本实用新型专利技术公开了环保数据采集装置，其特征在于，包括：主控单元、开关电源、备用电池、采集模块和端子台；主控单元集成RS232接口、RS485接口、GPRS模块和电池管理电路，开关电源与电池管理电路相连，将外部输入的工频电源转换为直流电源，将电能传输至主控单元；备用电池与电池管理电路相连，在外部的工频电源断开时将电能传输至主控单元；采集模块挂接在主控单元的RS485总线上，采集模块集成多路开关量输入接口、多路模拟量输入接口和多路继电器输出接口；主控单元的RS232接口、RS485接口和采集模块通过端子台与外部相应的装置相连。该装置拥有继电器输出端口，可以控制外部设备动作，使得上位机可以对现场的阀门或电泵进行控制。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及数据采集
，特别涉及一种环保数据采集装置。
技术介绍
2015年I月I日，新环境保护法正式实施，未来我国还会逐渐完善环境保护制度，深化资源性产品价格和税费改革，建立反映市场供求和资源稀缺程度、体现生态价值和代际补偿的资源有偿使用制度和生态补偿制度。积极开展节能量、碳排放权、排污权、水权交易试点。排污权交易要以污染物总量控制为前提，环保数据采集传输装置是污染物总量控制系统的重要组成部分，通过环保数据采集传输装置可将现场数据传送给环保局数据平台，从而使当地环保局可以对污染企业排放的水、气等信息进行统计分析，并进行计量控制，实现排污权的交易，最终达到对排污和治理的精确管理。现有主流环保数据采集传输仪产品的技术方案是以ARM芯片为主控芯片搭建系统，外扩存储器芯片及外围电路。采集接口包括多路RS232或RS485通信接口、Al模拟采样接口、以及0-5V开关量输入接口，环保数据采集传输仪可通过采集接口采集现场环保监测设备输出的数据，然后通过有线或无线方式将数据打包上传至地方环保局的环保监控平台。大多数现有产品配备了备用电池，断电后可持续工作一段时间。但市面上现有产品整机的硬件接口在设计时均已固定，不支持采集接口的扩展与更改，在面对不同现场环境时需要使用不同的产品以适应复杂的现场采集需求。而且现有产品在设计时未安装硬件加密芯片，不具备硬件加密功能，传输数据时多使用明文通信，在数据传输过程中易被第三方篡改或拦截。由于排污权交易涉及到经济问题，所以确保环保数据传输的可靠性是必要的。另外目前的环保数据采集传输装置没有继电器输出端口，即使环保监测平台发现现场排污总量超标也无法操作现场阀门或栗，不能对现场设备实施控制。目前的环保数据采集产品的接线方式是从PCB板上的端子直接接线，受制于PCB板的大小及形状，接线端子排列并不整齐，操作空间狭小，不利于现场接线安装。现有的环保数据采集传输装置技术方案存在如下缺点:1、不能实现控制功能，不能通过环保监测平台的上位机对现场设备实施控制；2、现有方案采集接口的数量均已固定，不可扩展，不能随现场的需求变化而改变，难以满足多样化的现场需求；3、现有方案不具备硬件加密芯片，数据易被篡改或拦截，不能保证数据的安全传输。4、接线端子排列不整齐，操作空间小，不便于现场接线。
技术实现思路
本技术的目的是公开一种环保数据采集装置，用以解决现有采集装置不能实现控制功能的缺陷。本技术实施例提供的一种环保数据采集装置，包括:主控单元、开关电源、备用电池、采集模块和端子台；主控单元集成RS232接口、RS485接口、GPRS模块和电池管理电路，开关电源与电池管理电路相连，将外部输入的工频电源转换为直流电源，将电能传输至主控单元；备用电池与电池管理电路相连，在外部的工频电源断开时将电能传输至主控单元;采集模块挂接在主控单元的RS485总线上，采集模块集成多路开关量输入接口、多路模拟量输入接口和多路继电器输出接口；主控单元的RS232接口、RS485接口和采集模块通过端子台与外部相应的装置相连。在上述技术方案中，主控单元包括:核心控制模块及其外围电路；核心控制模块通过IIC总线扩展实时时钟，且通过SPI总线扩展硬件加密电路。在上述技术方案中，还包括串口扩展电路，串口扩展电路与主控单元相连；串口扩展电路包括:译码器、三态门电路、高速光耦、电平转换电路，三态门电路包括多个并列的三态门芯片；译码器的输入端与主控单元的通用接口相连、多路输出端依次与三态门芯片相连，且三态门电路通过高速光耦与电平转换电路相连；主控单元的一路UART接口依次与三态门电路相连。在上述技术方案中，主控单元还集成第一以太网接口和第二以太网接口 ；第一以太网接口包括以太网PHY芯片和第一 RJ45连接器；第二以太网接口包括网卡芯片和第二RJ45连接器；核心控制模块的RMII接口通过以太网PHY芯片与第一 RJ45连接器相连；核心控制模块的SPI总线接口通过网卡芯片与第二 RJ45连接器相连。在上述技术方案中，核心控制模块通过高速光耦与RS485芯片相连，且核心控制模块的一个通用接口通过高速光耦与RS485芯片的使能端相连。在上述技术方案中，RS485总线可挂接多个采集模块。在上述技术方案中，采集模块集成八路开关量输入接口、八路模拟量输入接口和四路继电器输出接口，继电器输出接口与外部的执行机构相连，执行机构包括电磁阀和电栗O在上述技术方案中，还包括报警灯，报警灯与主控单元相连。本技术实施例提供的一种环保数据采集装置拥有控制功能，该装置拥有继电器输出端口，可以控制外部设备动作，使得上位机可以对现场的阀门或电栗进行控制。可在机箱内通过总线扩展多个采集模块，方便扩展采集接口，可以灵活配置，适应现场的不同需求。通过串口扩展电路可以扩展多路串口，提高串口利用率。使用了硬件加密芯片，提高了数据传输过程中的安全性，防止数据被非法篡改或拦截。采用端子台作为现场接线端子，便于现场工人安装，提高了安装可靠性。【附图说明】图1是本技术实施例中环保数据采集装置的第一结构图；图2是本技术实施例中环保数据采集装置的整机结构框图；图3是本技术实施例中主控单元的结构图；图4是本技术实施例中环保数据采集传输装置整体功能框图；图5是本技术实施例中串口扩展电路的电路图；图6是本技术实施例中以太网接口的结构图；图7是本技术实施例中本地RS485总线电路图；图8是本技术实施例中采集模块的结构图；图9是本技术实施例中环保数据采集装置的第二结构图。【具体实施方式】下面结合附图，对本技术的一个【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。本技术实施例提供的一种环保数据采集装置，参见图1所示，包括:主控单元10、开关电源20、备用电池30、采集模块40和端子台50。其中，主控单元10是主要的控制与通信单元，集成RS232接口、RS485接口、GPRS模块和电池管理电路(如图1所示，包括5个RS232接口、3个RS485接口)，还可以继承以太网等通信接口和液晶触摸屏等。开关电源20与电池管理电路相连，将外部输入的220V工频电源转换为直流电源，将电能传输至主控单元10，为主控单元10供电。备用电池30也与电池管理电路相连，在外部的工频电源断开时将电能传输至主控单元10。该备用电池30为充电电池。采集模块40挂接在主控单元的RS485总线上(该RS485总线对应一个RS485接口 )，采集模块40集成多路开关量输入接口、多路模拟量输入接口和多路继电器输出接口。主控单元10的RS232接口、RS485接口和采集模块40通过端子台50与外部相应的装置相连。本实施例中，所有对外接线均在数采仪箱体内部用导线经由导线槽引至端子台，使用端子台进行现场接线，便于用户现场安装。本装置的整机结构框图如图2所示，图中未绘制出箱体的外门，整个采集装置安装在箱体内，箱体上液晶触摸屏部位开窗。图2中的空开关是装置的主电源开关，用于控制工频电源的通断；外置的报警灯用于在有报警事件发生时闪光提醒现场工作人员。其中，参见图3所示，主控单元10包括:核心控制模块及其外围电路。具体的，该核心控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环保数据采集装置，其特征在于，包括：主控单元、开关电源、备用电池、采集模块和端子台；所述主控单元集成RS232接口、RS485接口、GPRS模块和电池管理电路，所述开关电源与所述电池管理电路相连，将外部输入的工频电源转换为直流电源，将电能传输至所述主控单元；所述备用电池与所述电池管理电路相连，在外部的工频电源断开时将电能传输至所述主控单元；所述采集模块挂接在所述主控单元的RS485总线上，所述采集模块集成多路开关量输入接口、多路模拟量输入接口和多路继电器输出接口；所述主控单元的RS232接口、RS485接口和所述采集模块通过所述端子台与外部相应的装置相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝伟琦，何传亮，王洋，马晓光，李新军，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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