無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)監(jiān)測技術(shù)領域，公開了一種信息采集與存儲裝置，具體涉及一種無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場的在線監(jiān)測已成為工業(yè)智能化的重要方向，也是智能服務的重要內(nèi)容。作為二次供水的主要形式，無負壓供水系統(tǒng)已成為城市供水管網(wǎng)建設中不可缺少的一部分，而且其工作方式往往是一種無人值守方式。因此，如何提高無負壓供水系統(tǒng)的智能化水平，特別是遠程監(jiān)測和智能運維能力是給排水領域亟待解決的問題。通常，無負壓供水控制系統(tǒng)正常運行需要依賴現(xiàn)場的關鍵狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如進水口和出水口壓力等，而判斷一套無負壓供水控制系統(tǒng)是否正常工作更需要反映現(xiàn)場的狀態(tài)數(shù)據(jù)和工況數(shù)據(jù)，例如進水口和出水口壓力、變頻器的工作頻率和功率，各水栗機組的工作狀態(tài)等，因此，有效實現(xiàn)相關關鍵狀態(tài)和工況數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集與記錄和遠程收集是提高無負壓供水控制系統(tǒng)智能運維保障能力的基礎。目前，雖然針對不同的應用領域設計了不同的現(xiàn)場信息采集方案，例如專利CN203465823U給出了一種集抄系統(tǒng)中的采集器方案，較好地滿足了水電氣抄表系統(tǒng)的信息采集，然而其沒有進一步給出現(xiàn)場數(shù)據(jù)的保存方案，難于滿足無負壓供水控制系統(tǒng)的需求，特別是在運維保障方面的需求；對于用于現(xiàn)場的信息采集器或控制器來說，數(shù)據(jù)的現(xiàn)場保存，目前不外乎利用EEPROM、FLASH、FRAM、SD卡等存儲介質(zhì)，然而，不同的存儲介質(zhì)由于其存儲原理不同表現(xiàn)出不同的存儲性能，例如EEPROM寫入速度慢，存儲密度??；FLASH存儲密度大，成本低，讀取速度快，但需按扇區(qū)進行訪問，寫入速度慢，并且寫入次數(shù)有限；FRAM具有高速寫入和無限次的寫入次數(shù)的特點，但存儲密度還相對較小，成本較高。為此，在現(xiàn)場信息存儲方面，文獻“彈載記錄器存儲模塊優(yōu)化設計與實現(xiàn)”和“數(shù)據(jù)采集記錄設備的存儲模塊設計”分別提出了基于NAND Flash和SD卡的優(yōu)化設計方案，而專利ZL200810165716.1則發(fā)明了一種提高Flash使用壽命的方法。然而如何設計一套能較好滿足無負壓供水控制系統(tǒng)的需求性價比合適的數(shù)據(jù)存儲方案仍然是一個開放的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有的各類信息采集終端或裝置難于滿足無負壓供水控制系統(tǒng)對信息采集和現(xiàn)場保存方面的需求，本實用新型給出了一種無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置，較好地滿足了各類各類無人值守無負壓供水控制系統(tǒng)的需求。
[0004]為了實現(xiàn)上述效果，本實用新型給出的一種無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置，包括MCU、直流電輸入接口、電源管理、三級存儲模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊、數(shù)據(jù)分析預警模塊、GSM/GPRS、以太網(wǎng)接口、光電隔離模塊、485接口、開關量輸出、Modbus通信接口和藍牙模塊；其中MCU為本裝置的控制單元，用于協(xié)調(diào)本裝置各模塊的工作；直流電輸入接口用于接收24V的直流電輸入；電源管理用于將24V的直流電輸入轉(zhuǎn)換為本裝置各部件所需的各類電源類型；三級存儲模塊用于存儲本裝置的相關數(shù)據(jù)；GSM/GPRS用于實現(xiàn)GPRS通信和短信發(fā)送；Modbus通信接口用于實現(xiàn)MODBUS RTU通信，進而實現(xiàn)與現(xiàn)場PLC的通信；485接口用于實現(xiàn)與現(xiàn)場485型監(jiān)控攝像頭的通信；以太網(wǎng)接口用于實現(xiàn)TCP/IP通信；開關量輸出用于控制現(xiàn)場指示燈和蜂鳴器；藍牙模塊用于實現(xiàn)與手機端現(xiàn)場調(diào)試APP的互聯(lián)互通；數(shù)據(jù)分析預警模塊用于實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)的分析預警；數(shù)據(jù)過濾模塊用于實現(xiàn)對實時采集數(shù)據(jù)的分析過濾，并去除噪聲數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)；MCU分別與三級存儲模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊、數(shù)據(jù)分析預警模塊、GSM/GPRS、以太網(wǎng)接口、Modbus通信接口和藍牙模塊連接，MCU與485接口、開關量輸出通過光電隔離模塊連接；直流電輸入接口依次與電源管理模塊、MCU相連。
[0005]進一步地，上述電源管理還包括開停電檢測電路和后備電源，其中開停電檢測電路用于檢測是否存在24V的直流電輸入；后備后備電源用于停電時為本裝置各部件提供臨時電源，并進行報警處理和關鍵數(shù)據(jù)保存。
[0006]進一步地，上述三級存儲模塊包括RAM存儲單元、鐵電存儲單元和Flash存儲單
J L ο
[0007]更進一步地，本裝置還包括遠程控制系統(tǒng)，遠程控制系統(tǒng)用于通過無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置實現(xiàn)對無負壓供水控制系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠程采集、保存、展示和控制。
[0008]本實用新型的有益效果是:(I)引入數(shù)據(jù)過濾機制，有效減少了保存和上傳的數(shù)據(jù)量；(2)將數(shù)據(jù)分析與預警引入到無負壓供水控制系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集中，提高了系統(tǒng)的智能化水平；(3)引入RAM存儲、鐵電存儲和Flash存儲相結(jié)合的三級存儲機制，有效解決了存儲的效率、容量和可用性之間的矛盾。
【附圖說明】
[0009]圖1是一種無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的描述:
[0011]如圖1所示，本實用新型給出的一種無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置包括MCU、直流電輸入接口、電源管理、三級存儲模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊、數(shù)據(jù)分析預警模塊、GSM/GPRS、以太網(wǎng)接口、光電隔離模塊、485接口、開關量輸出、Modbus通信接口和藍牙模塊。本實用新型還包括遠程控制系統(tǒng)，遠程控制系統(tǒng)用于通過無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置實現(xiàn)對無負壓供水控制系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠程采集、保存、展示和控制。
[0012]整個終端接收24V的直流電輸入，這也是無負壓供水控制系統(tǒng)的典型直流電源范圍。直流電輸入接口用于接收24V的直流電輸入；電源管理用于將24V的直流電輸入轉(zhuǎn)換為本裝置各部件所需的各類電源類型；另外，電源管理還包括開停電檢測電路和后備電源，其中開停電檢測電路用于檢測是否存在24V的直流電輸入；后備電源用于停電時為本裝置各部件提供臨時電源，并進行報警處理和關鍵數(shù)據(jù)保存，作為本實用新型的優(yōu)選實施例，后備電源可以采用法拉電容實現(xiàn)；三級存儲模塊包括RAM存儲模塊、鐵電存儲模塊和Flash存儲模塊，用于存儲相關數(shù)據(jù)；GSM/GPRS用于實現(xiàn)GPRS通信和短信發(fā)送，優(yōu)選S頂1000A模塊；Modbus通信接口用于實現(xiàn)MODBUS RTU通信，進而實現(xiàn)與現(xiàn)場PLC的通信；485接口用于實現(xiàn)485總線通信，主要是用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)透傳，進而實現(xiàn)與現(xiàn)場485型監(jiān)控攝像頭的通信；以太網(wǎng)接口用于實現(xiàn)TCP/IP通信；開關量輸出用于控制現(xiàn)場指示燈和蜂鳴器；藍牙模塊用于實現(xiàn)與手機端現(xiàn)場調(diào)試APP的互聯(lián)互通；數(shù)據(jù)分析預警模塊用于實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)的分析預警，優(yōu)選STM32F103來實現(xiàn)；所述數(shù)據(jù)過濾模塊用于實現(xiàn)對實時采集數(shù)據(jù)的分析過濾，以便去除噪聲數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)，優(yōu)選STM32F103來實現(xiàn);MCU作為本終端的控制單元，用于協(xié)調(diào)本裝置各部分的工作，優(yōu)選STM32F107來實現(xiàn)。
[0013]如圖1所示，MCU分別與三級存儲模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊、數(shù)據(jù)分析預警模塊、GSM/GPRS、以太網(wǎng)接口、Modbus通信接口和藍牙模塊連接，MCU與485接口、開關量輸出通過光電隔離模塊連接；直流電輸入接口依次與電源管理模塊、MCU相連。
【主權(quán)項】
1.一種無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置，其特征在于:包括MCU、直流電輸入接口、電源管理、三級存儲模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊、數(shù)據(jù)分析預警模塊、GSM/GPRS、以太網(wǎng)接口、光電隔離模塊、485接口、開關量輸出、Modbus通信接口和藍牙模塊；所述MCU為本裝置的控制單元，用于協(xié)調(diào)本裝置各模塊的工作；所述直流電輸入接口用于接收24V的直流電輸入；所述電源管理用于將24V的直流電輸入轉(zhuǎn)換為本裝置各部件所需的各類電源類型；所述三級存儲模塊用于存儲本裝置的相關數(shù)據(jù)；所述GSM/GPRS用于實現(xiàn)GPRS通信和短信發(fā)送；所述Modbus通信接口用于實現(xiàn)MODBUS RTU通信，進而實現(xiàn)與現(xiàn)場PLC的通信；所述485接口用于實現(xiàn)與現(xiàn)場485型監(jiān)控攝像頭的通信；所述以太網(wǎng)接口用于實現(xiàn)TCP/IP通信；所述開關量輸出用于控制現(xiàn)場指示燈和蜂鳴器；所述藍牙模塊用于實現(xiàn)與手機端現(xiàn)場調(diào)試APP的互聯(lián)互通；所述數(shù)據(jù)分析預警模塊用于實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)的分析預警；所述數(shù)據(jù)過濾模塊用于實現(xiàn)對實時采集數(shù)據(jù)的分析過濾，并去除噪聲數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)；所述MCU分別與三級存儲模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊、數(shù)據(jù)分析預警模塊、GSM/GPRS、以太網(wǎng)接口、Modbus通信接口和藍牙模塊連接，所述MCU與485接口、開關量輸出通過光電隔離模塊連接；所述直流電輸入接口依次與電源管理模塊、MCU相連。2.如權(quán)利要求1所述的無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置，其特征在于:所述三級存儲模塊包括RAM存儲單元、鐵電存儲單元和Flash存儲單元。3.如權(quán)利要求1所述的無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置，其特征在于:所述電源管理還包括開停電檢測電路和后備電源，所述開停電檢測電路用于檢測是否存在24V的直流電輸入；所述后備后備電源用于停電時為本裝置各部件提供臨時電源，并進行報警處理和關鍵數(shù)據(jù)保存。4.如權(quán)利要求1所述的無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置，其特征在于:還包括遠程控制系統(tǒng)，所述遠程控制系統(tǒng)用于通過無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置實現(xiàn)對無負壓供水控制系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠程采集、保存、展示和控制。
【專利摘要】本實用新型涉及工業(yè)監(jiān)測技術(shù)領域，具體表現(xiàn)為一種無負壓供水系統(tǒng)中的信息采集與存儲裝置，包括MCU、直流電輸入接口、電源管理、三級存儲模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊、數(shù)據(jù)分析預警模塊、GSM/GPRS、以太網(wǎng)接口、光電隔離模塊、485接口、開關量輸出、Modbus通信接口和藍牙模塊。本實用新型引入數(shù)據(jù)過濾機制，有效減少了保存和上傳的數(shù)據(jù)量；將數(shù)據(jù)分析與預警引入到無負壓供水控制系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集中，提高了系統(tǒng)的智能化水平；引入RAM存儲、鐵電存儲和Flash存儲相結(jié)合的三級存儲機制，有效解決了存儲的效率、容量和可用性之間的矛盾。
【IPC分類】G05B19/042, G08C17/02
【公開號】CN204832881
【申請?zhí)枴緾N201520597893
【發(fā)明人】李峰, 潘雨青, 闞方慶, 孟祥俊, 陳國勝, 朱兵
【申請人】常州安控電器成套設備有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月10日