CN113163275B - 热量表数据采集器及其采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采集器技术领域，具体涉及一种热量表数据采集器及其采集方法。该热量表数据采集器包括控制器MCU，控制器MCU连接有Mbus采集模块及485采集模块，Mbus采集模块与485采集模块之间设置跳线帽；Mbus采集模块包括Mbus发送电路、Mbus接收电路、Mbus采集电路及过载保护电路；控制器MCU包括控制单元连接的存储单元、计时单元及通讯单元，控制单元主要用于进行信息处理及接收发送相关控制指令，存储单元主要用于存储有关数据信息，计时单元主要用于进行时间计时，通信单元主要用于进行信息通信，控制单元通过通讯单元通讯连接上位机及服务器；控制单元包括调参模块，提供一种保证采集效率和采集安全稳定性的热量表数据采集器。

Description

热量表数据采集器及其采集方法

技术领域

本发明涉及采集器技术领域，具体涉及一种热量表数据采集器及其采集方法。

背景技术

MBUS是集中抄表***中采集器与仪表之间一种主要的通信方式，现有采集器的MBUS通信电路，一般采用几十欧姆的采样电阻来对MBUS从站返回的调制电流信号进行采样识别，采样电阻越大，对返回信号的识别效果越好。但在从站较多、负载电流较大的情况下，采样电阻会对MBUS发送的调制电压信号造成影响，导致电压降低、压差波动。且存在MBUS采集与485采集不兼容的情况，难以满足不同的需求。同时现有的采集器往往不带有离线采集的功能和过载保护功能，影响采集效率及采集的安全稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种保证采集效率和采集安全稳定性的热量表数据采集器。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：热量表数据采集器，包括控制器MCU，所述控制器MCU连接有Mbus采集模块及485采集模块，所述Mbus采集模块与485采集模块之间设置跳线帽；

所述Mbus采集模块包括Mbus发送电路、Mbus接收电路、Mbus采集电路及过载保护电路；

所述控制器MCU包括控制单元连接的存储单元、计时单元及通讯单元，所述控制单元主要用于进行信息处理及接收发送相关控制指令，所述存储单元主要用于存储有关数据信息，所述计时单元主要用于进行时间计时，计时单元采用DS1302实时时钟，所述通讯单元主要用于进行信息通信，控制单元通过通讯单元通讯连接上位机及服务器；

所述控制单元包括调参模块。

本申请设置，兼容485采集与Mbus采集，以满足不同的采集需求，增加过载保护功能，提高设备采集的安全稳定性，设置单独的存储单元，便于在离线状态下采集数据并存储，保证采集效率。

所述Mbus发送电路包括连接控制器MCU的电阻R22，电阻R22连接有电阻R23，所述电阻R22及电阻R23连接三极管Q2的基级，所述三极管Q2的集电极连接电阻R21，所述电阻R21连接有三极管Q1基级，所述三极管Q1的集电极及发射极均连接36V电压总线，所述三极管Q1集电极连接快恢复二极管D3，快恢复二极管D3连接24V电压总线；

所述快恢复二极管D3通过自恢复保险丝F1连接MBUS+，快恢复二极管D3连接有电阻R24，所述电阻R24连接有三极管Q3的基级，所述三极管Q3发射极连接自恢复保险丝F1，三极管Q3集电极连接电阻R28，电阻R28连接MBUS-。控制器MCU的TX引脚连接电阻R22，初始状态下，连接24V电压总线，当接收到要发送的数据信号时，经过电阻R22及电阻R23后，三极管Q2打开，在三极管Q1的基级施加低电平，使得三极管Q1导通，从而接通36V电压总线，信号结束后恢复至24V。根据信号的变化形成脉冲信号，通过脉冲信号将数据传送出去，自恢复保险丝F1可以在负载出现短路时起到保护作用，防止器件损坏。

所述Mbus接收电路包括连接MBUS-的取样电阻R31及电阻R34，所述电阻R34通过双向二极管Z4连接MBUS+，双向二极管Z4连接电阻R25，所述取样电阻R31连接有电阻R32及电阻R38，电阻R25及电阻R38均接地，此处可以得到电压约为0.15V的信号；

还包括运算器U8及触发器U7，运算器U8的2引脚连接电阻R32，运算器U8的3引脚连接电阻R34，电阻R34连接电阻R35，运算器U8的1引脚及2引脚连接有电阻R37，电阻R37连接二极管D4的正极，此处可以得到放大后的电压约为10V的信号，二极管D4的负极连接电阻R40，电阻R40连接运算器U8的10引脚及电阻R30，运算器U8的1引脚通过电阻R33连接运算器U8的5引脚，运算器U85引脚连接滤波电容C81，运算器U8的6、7引脚相连后通过电阻R41连接9引脚，运算器U8的9引脚通过电阻R45与8引脚相连，电阻R45连接电阻R44，电阻R44连接电阻R36，电阻R35、电阻R30及电阻R36均接地，接收的数据通过运算器U8进行有关数据运算转换等；

所述电阻R44远离电阻R45一端作为输出端连接触发器U7的8引脚及二极管D5的正极，二极管D5的负极连接3.3V电压，此时触发器U7的8引脚的电压最高为3.3V，接收的数据通过运算器U8处理后，通过触发器U7进行取反滤波，触发器U7的13引脚通过电阻R68接入3.3V电压，触发器U7的3引脚连接控制器MCU，通过触发器U7的3引脚输出MBUS总线接收的处理后数据发送给控制器MCU。

所述Mbus采集电路包括分别连接控制器MCU的电阻R56及电阻62，控制器MCU的RO1引脚连接电阻R56，RO2引脚连接电阻R62；

所述电阻R56连接有电阻R53及电容C22，电阻R53连接3.3V电压，电阻R53及电容C22连接有光电耦合器U10，光电耦合器U10连接有电阻R52、电阻R54、电阻R55及二极管D6，所述电阻R52连接发光二极管LED6正极，所述发光二极管LED6负极连接二极管D6正极及继电器JK1的线圈，二极管D6负极连接电阻R52及继电器JK1线圈，继电器JK1连接MBUS+，所述继电器JK1的一个常开触点连接MBUS+输出的一端，所述电阻R54及电阻R55连接电容C23及电阻R57，所述电容C23及电阻R57连接三极管Q7的基级及发射极，三极管Q7的集电极连接继电器JK1线圈、发光二极管LED6负极及二极管D6正极，三极管Q7的发射极接地；

所述电阻R62连接电阻R59及电容C24，所述电阻R59接3.3V电压，电阻R59及电容C24连接光电耦合器U10，所述光电耦合器U10连接有电阻R58、电阻R61、电阻R60及二极管D7，所述电阻R58连接发光二极管LED7正极，所述发光二级管LED7负极连接二极管D7正极及继电器JK2的线圈，二极管D7负极连接电阻R58及继电器JK2线圈，继电器JK2连接MBUS-，继电器JK2的一个常开触点连接MBUS-输出的一端，电阻R60及电阻R61连接电容C25及电阻R63，电容C25及电阻R63连接三极管Q8的基级及发射极，三极管Q8的集电极连接继电器JK2的线圈、发光二级管LED7负极及二极管D7正极，三极管Q8的发射极接地。针对mbus的采集，使用多个继电器控制各路的通断并搭配光电耦合器进行隔离，加强抗干扰能力，改变原有只能带负载不高于300路的问题。

所述过载保护电路包括连接控制器MCU的电压比较器U9，所述电压比较器U9的5引脚连接电阻R49及电阻R50，电阻50接地，所述电阻R49连接MBUS+，所述电压比较器U9的6引脚连接电阻R47及电阻R48，所述电阻R47接地，电阻R48连接5V电压，所述电压比较器U9的7引脚连接有发光二极管LED4负极，发光二极管LED4正极连接电阻R46，电阻R46连接5V电压。由于MBUS电平是电流信号，存在输出信号短路的情况。一方面使用LM393电压比较器配合控制器MCU400K采样率ADC判断mbus电路是否过载，实现在10ms以内进行短路保护。另一方面，Mbus发送电路中增加自恢复保险丝F1，在检测到MBUS电流超过1A时，进行断开输出保护。具体地说，在MBUS电路接通采集时，采集器接通负载，若输出电压低于7.8V，通过电压比较器U9输出短路信号，控制器MCU通过ADC检测到短路信号后，立刻关闭输出电压三极管Q7及Q8，继电器JK1及JK2断开。5秒后，尝试打开输出，若依然短路，则继电器JK1及JK2断开，关闭输出，否则恢复正常状态，继续采集。若尝试3次后，依旧为短路状态，则结束采集，继电器JK1及JK2断开，输出断开，控制器MCU记录采集遇到过载或短路情况。

所述485采集模块包括连接控制器MCU的485收发模块M1，所述485收发模块M1的8引脚连接电阻R51及电阻R69，9引脚连接电阻R8及电阻R51，电阻R8及电阻R69接地，电阻R58及电阻R51连接二极管D8及二极管D9，电阻R51及电阻R69连接二极管D9及二极管D10，二极管D8、二极管D9及二极管D10连接变压器L3，二极管D10连接电容C2及电阻R67，变压器L3连接放电管G1，放电管G1连接485收发模块M1。在485电平采集上，增加了SMBJ12CA TVS二极管D8、D9及D10，3RM090L放电管G1，增强了防雷和抗浪涌的能力。

调参模块主要用于对采集器连接的服务器IP及端口、采集器时间、默认采集时间、心跳包时间、RTC时间及登记的设备进行读取和修改，也可以根据需求进行采集器最大负数路数的修改设置，以区分不同市场，通过调参模块还可以对采集器进行重启、初始化等操作。

一种热量表数据采集器的采集方法，热量表数据采集器包括在线模式批量采集及离线模式采集，包括以下步骤：

设备信息录入：通过上位机向控制器MCU发送指令，控制器MCU接收上位机发送的指令，添加新的通信的波特率、校验类型、通信协议等参数，以便于随时可以支持新的设备，通过上位机登记设备的ID及型号识别码信息至控制器MCU的Flash；

在线模式批量采集：遍历Flash中所有要采集的设备，控制对应继电器吸合，逐个发送采集指令，收到登记的设备的回复数据后，将回复数据发送至服务器，若继电器不断开，继续发送下一条数据，这样设计，极大的增加了采集数据的效率，经试验，每个阀门采集时间约在3S左右，热表约在5S左右。批量采集完毕后，控制器MCU向服务器发送批量操作完成标志，用来识别批量采集完成，采集器进入空闲状态；

采集器向服务器发送回复数据过程中，服务器接收后会向采集器回复心跳包情况，若采集器多次收不到服务器回复的心跳包情况或采集器连接不到服务器的情况，则采集器进入离线模式，离线模式采集包括：每隔10分钟重启一次搜寻网络，采集器拥有DS1302实时时钟，若当前时间与预设的离线抄表时间相符，采集器根据Flash中已登记的设备ID，对所有的设备进行采集，并把日期时间、是否存在错误信息及采集到的数据记录在Flash中；采集完成后，继续每隔10分钟重新尝试连接服务器，若连接至服务器，则向服务器发送采集器中的离线数据条数，若接收到服务器发送的准备接受离线数据指令，则向服务器依次发送采集到的离线数据信息，全部离线数据信息发送完毕后，向服务器发送批量操作完成标志，用来识别批量采集完成，随后进入空闲状态。

还包括LOG记录及参数调整：在Flash中划分1024个用于记录信息的扇区，将这些信息以记录码的形式加上时间戳保存在存储单元内，存储单元为非易失存储器，这些信息可以方便现场调试人员快速定位采集器的问题，配合调参模块进行信息查看、保存或删除。同时为了现场调试人员调试的方便，通过调参模块还可以对采集器连接的服务器IP及端口、采集器时间、默认采集时间、心跳包时间、RTC时间及登记的设备进行读取和修改，也可以根据需求进行采集器最大负数路数的修改设置，以区分不同市场，通过调参模块还可以对采集器进行重启、初始化等操作。

LOG记录中扇区记录的信息包括但不限于：采集器上线、注册网络失败、连接服务器失败、采集设备失败、MUBS过载、多次收不到服务器心跳包、进入离线模式采集、SIM卡错误及服务器关闭连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种热量表数据采集器及其采集方法，将Mbus采集与485采集兼容整合到一个采集器下，适应更多的采集需求，降低使用成本，增加过载保护功能，提高设备采集的安全稳定性，设置单独的存储单元，便于在离线状态下采集数据并存储，保证采集效率。

附图说明

图1是本发明控制器MCU电路图。

图2是本发明Mbus发送电路电路图。

图3是本发明Mbus接收电路电路图。

图4是本发明Mbus采集电路电路图。

图5是本发明过载保护电路电路图。

图6是本发明485采集模块电路图。

图7是本发明结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

实施例

如图1至图7所示，包括控制器MCU，控制器MCU连接有Mbus采集模块及485采集模块，Mbus采集模块与485采集模块之间设置跳线帽；

Mbus采集模块包括Mbus发送电路、Mbus接收电路、Mbus采集电路及过载保护电路；

控制器MCU包括控制单元连接的存储单元、计时单元及通讯单元，控制单元主要用于进行信息处理及接收发送相关控制指令，存储单元主要用于存储有关数据信息，计时单元主要用于进行时间计时，计时单元采用DS1302实时时钟，通讯单元主要用于进行信息通信，控制单元通过通讯单元通讯连接上位机及服务器；

控制单元包括调参模块。

对于mbus电平：

对于TTL电平：

发送：逻辑‘1’大于2.4V；逻辑‘0’，小于0.8V。

接收：逻辑‘0’大于2.0V；逻辑‘0’，小于1.2V

两种电平的逻辑电平完全不一致因此需要进行电平转换。Mbus电平与TTL电平相互转换硬件电路上的实现方法，通过Mbus发送电路及Mbus接收电路实现。

参见图2，Mbus发送电路包括连接控制器MCU的电阻R22，电阻R22连接有电阻R23，电阻R22及电阻R23连接三极管Q2的基级，三极管Q2的集电极连接电阻R21，电阻R21连接有三极管Q1基级，三极管Q1的集电极及发射极均连接36V电压总线，三极管Q1集电极连接快恢复二极管D3，快恢复二极管D3连接24V电压总线；

快恢复二极管D3通过自恢复保险丝F1连接MBUS+，快恢复二极管D3连接有电阻R24，电阻R24连接有三极管Q3的基级，三极管Q3发射极连接自恢复保险丝F1，三极管Q3集电极连接电阻R28，电阻R28连接MBUS-。控制器MCU的TX引脚连接电阻R22，初始状态下，连接24V电压总线，当接收到要发送的数据信号时，经过电阻R22及电阻R23后，三极管Q2打开，在三极管Q1的基级施加低电平，使得三极管Q1导通，从而接通36V电压总线，信号结束后恢复至24V。根据信号的变化形成脉冲信号，通过脉冲信号将数据传送出去，自恢复保险丝F1可以在负载出现短路时起到保护作用，防止器件损坏。

参见图3，Mbus接收电路包括连接MBUS-的取样电阻R31及电阻R34，电阻R34通过双向二极管Z4连接MBUS+，双向二极管Z4连接电阻R25，取样电阻R31连接有电阻R32及电阻R38，电阻R25及电阻R38均接地，此处可以得到电压约为0.15V的信号；

还包括运算器U8及触发器U7，运算器U8的2引脚连接电阻R32，运算器U8的3引脚连接电阻R34，电阻R34连接电阻R35，运算器U8的1引脚及2引脚连接有电阻R37，电阻R37连接二极管D4的正极，此处可以得到放大后的电压约为10V的信号，二极管D4的负极连接电阻R40，电阻R40连接运算器U8的10引脚及电阻R30，运算器U8的1引脚通过电阻R33连接运算器U8的5引脚，运算器U85引脚连接滤波电容C81，运算器U8的6、7引脚相连后通过电阻R41连接9引脚，运算器U8的9引脚通过电阻R45与8引脚相连，电阻R45连接电阻R44，电阻R44连接电阻R36，电阻R35、电阻R30及电阻R36均接地，接收的数据通过运算器U8进行有关数据运算转换等；

电阻R44远离电阻R45一端作为输出端连接触发器U7的8引脚及二极管D5的正极，二极管D5的负极连接3.3V电压，此时触发器U7的8引脚的电压最高为3.3V，接收的数据通过运算器U8处理后，通过触发器U7进行取反滤波，触发器U7的13引脚通过电阻R68接入3.3V电压，触发器U7的3引脚连接控制器MCU，通过触发器U7的3引脚输出MBUS总线接收的处理后数据发送给控制器MCU。

参见图1及图4，Mbus采集电路包括分别连接控制器MCU的电阻R56及电阻62，控制器MCU的RO1引脚连接电阻R56，RO2引脚连接电阻R62；

电阻R56连接有电阻R53及电容C22，电阻R53连接3.3V电压，电阻R53及电容C22连接有光电耦合器U10，光电耦合器U10连接有电阻R52、电阻R54、电阻R55及二极管D6，电阻R52连接发光二极管LED6正极，发光二极管LED6负极连接二极管D6正极及继电器JK1的线圈，二极管D6负极连接电阻R52及继电器JK1线圈，继电器JK1连接MBUS+，继电器JK1的一个常开触点连接MBUS+输出的一端，电阻R54及电阻R55连接电容C23及电阻R57，电容C23及电阻R57连接三极管Q7的基级及发射极，三极管Q7的集电极连接继电器JK1线圈、发光二极管LED6负极及二极管D6正极，三极管Q7的发射极接地；

电阻R62连接电阻R59及电容C24，电阻R59接3.3V电压，电阻R59及电容C24连接光电耦合器U10，光电耦合器U10连接有电阻R58、电阻R61、电阻R60及二极管D7，电阻R58连接发光二极管LED7正极，发光二级管LED7负极连接二极管D7正极及继电器JK2的线圈，二极管D7负极连接电阻R58及继电器JK2线圈，继电器JK2连接MBUS-，继电器JK2的一个常开触点连接MBUS-输出的一端，电阻R60及电阻R61连接电容C25及电阻R63，电容C25及电阻R63连接三极管Q8的基级及发射极，三极管Q8的集电极连接继电器JK2的线圈、发光二级管LED7负极及二极管D7正极，三极管Q8的发射极接地。针对mbus的采集，使用多个继电器控制各路的通断并搭配光电耦合器进行隔离，加强抗干扰能力，改变原有只能带负载不高于300路的问题。

参见图5，过载保护电路包括连接控制器MCU的电压比较器U9，电压比较器U9的5引脚连接电阻R49及电阻R50，电阻50接地，电阻R49连接MBUS+，电压比较器U9的6引脚连接电阻R47及电阻R48，电阻R47接地，电阻R48连接5V电压，电压比较器U9的7引脚连接有发光二极管LED4负极，发光二极管LED4正极连接电阻R46，电阻R46连接5V电压。由于MBUS电平是电流信号，存在输出信号短路的情况。一方面使用LM393电压比较器配合控制器MCU400K采样率ADC判断mbus电路是否过载，实现在10ms以内进行短路保护。另一方面，Mbus发送电路中增加自恢复保险丝F1，在检测到MBUS电流超过1A时，进行断开输出保护。具体地说，在MBUS电路接通采集时，采集器接通负载，若输出电压低于7.8V，通过电压比较器U9输出短路信号，控制器MCU通过ADC检测到短路信号后，立刻关闭输出电压三极管Q7及Q8，继电器JK1及JK2断开。5秒后，尝试打开输出，若依然短路，则继电器JK1及JK2断开，关闭输出，否则恢复正常状态，继续采集。若尝试3次后，依旧为短路状态，则结束采集，继电器JK1及JK2断开，输出断开，控制器MCU记录采集遇到过载或短路情况，若处于在线模式，向服务器上传报警信息。

参见图6，485采集模块包括连接控制器MCU的485收发模块M1，485收发模块M1的8引脚连接电阻R51及电阻R69，9引脚连接电阻R8及电阻R51，电阻R8及电阻R69接地，电阻R58及电阻R51连接二极管D8及二极管D9，电阻R51及电阻R69连接二极管D9及二极管D10，二极管D8、二极管D9及二极管D10连接变压器L3，二极管D10连接电容C2及电阻R67，变压器L3连接放电管G1，放电管G1连接485收发模块M1。在485电平采集上，增加了SMBJ12CA TVS二极管D8、D9及D10，3RM090L放电管G1，增强了防雷和抗浪涌的能力。通过跳线帽进行485采集模块与Mbus采集模块之间的切换，切换到485采集模块时，实现485电平modbus协议的采集。

调参模块主要用于对采集器连接的服务器IP及端口、采集器时间、默认采集时间、心跳包时间、RTC时间及登记的设备进行读取和修改，也可以根据需求进行采集器最大负数路数的修改设置，以区分不同市场，通过调参模块还可以对采集器进行重启、初始化等操作。

本申请中调参模块python语言，pyqt5框架编写。所有的输入框使用正则表达式限制输入的内容，当检测到输入的内容不正确时，如输入的IPV4地址超过255时，弹出对话框提示用户输入有误重新输入。并可将采集器Flash中存储的地址信息解码，显示在调参模块对话框中。当用户修改，删除，增加地址时，调参模块先对输入的数据进行分条，再通过正则表达式去判断输入的数据是否正确，如果输入正确，再去判断有几个地址需要增加，有几个地址需要修改，有几个地址需要删除，最后将输入的地址重编码，发送给存储单元进行添加，修改，或者删除。

调参模块还可以将读取到的log信息保存至TXT本，方便后期分析。

实施例2

基于实施例1中热量表数据采集器的采集方法，热量表数据采集器包括在线模式批量采集及离线模式采集，包括以下步骤：

设备信息录入：通过上位机向控制器MCU发送指令，控制器MCU接收上位机发送的指令，添加新的通信的波特率、校验类型、通信协议等参数，以便于随时可以支持新的设备，通过上位机登记设备的ID及型号识别码信息至控制器MCU的Flash；

在线模式批量采集：遍历Flash中所有要采集的设备，控制对应继电器吸合，逐个发送采集指令，收到登记的设备的回复数据后，将回复数据发送至服务器，若继电器不断开，继续发送下一条数据，这样设计，极大的增加了采集数据的效率，经试验，每个阀门采集时间约在3S左右，热表约在5S左右。批量采集完毕后，控制器MCU向服务器发送批量操作完成标志，用来识别批量采集完成，采集器进入空闲状态；

采集器向服务器发送回复数据过程中，服务器接收后会向采集器回复心跳包情况，若采集器多次收不到服务器回复的心跳包情况或采集器连接不到服务器的情况，则采集器进入离线模式，离线模式采集包括：每隔10分钟重启一次搜寻网络，

采集器拥有DS1302实时时钟，若当前时间与预设的离线抄表时间相符，采集器根据Flash中已登记的设备ID，对所有的设备进行采集，并把日期时间、是否存在错误信息及采集到的数据记录在Flash中；

采集完成后，继续每隔10分钟重新尝试连接服务器，若连接至服务器，则向服务器发送采集器中的离线数据条数，若接收到服务器发送的准备接受离线数据指令，则向服务器依次发送采集到的离线数据信息，全部离线数据信息发送完毕后，向服务器发送批量操作完成标志，用来识别批量采集完成，随后进入空闲状态；

还包括LOG记录及参数调整，LOG记录及参数调整包括在Flash中划分1024个用于记录信息的扇区，将这些信息以记录码的形式加上时间戳保存在存储单元内，存储单元为非易失存储器，这些信息可以方便现场调试人员快速定位采集器的问题，配合调参模块进行信息查看、保存或删除。同时为了现场调试人员调试的方便，通过调参模块还可以对采集器连接的服务器IP及端口、采集器时间、默认采集时间、心跳包时间、RTC时间及登记的设备进行读取和修改，也可以根据需求进行采集器最大负数路数的修改设置，以区分不同市场，通过调参模块还可以对采集器进行重启、初始化等操作。

LOG记录中扇区记录的信息包括但不限于：采集器上线、注册网络失败、连接服务器失败、采集设备失败、MUBS过载、多次收不到服务器心跳包、进入离线模式采集、SIM卡错误及服务器关闭连接。

在通电60S内，继电器JK1及JK2吸合，可以进行单板工装测试，从而电路部分可以测试24V电压、5V电压及3.3V等电源质量，期间还可以写入采集器ID、日期时间、默认采集时间、心跳包时间，进行短路测试等。

Claims (8)

1.一种热量表数据采集器，其特征在于，包括控制器MCU，所述控制器MCU连接有Mbus采集模块及485采集模块，所述Mbus采集模块与485采集模块之间设置跳线帽；

所述Mbus采集模块包括Mbus发送电路、Mbus接收电路、Mbus采集电路及过载保护电路；

所述控制器MCU包括控制单元连接的存储单元、计时单元及通讯单元，所述控制单元主要用于进行信息处理及接收发送相关控制指令，所述存储单元主要用于存储有关数据信息，所述计时单元主要用于进行时间计时，所述通讯单元主要用于进行信息通信，控制单元通过通讯单元通讯连接上位机及服务器；

所述控制单元包括调参模块；

热量表数据采集器包括在线模式批量采集及离线模式采集，包括以下步骤：

在线模式批量采集：遍历Flash中所有要采集的设备，控制对应继电器吸合，逐个发送采集指令，收到登记的设备的回复数据后，将回复数据发送至服务器，若继电器不断开，继续发送下一条数据，批量采集完毕后，控制器MCU向服务器发送批量操作完成标志，用来识别批量采集完成，采集器进入空闲状态；

离线模式采集包括：每隔10分钟重启一次搜寻网络，若当前时间与预设的离线抄表时间相符，采集器根据Flash中已登记的设备ID，对所有的设备进行采集，并把日期时间、是否存在错误信息及采集到的数据记录在Flash中；采集完成后，继续每隔10分钟重新尝试连接服务器，若连接至服务器，则向服务器发送采集器中的离线数据条数，若接收到服务器发送的准备接受离线数据指令，则向服务器依次发送采集到的离线数据信息，全部离线数据信息发送完毕后，向服务器发送批量操作完成标志，随后进入空闲状态；

所述Mbus采集电路包括分别连接控制器MCU的电阻R56及电阻62；

所述电阻R56连接有电阻R53及电容C22，电阻R53连接3.3V电压，电阻R53及电容C22连接有光电耦合器U10，光电耦合器U10连接有电阻R52、电阻R54、电阻R55及二极管D6，所述电阻R52连接发光二极管LED6正极，所述发光二极管LED6负极连接二极管D6正极及继电器JK1的线圈，二极管D6负极连接电阻R52及继电器JK1线圈，继电器JK1连接MBUS+，所述继电器JK1的一个常开触点连接MBUS+输出的一端，所述电阻R54及电阻R55连接电容C23及电阻R57，所述电容C23及电阻R57连接三极管Q7的基级及发射极，三极管Q7的集电极连接继电器JK1线圈、发光二极管LED6负极及二极管D6正极，三极管Q7的发射极接地；

所述电阻R62连接电阻R59及电容C24，所述电阻R59接3.3V电压，电阻R59及电容C24连接光电耦合器U10，所述光电耦合器U10连接有电阻R58、电阻R61、电阻R60及二极管D7，所述电阻R58连接发光二极管LED7正极，所述发光二级管LED7负极连接二极管D7正极及继电器JK2的线圈，二极管D7负极连接电阻R58及继电器JK2线圈，继电器JK2连接MBUS-，继电器JK2的一个常开触点连接MBUS-输出的一端，电阻R60及电阻R61连接电容C25及电阻R63，电容C25及电阻R63连接三极管Q8的基级及发射极，三极管Q8的集电极连接继电器JK2的线圈、发光二级管LED7负极及二极管D7正极，三极管Q8的发射极接地；

所述485采集模块包括连接控制器MCU的485收发模块M1，所述485收发模块M1的8引脚连接电阻R51及电阻R69，9引脚连接电阻R8及电阻R51，电阻R8及电阻R69接地，电阻R58及电阻R51连接二极管D8及二极管D9，电阻R51及电阻R69连接二极管D9及二极管D10，二极管D8、二极管D9及二极管D10连接变压器L3，二极管D10连接电容C2及电阻R67，变压器L3连接放电管G1，放电管G1连接485收发模块M1。

2.根据权利要求1所述的热量表数据采集器，其特征在于，所述Mbus发送电路包括连接控制器MCU的电阻R22，电阻R22连接有电阻R23，所述电阻R22及电阻R23连接三极管Q2的基级，所述三极管Q2的集电极连接电阻R21，所述电阻R21连接有三极管Q1基级，所述三极管Q1的集电极及发射极均连接36V电压总线，所述三极管Q1集电极连接快恢复二极管D3，快恢复二极管D3连接24V电压总线；

所述快恢复二极管D3通过自恢复保险丝F1连接MBUS+，快恢复二极管D3连接有电阻R24，所述电阻R24连接有三极管Q3的基级，所述三极管Q3发射极连接自恢复保险丝F1，三极管Q3集电极连接电阻R28，电阻R28连接MBUS-。

3.根据权利要求1所述的热量表数据采集器，其特征在于，所述Mbus接收电路包括连接MBUS-的取样电阻R31及电阻R34，所述电阻R34通过双向二极管Z4连接MBUS+，双向二极管Z4连接电阻R25，所述取样电阻R31连接有电阻R32及电阻R38，电阻R25及电阻R38均接地；

还包括运算器U8及触发器U7，运算器U8的2引脚连接电阻R32，运算器U8的3引脚连接电阻R34，电阻R34连接电阻R35，运算器U8的1引脚及2引脚连接有电阻R37，电阻R37连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接电阻R40，电阻R40连接运算器U8的10引脚及电阻R30，运算器U8的1引脚通过电阻R33连接运算器U8的5引脚，运算器U85引脚连接滤波电容C81，运算器U8的6、7引脚相连后通过电阻R41连接9引脚，运算器U8的9引脚通过电阻R45与8引脚相连，电阻R45连接电阻R44，电阻R44连接电阻R36，电阻R35、电阻R30及电阻R36均接地；

所述电阻R44远离电阻R45一端连接触发器U7的8引脚及二极管D5的正极，二极管D5的负极连接3.3V电压，触发器U7的13引脚通过电阻R68接入3.3V电压，触发器U7的3引脚连接控制器MCU。

4.根据权利要求1所述的热量表数据采集器，其特征在于，所述过载保护电路包括连接控制器MCU的电压比较器U9，所述电压比较器U9的5引脚连接电阻R49及电阻R50，电阻50接地，所述电阻R49连接MBUS+，所述电压比较器U9的6引脚连接电阻R47及电阻R48，所述电阻R47接地，电阻R48连接5V电压，所述电压比较器U9的7引脚连接有发光二极管LED4负极，发光二极管LED4正极连接电阻R46，电阻R46连接5V电压。

5.根据权利要求1所述的热量表数据采集器，其特征在于，调参模块主要用于对采集器连接的服务器IP及端口、采集器时间、默认采集时间、心跳包时间、RTC时间及登记的设备进行读取和修改，进行采集器最大负数路数的修改设置，对采集器进行重启、初始化操作。

6.一种应用于权利要求1-5任一所述热量表数据采集器的采集方法，其特征在于，热量表数据采集器包括在线模式批量采集及离线模式采集，包括以下步骤：

设备信息录入：控制器MCU接收上位机发送的指令，添加新的通信的波特率、校验类型、通信协议参数，通过上位机登记设备的ID及型号识别码信息至控制器MCU的Flash；

在线模式批量采集：遍历Flash中所有要采集的设备，控制对应继电器吸合，逐个发送采集指令，收到登记的设备的回复数据后，将回复数据发送至服务器，若继电器不断开，继续发送下一条数据，批量采集完毕后，控制器MCU向服务器发送批量操作完成标志，用来识别批量采集完成，采集器进入空闲状态；

离线模式采集包括：每隔10分钟重启一次搜寻网络，若当前时间与预设的离线抄表时间相符，采集器根据Flash中已登记的设备ID，对所有的设备进行采集，并把日期时间、是否存在错误信息及采集到的数据记录在Flash中；采集完成后，继续每隔10分钟重新尝试连接服务器，若连接至服务器，则向服务器发送采集器中的离线数据条数，若接收到服务器发送的准备接受离线数据指令，则向服务器依次发送采集到的离线数据信息，全部离线数据信息发送完毕后，向服务器发送批量操作完成标志，随后进入空闲状态。

7.根据权利要求6所述的热量表数据采集器的采集方法，其特征在于，还包括LOG记录及参数调整：在Flash中划分1024个用于记录信息的扇区，将这些信息以记录码的形式加上时间戳保存在存储单元内，配合调参模块进行信息查看、保存或删除。

8.根据权利要求7所述的热量表数据采集器的采集方法，其特征在于，采集器内设置SIM卡，LOG记录中扇区记录的信息包括采集器上线、注册网络失败、连接服务器失败、采集设备失败、MUBS过载、多次收不到服务器心跳包、进入离线模式采集、SIM卡错误及服务器关闭连接。

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