CN212208017U - 能源数据监测采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能源数据监测采集终端，包括485接口模块、232接口模块、以太网接口模块、USB接口模块、存储模块、时钟模块、4G模块、LORA模块、按键模块、显示模块、控制模块以及用于供电的电源模块，所述485接口模块、232接口模块、以太网接口模块、USB接口模块、存储模块、时钟模块、4G模块、LORA模块、按键模块、显示模块均与控制模块电连接，所述存储模块用于在网络故障时存储所采集的能源数据，所述控制模块用于在网络恢复时将存储模块所存储的能源数据通过4G模块发送出去。本实用新型可在网络出现故障时本地存储能源数据，并在网络恢复后再上传本地存储的能源数据，保障数据的完整。

Description

能源数据监测采集终端

技术领域

本实用新型涉及能源数据采集技术领域，尤其是一种能源数据监测采集终端。

背景技术

能源数据采集终端用于采集设备运行状态及能耗等能源数据，通常配置有专用的数据接口，以接收设备的能源数据，具有远距离数据传输、数据监测报警等多种功能。对于一些比较重要的数据，要求能源数据采集终端实时上传监测的数据，设备运行状态的数据不能中断，必须是完整的。现有的能源数据采集终端仅能够做到数据实时上传，但当网路出现故障时，处于故障时段的设备运行数据无法上传，设备运行数据就不完整，出现了中断。

实用新型内容

本实用新型提供一种能源数据监测采集终端，可在网络出现故障时本地存储能源数据，并在网络恢复后再上传本地存储的能源数据，保障数据的完整。

本实用新型提供一种能源数据监测采集终端，包括485接口模块、232接口模块、以太网接口模块、USB接口模块、存储模块、时钟模块、4G模块、LORA模块、按键模块、显示模块、控制模块以及用于供电的电源模块，所述485接口模块、232接口模块、以太网接口模块、USB接口模块、存储模块、时钟模块、4G模块、LORA模块、按键模块、显示模块均与控制模块电连接，所述存储模块用于在网络故障时存储所采集的能源数据，所述控制模块用于在网络恢复时将存储模块所存储的能源数据通过4G模块发送出去。

优选的，所述控制模块包括芯片NUC972DF62Y。

优选的，所述存储模块包括存储器芯片MX30LF2G18AC，所述存储器芯片MX30LF2G18AC的12引脚和37引脚与直流电源电连接，7引脚、9引脚和19引脚均通过限流电阻与直流电源电连接，13引脚、36引脚和38引脚均接地；所述存储器芯片MX30LF2G18AC的29引脚、30引脚、31引脚、32引脚、41引脚、42引脚、43引脚和44引脚分别与芯片NUC972DF62Y的123至130引脚电连接，所述存储器芯片MX30LF2G18AC的7引脚、8引脚、9引脚、16引脚、17引脚、18引脚和19引脚分别与芯片NUC972DF62Y的136引脚、135引脚、131引脚、133引脚、132引脚、134引脚和137引脚电连接。

优选的，所述时钟模块包括芯片RX-8025T，芯片RX-8025T的5引脚和6引脚均与电源电连接，直流电源、电阻R623和芯片RX-8025T的2引脚顺次电连接，芯片NUC972DF62Y的4引脚与芯片RX-8025T的2引脚电连接，直流电源、电阻R624和芯片RX-8025T的13引脚顺次电连接，芯片NUC972DF62Y的3引脚与芯片RX-8025T的13引脚电连接。

优选的，所述USB接口模块包括USB接口，USB接口的1引脚与电源相连，USB接口的2引脚、电阻R605和芯片NUC972DF62Y的212引脚顺次电连接，USB接口的3引脚、电阻R606和芯片NUC972DF62Y的213引脚顺次电连接，USB接口的4引脚、电阻R604和芯片NUC972DF62Y的216引脚顺次电连接，USB接口的5引脚接地。

优选的，所述485接口模块包括芯片SP3072E，第一485信号输入端、电阻RT305和芯片SP3072E的6引脚顺次电连接，第二485信号输入端、电阻RT304和芯片SP3072E的7引脚顺次电连接，芯片SP3072E的1引脚与芯片NUC972DF62Y的118引脚电连接，芯片SP3072E的4引脚与芯片NUC972DF62Y的117引脚电连接。

优选的，所述485接口模块设置有三个。

优选的，所述232接口模块包括芯片SP3232EEY，芯片SP3232EEY的14引脚、电阻R324和芯片SP3072E的6引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的13引脚、电阻R325和芯片SP3072E的7引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的11引脚、电阻R327和芯片SP3072E的4引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的12引脚、电阻R326和芯片SP3072E的1引脚顺次电连接；第一备用端口、电阻RT306和二极管TD306的负极顺次电连接，二极管TD306的正极接地，芯片SP3232EEY的7引脚和二极管TD306的负极电连接，第二备用端口、电阻RT307和二极管TD307的负极顺次电连接，二极管TD307的正极接地，芯片SP3232EEY的8引脚和二极管TD307的负极电连接，芯片SP3232EEY的10引脚与芯片NUC972DF62Y的182引脚电连接，芯片SP3232EEY的9引脚与芯片NUC972DF62Y的181引脚电连接。

优选的，所述以太网接口模块包括以太网芯片LAN8720A。

优选的，所述电源模块包括降压模块和稳压模块。

本实用新型具有如下技术效果：本实用新型的能源数据监测采集终端集成了485接口模块、232接口模块、USB接口模块等多种接口，可以接收不同制式的数据，同时还集成了时钟模块和存储模块，当网络出现故障，控制模块无法将数据传输出去，就会将数据存储到存储模块，时钟模块实时记录数据的存储时间，当网络恢复后，控制模块再将存储模块中存储的重新上传，保障数据的完整。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的能源数据监测采集终端的电路结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的控制模块的电路结构示意图；

图3为图2所示控制模块的部分电路结构示意图；

图4为图2所示控制模块的部分电路结构示意图；

图5为图2所示控制模块的部分电路结构示意图；

图6为图2所示控制模块的部分电路结构示意图；

图7为本实用新型一种实施例的存储模块的电路结构示意图；

图8为本实用新型一种实施例的时钟模块的电路结构示意图；

图9为本实用新型一种实施例的USB接口模块的电路结构示意图；

图10为本实用新型一种实施例的485接口模块的电路结构示意图；

图11为本实用新型一种实施例的232接口模块的电路结构示意图；

图12为图11的232接口模块所对应的中间线路的电路结构示意图；

图13为本实用新型一种实施例的以太网接口模块的电路结构示意图；

图14为本实用新型一种实施例的电源模块的电路结构示意图；

图15为本实用新型一种实施例的4G主控芯片的电路结构示意图；

图16为本实用新型一种实施例的SIM卡模块的电路结构示意图；

图17为本实用新型一种实施例的LORA模块的电路结构示意图；

图18为本实用新型一种实施例的按键模块的电路结构示意图；

图19为本实用新型一种实施例的显示模块的电路结构示意图；

图20为本实用新型一种实施例的中间接口的电路结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种能源数据监测采集终端，如图1所示，其包括485接口模块1、232接口模块2、以太网接口模块3、USB接口模块4、存储模块5、时钟模块6、4G模块9、LORA模块10、按键模块11、显示模块12、控制模块7以及用于供电的电源模块8。485接口模块1、232接口模块2、以太网接口模块3、USB接口模块4、存储模块5、时钟模块6、4G模块9、LORA模块10、按键模块11、显示模块12均与控制模块7电连接，电源模块8向需要电源供应的各模块输送直流电源，其可通过变压电路输出各模块所需的电压值。485接口模块1传输485信号，232接口模块2传输232信号，USB接口模块4则可以通过USB数据线进行数据传输。控制模块7通过以太网接口模块3进行数据传输。控制模块7通过4G模块9进行远距离通信，也可通过LORA模块10进行远距离通信，显示模块12包括设置在能源数据监测采集终端表面的显示屏，可以显示能源数据监测采集终端的工作状态、检测到的数据，从而提供交互界面。按键模块11包括多个设置在能源数据监测采集终端表面的按键，用户操作按键，可以更改能源数据监测采集终端内部的一些菜单设定，也可以翻看页面。

存储模块5主要用于在网络出现故障时工作，当无线数据传输出现网络故障，无法将能源数据上传时，控制模块7将控制存储模块5工作，控制模块7将接收到的能源数据存储到本地的存储模块5，时钟模块6将实时记录数据的存储时间。当网络重新恢复后，控制模块7将网络恢复时刻起的能源数据实时上传，同时，将网络故障时段的数据从存储模块5中读取，并再上传，这样，设备的运行状态没有中断，保障了能源数据的完整性。

在一种实施例中，如图2所示，控制模块7包括芯片NUC972DF62Y，芯片NUC972DF62Y的功能强大，引脚众多，为了便于查看其引脚，本实施例将芯片NUC972DF62Y四周的引脚分别通过图3-6进行局部放大展示。

芯片NUC972DF62Y需要3.3V、1.8V和1.2V这三种直流电压信号，因此电源模块8将通过变压输出这种三种电压信号。如图3-6所示，芯片NUC972DF62Y需要连接电源的引脚和需要接地的引脚均为常规接法，在此不做赘述。

下面，将围绕芯片NUC972DF62Y对其他各电路模块进行详细说明。

在一种实施例中，如图7所示，存储模块5包括存储器芯片MX30LF2G18AC，存储器芯片MX30LF2G18AC是存储容量为2G的存储器。存储器芯片MX30LF2G18AC的12引脚和37引脚与3.3V的直流电源电连接，7引脚、9引脚和19引脚分别通过限流电阻R600、R607和R601与3.3V的直流电源电连接，13引和36引脚直接接地，38引脚通过电阻R602接地。

存储器芯片MX30LF2G18AC的29引脚、30引脚、31引脚、32引脚、41引脚、42引脚、43引脚和44引脚分别与芯片NUC972DF62Y的123至130引脚电连接，存储器芯片MX30LF2G18AC的7引脚、8引脚、9引脚、16引脚、17引脚、18引脚和19引脚分别与芯片NUC972DF62Y的136引脚、135引脚、131引脚、133引脚、132引脚、134引脚和137引脚电连接。通过芯片MX30LF2G18AC的29引脚、30引脚、31引脚、32引脚、41引脚、42引脚、43引脚和44引脚进行数据的读写。

在一种实施例中，如图8所示，时钟模块6包括芯片RX-8025T，芯片RX-8025T的5引脚和6引脚均通过二极管4148CC与3.3V的直流电源电连接，芯片RX-8025T的5引脚和6引脚还可以外接电池，如图中I+端口可接电池正极，I-端口可接电池负极，从而在直流电源无法供电时，电池仍然可以供电，保障时钟模块6时钟工作。

3.3V的直流电源、电阻R623和芯片RX-8025T的2引脚顺次电连接，芯片NUC972DF62Y的4引脚与芯片RX-8025T的2引脚电连接，3.3V的直流电源、电阻R624和芯片RX-8025T的13引脚顺次电连接，芯片NUC972DF62Y的3引脚与芯片RX-8025T的13引脚电连接。芯片NUC972DF62Y将通过I2C总线与时钟模块6通信。

在一种实施例中，如图9所示，USB接口模块4包括USB接口MICRO_USB，USB接口的1引脚通过二极管D602与电源相连，同时还通过保险丝RT600与5V的直流电源相连。USB接口的2引脚、电阻R605和芯片NUC972DF62Y的212引脚顺次电连接，USB接口的3引脚、电阻R606和芯片NUC972DF62Y的213引脚顺次电连接，USB接口的4引脚、电阻R604和芯片NUC972DF62Y的216引脚顺次电连接，USB接口的5引脚接地。USB接口的2引脚和3引脚为数据传输引脚，芯片NUC972DF62Y的212引脚和芯片NUC972DF62Y的213引脚分别与USB接口的2引脚和3引脚进行数据传输。本实施例增设了USB接口模块4，通过外接USB可以读取本实施例的能源数据监测采集终端所采集的能源数据，或者向本实施例的能源数据监测采集终端传输能源数据。

在一种实施例中，如图10所示，485接口模块1包括芯片SP3072E，芯片SP3072E为常用的485转换芯片，其包括第一485信号输入端A3和第二485信号输入端B3，1引脚和4引脚作为输出端与芯片NUC972DF62Y电连接。具体的，第一485信号输入端A3、电阻RT305和芯片SP3072E的6引脚顺次电连接，第二485信号输入端B3、电阻RT304和芯片SP3072E的7引脚顺次电连接，芯片SP3072E的1引脚与芯片NUC972DF62Y的118引脚电连接，芯片SP3072E的4引脚与芯片NUC972DF62Y的117引脚电连接。芯片SP3072E的8引脚接3.3V的直流电源，5引脚接地，芯片SP3072E的2引脚和3引脚通过开关管接3.3V的直流电源，芯片NUC972DF62Y的117引脚将影响开关管的通断。由此，实现485信号的传输。芯片SP3072E的其他引脚为常规接法，在此不做赘述。

本实施例中，485接口模块1可设置有三个，如图12所示，共有三组数据输出端口，T_485_1和R_485_1为第一组，T_485_2和R_485_2为第二组，T_485_3和R_485_3为第三组，上述三组端口分别与芯片NUC972DF62Y的105引脚、106引脚、107引脚、108引脚、117和118引脚电连接。

在一种实施例中，如图11所示，232接口模块2包括芯片SP3232EEY，芯片SP3232EEY包括两组信号传输线路，每组信号传输线路包括两条信号传输线路，芯片SP3232EEY的14引脚和11引脚组成第一条信号传输线路，芯片SP3232EEY的13引脚和12引脚组成第二条信号传输线路，这两条信号传输线路形成一组，用于与芯片NUC972DF62Y进行通信。芯片SP3232EEY的7引脚和10引脚组成第一条信号传输线路，芯片SP3232EEY的8引脚和9引脚组成另一条信号传输线路，这两条信号传输线路组成备用的信号传输线路，可作为信号调试测试之用，也作为拓展信号传输路数的备用。

由于232接口模块2的引脚接线比较复杂，需要借助中间线路，结合图11和12所示，芯片SP3232EEY的14引脚、电阻R324和芯片SP3072E的6引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的13引脚、电阻R325和芯片SP3072E的7引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的11引脚、电阻R327和芯片SP3072E的4引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的12引脚、电阻R326和芯片SP3072E的1引脚顺次电连接,相当于与485接口模块1共用了输入输出端口。

第一备用端口DBG_T、电阻RT306和二极管TD306的负极顺次电连接，二极管TD306的正极接地，芯片SP3232EEY的7引脚和二极管TD306的负极电连接，第二备用端口DBG_R、电阻RT307和二极管TD307的负极顺次电连接，二极管TD307的正极接地，芯片SP3232EEY的8引脚和二极管TD307的负极电连接，芯片SP3232EEY的10引脚与芯片NUC972DF62Y的182引脚电连接，芯片SP3232EEY的9引脚与芯片NUC972DF62Y的181引脚电连接。

在一种实施例中，如图13所示，以太网接口模块3包括以太网芯片LAN8720A，以太网芯片LAN8720A的1引脚、19引脚和6引脚通过电容接地，9引脚接3.3v的直流电源，25引脚直接接地，4引脚和5引脚接晶振电路，24引脚通过电阻R410接地。以太网芯片LAN8720A的以ETH0命名的引脚与芯片NUC972DF62Y的对应引脚电连接，实现数据通信。

在一种实施例中，电源模块8可包括降压模块，降压模块将直流电压降低为第电压值的某个电压信号，当然还可包括滤波模块和稳压模块等常见的电源电路。如图14所示，一种实施例的电源模块8使用了芯片MP2451DT，其将12V的直流电压转换为5V的直流电压。

在一种实施例中，如图15和16所示，4G模块9包括4G主控芯片以及SIM卡模块，4G主控芯片采用了芯片EC20CEFBKG，SIM卡模块包括SIM卡座SIM91228，用于安装SIM卡，SIM卡座SIM91228的4引脚和8引脚接地，1引脚与芯片EC20CEFBKG的14引脚电连接，2引脚与芯片EC20CEFBKG的17引脚电连接，3引脚与芯片EC20CEFBKG的16引脚电连接，5引脚与芯片EC20CEFBKG的10引脚电连接，7引脚与芯片EC20CEFBKG的15引脚电连接。通过SIM卡进行4G通讯。

在一种实施例中，如图17所示，LORA模块包括LORA芯片RFM98，LORA芯片RFM98的1引脚和8引脚接地，13引脚与3.3V的直流电源电连接，9引脚和天线电连接，10引脚接地。2-6引脚以及14引脚通过10脚的引线框与芯片NUC972DF62Y电连接。具体的，LORA芯片RFM98的2引脚与芯片NUC972DF62Y的114引脚电连接，LORA芯片RFM98的3引脚与芯片NUC972DF62Y的113引脚电连接，LORA芯片RFM98的4引脚与芯片NUC972DF62Y的112引脚电连接，LORA芯片RFM98的5引脚与芯片NUC972DF62Y的111引脚电连接，LORA芯片RFM98的6引脚与芯片NUC972DF62Y的110引脚电连接，LORA芯片RFM98的14引脚与芯片NUC972DF62Y的109引脚电连接。

在一种实施例中，按键模块11可设置有多个，图18所示为其中一路按键模块11，按键模块11包括按键开关、按键输入端和限流电阻，直流电源VCC、限流电阻、按键开关和接地端顺次电连接，按键输入端与限流电阻和按键开关之间的线路电连接，按键输入端与芯片NUC972DF62Y的相应引脚电连接。

在一种实施例中，如图19所示，显示模块12包括显示器QG-2864，显示器QG-2864的14引脚、18引脚和19引脚与与芯片NUC972DF62Y的相应引脚电连接。

为了便于接线，可将按键电路11和显示模块12通过中间接口与控制模块7电连接，具体可将按键电路11和显示模块12的引脚集成到一个接口上，如图20所示，集成到9脚的插口上，该插口的1-4引脚分别接一路按键电路11的按键输入端，DOWN、ESC、UP、OK分别用于表示向下翻页、退出、向上翻页、确认，该插口的1-7引脚分别与NUC972DF62Y的6引脚、5引脚、7引脚、8引脚、9引脚、2引脚和1引脚电连接。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种能源数据监测采集终端，其特征在于：包括485接口模块、232接口模块、以太网接口模块、USB接口模块、存储模块、时钟模块、4G模块、LORA模块、按键模块、显示模块、控制模块以及用于供电的电源模块，所述485接口模块、232接口模块、以太网接口模块、USB接口模块、存储模块、时钟模块、4G模块、LORA模块、按键模块、显示模块均与控制模块电连接，所述存储模块用于在网络故障时存储所采集的能源数据，所述控制模块用于在网络恢复时将存储模块所存储的能源数据通过4G模块发送出去。

2.根据权利要求1所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述控制模块包括芯片NUC972DF62Y。

3.根据权利要求2所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述存储模块包括存储器芯片MX30LF2G18AC，所述存储器芯片MX30LF2G18AC的12引脚和37引脚与直流电源电连接，7引脚、9引脚和19引脚均通过限流电阻与直流电源电连接，13引脚、36引脚和38引脚均接地；所述存储器芯片MX30LF2G18AC的29引脚、30引脚、31引脚、32引脚、41引脚、42引脚、43引脚和44引脚分别与芯片NUC972DF62Y的123至130引脚电连接，所述存储器芯片MX30LF2G18AC的7引脚、8引脚、9引脚、16引脚、17引脚、18引脚和19引脚分别与芯片NUC972DF62Y的136引脚、135引脚、131引脚、133引脚、132引脚、134引脚和137引脚电连接。

4.根据权利要求2所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述时钟模块包括芯片RX-8025T，芯片RX-8025T的5引脚和6引脚均与电源电连接，直流电源、电阻R623和芯片RX-8025T的2引脚顺次电连接，芯片NUC972DF62Y的4引脚与芯片RX-8025T的2引脚电连接，直流电源、电阻R624和芯片RX-8025T的13引脚顺次电连接，芯片NUC972DF62Y的3引脚与芯片RX-8025T的13引脚电连接。

5.根据权利要求2所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述USB接口模块包括USB接口，USB接口的1引脚与电源相连，USB接口的2引脚、电阻R605和芯片NUC972DF62Y的212引脚顺次电连接，USB接口的3引脚、电阻R606和芯片NUC972DF62Y的213引脚顺次电连接，USB接口的4引脚、电阻R604和芯片NUC972DF62Y的216引脚顺次电连接，USB接口的5引脚接地。

6.根据权利要求2所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述485接口模块包括芯片SP3072E，第一485信号输入端、电阻RT305和芯片SP3072E的6引脚顺次电连接，第二485信号输入端、电阻RT304和芯片SP3072E的7引脚顺次电连接，芯片SP3072E的1引脚与芯片NUC972DF62Y的118引脚电连接，芯片SP3072E的4引脚与芯片NUC972DF62Y的117引脚电连接。

7.根据权利要求6所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述485接口模块设置有三个。

8.根据权利要求2所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述232接口模块包括芯片SP3232EEY，芯片SP3232EEY的14引脚、电阻R324和芯片SP3072E的6引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的13引脚、电阻R325和芯片SP3072E的7引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的11引脚、电阻R327和芯片SP3072E的4引脚顺次电连接，芯片SP3232EEY的12引脚、电阻R326和芯片SP3072E的1引脚顺次电连接；第一备用端口、电阻RT306和二极管TD306的负极顺次电连接，二极管TD306的正极接地，芯片SP3232EEY的7引脚和二极管TD306的负极电连接，第二备用端口、电阻RT307和二极管TD307的负极顺次电连接，二极管TD307的正极接地，芯片SP3232EEY的8引脚和二极管TD307的负极电连接，芯片SP3232EEY的10引脚与芯片NUC972DF62Y的182引脚电连接，芯片SP3232EEY的9引脚与芯片NUC972DF62Y的181引脚电连接。

9.根据权利要求2所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述以太网接口模块包括以太网芯片LAN8720A。

10.根据权利要求2所述的能源数据监测采集终端，其特征在于：所述电源模块包括降压模块和稳压模块。

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