一种配合转换器实现超声水表数据采集的4G模块的制作方法

一种配合转换器实现超声水表数据采集的4g模块
技术领域
1.本发明专利属于信息采集领域，具体涉及一种配合转换器实现超声水表数据采集的4g模块。


背景技术：

2.在现有已建设成熟的电力信息采集系统上，伴随着电表的采集，水、气、热表也实现了数据一体化远程采集，并且对于用来实现水、气、热表数据采集的转换器。
3.目前，转换器配合电力采集终端实现水、电、气、热四表数据采集的方案已经非常成熟，但对于一些网外项目，尤其是不需要电表采集的项目，电力采集终端的作用就被弱化成与主站实现通信的工具，同时，电力采集终端无论在施工复杂度还是成本方面，都略显赘余，延用电力系统采集方案，会带来额外的工作量和成本投入。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种配合转换器实现超声水表数据采集的4g模块，替代了原本转换器的rs232上行通信接口连接的载波模块，使转换器通过4g模块实现与主站的直接通信，在无需采集超声水表数据的情况下，可以省去电力采集终端的成本，并避免了安装终端可能带来的不便。
5.为实现上述目的，本发明提出了一种配合转换器实现水气热表数据采集的4g模块，包括中央处理cpu模块(100)，以及分别与所述中央处理cpu模块(100)连接的电源模块(201)、备用电源模块(202)、存储模块(203)、状态指示模块(204)、加热模块(205)、sim卡模块(206)、gprs通信模块(207)、rs232通信模块(208)、红外维护模块(209)，其中：
6.所述备用电源模块(202)采用超级电容器，连接电源模块(201)，确保在断电时完成事件上报；
7.所述存储模块(203)连接中央处理cpu模块(100),用于存放4g模块程序、运行参数、过程数据和最终的采集数据；
8.所述的状态指示模块(204) 连接中央处理cpu模块(100),由cpu管脚控制3个状态指示灯，对模块运行、登陆中、已登陆、离线、异常进行明确指示；
9.所述加热模块(205)连接sim卡模块(206)，通过与sim卡模块(206)连接的gprs通信模块(207)上的温度传感器，向中央处理cpu模块(100)温度采集输入端输出采集信号，中央处理cpu模块(100)控制gprs通信模块(207)背面的加热电路，对gprs通信模块(207)进行加热；
10.所述gprs通信模块(207)通过4g网络实现模块与主站通信；
11.所述rs232通信模块(208)用于与i型通信接口转换器的rs232口实现通信，且rs232通信模块(208)的管脚定义符合i型通信接口转换器的通用现行规范。
12.进一步的，所述存储模块(203)支持512块水、气、热表表档案和数据的存储，并且每块水、气、热表的存储数据包括总共62日日冻结和16个月月冻结数据。
13.进一步的，所述的日冻结的抄读时间和月冻结的抄读日期可远程或本地设置。
14.进一步的，所述的中央处理cpu模块(100)可通过gprs通信模块(207)的远程通信信道与主站连接，实现程序的远程升级，或通过本地rs232通信模块(208)的本地串口，通过上位机升级软件实现本地升级。
15.本发明的有益效果：
16.本发明将电力采集终端用来采集超声水表的功能进行提取整合，去除了在采集过程中不需要的电表采集功能，将一个原本体积较大、成本较高、安装占空间较多的电力采集终端“压缩”成一个单相载波模块大小的集成模块，减少了设备成本、省去了安装位置及安装可能伴随的取电、保护等麻烦，为一些低成本或国家电网公司外的项目的实施提供了有利的推动。
附图说明
17.图1为本发明配合转换器实现水气热表数据采集的4g模块结构图。
18.图2为本发明新装或更换4g模块配合转换器实现交互的流程图。
19.图3为本发明主站新增档案后4g模块配合转换器实现档案管理的流程图。
20.图4为本发明主站删除档案后4g模块配合转换器实现档案管理的流程图。
21.图5为本发明4g模块配合转换器完成日冻结任务流程图。
22.图6为本发明4g模块配合转换器实现实时任务流程图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
24.如图2所示，本发明再新装或更换转换器后，会对转换器进行档案自动同步，具体流程步骤如下：
25.步骤1：4g模块上电后，会通过串口自动下发读地址命令，获取终端的12位地址；
26.步骤2：若模块之前没有存储转换器地址，则将获取的地址进行存储，且掉电不丢失；
27.步骤3：若模块之前已保存转换器地址，则将获取的地址与原先已存储的地址进行比对，若相同，则退出该任务，模块进入运行状态；若不相同，模块通过串口向转换器下发清除档案命令，模块内的档案不做任何处理；
28.步骤4：收到确认回复或者等待超时后，抄读模块当前档案内的所有表计数据；
29.步骤5：抄表结束后下发青岛鼎信通讯股份有限公司自定义的“开启预抄”命令，让转换器开启自适应抄表。
30.如图3所示，本发明在主站新增表计档案后，与主站和转换器同步档案流程步骤如下：
31.步骤1：根据报文解析内容，获取档案信息；
32.步骤2：与模块内现有档案进行比对，确认是已有档案还是新增档案；
33.步骤3：若是新增档案，则调用档案存储函数，分配、初始化档案存储空间，对新增档案信息进行存储，并与对应的数据存储空间建立索引关系；
34.步骤4：程序内对应标志置成功，并回复确认；
35.步骤5：通过串口立即抄读新增表计和当日的无日冻结数据表计；
36.步骤6：抄读完成后下发青岛鼎信通讯股份有限公司自定义的“开启预抄”命令，让转换器开启自适应抄表。
37.如图4所示，本发明在主站删除某个或某些表计档案后，与主站和转换器同步档案流程步骤如下：
38.步骤1：根据报文解析内容，获取命令帧内容及要删除的档案信息；
39.步骤2：与模块内现有档案进行比对，确认是否是已有档案；
40.步骤3：若是已有档案，则调用档案删除函数，初始化该表档案对应的数据空间，删除对应的档案信息；
41.步骤4：程序内对应标志置成功，并回复确认；
42.步骤5：通过串口向转换器下发清除档案命令，清除转换器内的现有档案；
43.步骤6：收到确认回复或者等待超时后，抄读模块当前档案内的所有表计数据；
44.步骤7：抄表结束后下发青岛鼎信通讯股份有限公司自定义的“开启预抄”命令，让转换器开启自适应抄表。
45.如图5所示，本发明配合转换器完成日冻结抄读任务流程步骤如下：
46.步骤1：4g模块每1小时与转换器通信，获取转换器时钟，并更新模块内的软时钟；
47.步骤2：满足冻结时间条件时置相应冻结标志，并进行日冻结抄读操作；
48.步骤3：模块按照水表档案存储的测量点顺序，通过串口向转换器逐个下发抄读日冻结数据命令，并打开串口接收，等待终端回复；
49.步骤4：接收到转换器回复报文后，调用解析函数、数据存储函数，对日冻结数据和时标进行存储；
50.步骤5：若没有接收到转换器回复，则等待终端超时后，通过串口重复抄读该表，累计抄读失败3次后跳转抄读下一块水表；
51.步骤6：下发下一块水表的抄读日冻结数据命令，重复步骤3、4、5，直至所有表计被抄读一轮为止。
52.如图6所示，本发明配合转换器完成实时任务流程步骤如下：
53.步骤1：根据报文解析内容，获取实时抄表任务；
54.步骤2：判断4g模块当前是否有任务在执行，若无，立刻执行实时抄表任务，调用报文组帧函数、串口发送函数等，下发对应水表的实时抄表命令；
55.步骤3：若当前有任务在执行，判断任务类型，若为周期任务，则将周期任务挂起，优先执行实时抄表任务，若当前在执行的为实时任务，则需要将该实时抄表任务推进队列，等待上一个实时任务执行完成后，执行该实时抄表任务；
56.步骤4：下发对应水表的实时抄表命令后，打开串口接收，接收到终端回复报文后，调用解析函数、协议转换函数，组成上行协议帧进行上报。
57.以上内容是结合具体的工作流程对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种配合转换器实现超声水表数据采集的4g模块，包括中央处理cpu模块(100)，以及分别与所述中央处理cpu模块(100)连接的电源模块(201)、备用电源模块(202)、存储模块(203)、状态指示模块(204)、加热模块(205)、sim卡模块(206)、gprs通信模块(207)、rs232通信模块(208)、红外维护模块(209)，其特征在于：所述备用电源模块(202)采用超级电容器，连接电源模块(201)，确保在断电时完成事件上报；所述存储模块(203)连接中央处理cpu模块(100),用于存放4g模块程序、运行参数、过程数据和最终的采集数据；所述的状态指示模块(204) 连接中央处理cpu模块(100),由cpu管脚控制3个状态指示灯，对模块运行、登陆中、已登陆、离线、异常进行明确指示；所述加热模块(205)连接sim卡模块(206)，通过与sim卡模块(206)连接的gprs通信模块(207)上的温度传感器，向中央处理cpu模块(100)温度采集输入端输出采集信号，中央处理cpu模块(100)控制gprs通信模块(207)背面的加热电路，对gprs通信模块(207)进行加热；所述gprs通信模块(207)通过4g网络实现模块与主站通信；所述rs232通信模块(208)用于与i型通信接口转换器的rs232口实现通信，且rs232通信模块(208)的管脚定义符合i型通信接口转换器的通用现行规范。2.根据权利要求1所述的一种配合转换器实现超声水表数据采集的4g模块，其特征在于：所述存储模块(203)支持512块水、气、热表表档案和数据的存储，并且每块水、气、热表的存储数据包括总共62日日冻结和16个月月冻结数据。3.根据权利要求2所述的一种配合转换器实现超声水表数据采集的4g模块，其特征在于：所述的日冻结的抄读时间和月冻结的抄读日期可远程或本地设置。4.根据权利要求1所述的一种配合转换器实现超声水表数据采集的4g模块，其特征在于：所述的中央处理cpu模块(100)可通过gprs通信模块(207)的远程通信信道与主站连接，实现程序的远程升级，或通过本地rs232通信模块(208)的本地串口，通过上位机升级软件实现本地升级。

技术总结
本发明专利属于信息采集领域，公开了一种配合转换器实现超声水表数据采集的4G模块，涉及数据信息采集领域，其包括中央处理CPU模块(100)，以及分别与所述CPU模块连接的电源模块(201)、备用电池模块(202)、存储模块(203)、状态指示模块(204)、加热模块(205)、SIM卡模块(206)、GPRS通信模块(207)、RS232通信模块(208)、红外维护模块(209)。本发明安装在I型通信接口转换器(简称转换器)的标准RS232串口上，通过GPRS网络与主站平台连接，配合转换器实现水气热表的数据远程采集及参数的远程下发等功能。发等功能。发等功能。


技术研发人员：范建华 陈维广 石潇龙 张公森 刘颖超
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯股份有限公司 青岛鼎信通讯电力工程有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/10/6