块、用户接口模块和电源模块,数据采集模块通过RS485接口和现场用能监测设备相连，实现对设备的顺序采集；数据存储模块采用FLASH和SD卡双存储模式，实现互补存储；数据传输模块采用以太网模块实现数据的网络传输；用户接口模块实现设备的设置、查询和显示功能；电源模块为微控制器和所有模块提供电源,数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块和用户接口模块都通过对应接口和微控制器直接相连，实现数据采集、存储、传输功能。

【技术特征摘要】
1.基于物联网的工业现场智能通讯管理机，它包含多路数据采集模块、互补型双存储模块、数据传输模块、用户接口模块和电源模块，数据采集模块通过RS485接口和现场用能监测设备相连，实现对设备的顺序采集；数据存储模块采用FLASH和SD卡双存储模式，实现互补存储；数据传输模块采用以太网模块实现数据的网络传输；用户接口模块实现设备的设置、查询和显示功能；电源模块为微控制器和所有模块提供电源，数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块和用户接口模块都通过对应接口和微控制器直接相连，实现数据采集、存储、传输功能。2.根据权利要求1所述的基于物联网的工业现场智能通讯管理机，其特征在于数据存储模块具备双存储模式，实现互补功能:一个保存配置参数；一个保存传输数据。3.根据权利要求1所述的基于物联网的工业现场智能通讯管理机，其特征在于数据传输模块直接采用以太网接口模块，只需要通过简单网页配置，就可以...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁彦玉，郭金涛，杨静，
申请(专利权)人：武汉麦希力德科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42