УСТРОЙСТВО СБОРА И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Полезная модель относится к области учета энергоресурсов и может быть использована в системах сбора данных по энергопотреблению в жилищно-коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях, в распределительных электрических сетях.
Известно устройство сбора и передачи данных серии RTU 325 (www.izmerenie.ru), которое содержит блок питания, процессорную плату, интерфейсы Ethernet, RS-485, RS-232, энергонезависимую память большой емкости, часы реального времени, узел ввода/вывода дискретных сигналов.
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, следующие.
Устройство содержит процессорную плату, энергонезависимую память большой емкости, интерфейсы Ethernet и RS-485, часы реального времени, узел ввода/вывода дискретных сигналов.
Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, по аналогу следующие. Устройство не имеет дисплея и клавиатуры, что приводит к необходимости использования дополнительного переносного компьютера для выполнения диагностики. Отсутствует индикация входных дискретных сигналов. Это не позволяет контролировать фактическое наличие входного напряжения на входах и правильность подсоединения входных проводников, что приводит к невозможности оперативного контроля системы сбора данных и усложняет монтаж устройства. Устройство не имеет интерфейса USB, что усложняет его подключение к современным переносным компьютерам. Для удаленной передачи данных необходимо использовать внешний модем.
За ближайший аналог принято устройство сбора и передачи данных, предназначенное для сбора и передачи данных от счетчиков электроэнергии. Устройство выполнено в виде разъемной конструкции, состоящей из съемного блока, содержащего процессорную плату, и кроссового блока с блоками наборных зажимов для присоединения внешних устройств и питания. Все элементы устройства расположены на одной печатной плате. Устройство снабжено преобразователем сигналов интерфейса CAN, модулем часов реального времени, сообщающим процессору точное астрономическое время. Устройство имеет также энергонезависимую память большой емкости для хранения конфигурации устройства и собранной информации, узел индикации входных дискретных сигналов, индицирующий наличие входных дискретных сигналов.
(патент на полезную модель №66095).
Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, по прототипу, следующие. Отсутствие дисплея приводит к необходимости использования дополнительного переносного компьютера для выполнения диагностики. Устройство не имеет интерфейса USB, что усложняет его подключение к современным переносным компьютерам. Для удаленной передачи данных необходимо использовать внешний модем. В устройстве отсутствует возможность установки дополнительных интерфейсных модулей, что снижает функциональность и спектр применения.
Технический результат, проявляющийся при изготовлении и использовании предлагаемой полезной модели, - расширение функциональных возможностей заявляемого устройства, возможность работать с различными каналами связи без необходимости подключения внешних модемов.
Существенные признаки заявляемой полезной модели следующие. Устройство сбора и передачи данных содержит процессор, осуществляющий сбор, обработку и передачу измерительной информации при помощи узла ввода дискретных сигналов, преобразователя сигналов интерфейса RS-485. Устройство снабжено модулем часов реального времени, сообщающим процессору точное астрономическое время, энергонезависимой памятью большой емкости для хранения конфигурации устройства и собранной процессором информации, модулем индикации входных дискретных сигналов, индицирующим наличие входных дискретных сигналов. Устройство снабжено также жидкокристаллическим дисплеем, кнопками управления режимом отображения, преобразователем сигналов интерфейса USB, встроенным модулем GSM/GPRS, модулем дополнительного интерфейса с радиоканалами, устройство выполнено в виде мезонинной конструкции, скрепленной при помощи винтовых стоек и установленной в корпус.
В отличие от прототипа устройство сбора и передачи данных снабжено жидкокристаллическим дисплеем, кнопками управления режимом отображения, преобразователем сигналов интерфейса USB, встроенным модулем GSM/GPRS, модулем дополнительного интерфейса с радиоканалами, устройство выполнено в виде мезонинной конструкции, скрепленной при помощи винтовых стоек и установленной в корпус.
Снабжение заявляемого устройства жидкокристаллическим дисплеем и кнопками управления режимом отображения информации повышает удобство обслуживания и обеспечивает оперативную диагностику заявляемого устройства, расширяет функциональные возможности заявляемого устройства, позволяет работать с различными каналами связи без необходимости подключения внешних модемов.
Снабжение заявляемого устройства преобразователем сигналов интерфейса USB упрощает подключение к современным переносным компьютерам, исключая необходимость применения дополнительных промежуточных преобразователей интерфейса, расширяет функциональные возможности заявляемого устройства.
Снабжение заявляемого устройства встроенным модулем GSM/GPRS расширяет функциональные возможности устройства и позволяет исключить необходимость применения дополнительного внешнего модема.
Снабжение заявляемого устройства модулем дополнительного интерфейса с радиоканалами расширяет функциональные возможности устройства и обеспечивает возможность сбора данных с удаленных счетчиков по радиоканалам 433 МГц и 2,4 ГГц, интерфейсу RS-485 или подключение устройства к компьютерной сети Ethernet.
Выполнение заявляемого устройства в виде мезонинной конструкции, скрепленной при помощи винтовых стоек и установленной в корпус, обеспечивает возможность установки в заявляемое устройство более чем двух плат, что расширяет функциональные возможности устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Устройство сбора и передачи данных содержит плату питания и интерфейсов, плату CE805, плату индикации, модуль дополнительного интерфейса. Платы электрически соединяются между собой межплатными соединителями и дополнительно скрепляются в мезонинную конструкцию при помощи винтовых стоек.
Устройство работает следующим образом.
Входное напряжение 220 В 50 Гц подается с блока наборных зажимов 1 платы питания и интерфейсов на преобразователь переменного тока в постоянный 2, где преобразуется в напряжение 24 В постоянного тока. Данное напряжение подается на ступенчатый понижающий стабилизатор 3, на выходе которого формируется напряжение 5 В постоянного тока. Данное напряжение через межплатные соединители 14-16 поступает на остальные составные части устройства, обеспечивая их необходимым питанием. После включения внешнего питания процессор 8, расположенный на плате CE805, производит по программе опрос счетчиков через преобразователь сигналов интерфейса RS-485 4 или через модуль дополнительного интерфейса 6 (для исполнения данного модуля с радиоканалом 433 МГц или 2,4 ГГц). После получения данных от счетчиков процессор 8 записывает полученные данные в энергонезависимую память 13, снабжая их метками времени от модуля часов реального времени 7. Для исключения нарушения отсчета даты/времени при сбоях внешнего питания модуль часов реального времени 7 получает резервное питание от литиевой батареи 19.
При получении внешнего запроса данных через любой из каналов связи, процессор 8 считывает предварительно сохраненную информацию из энергонезависимой памяти 13 и передает ее запрашивающему устройству через следующие узлы:
- преобразователь сигналов интерфейса USB 9, соединитель мини-USB 18 (при запросе через интерфейса USB);
- модуль GSM/GPRS 5 и радиочастотный соединитель 17 (при запросе через канал GSM/GPRS);
- модуль дополнительного интерфейса 6 для исполнения данного модуля с интерфейсом Ethernet (при запросе через модуль дополнительного интерфейса). Узел ввода дискретных сигналов 20 осуществляет фильтрацию входных дискретных сигналов от помех и их гальваническую развязку. При изменении состояния внешних дискретных сигналов, подключенных к узлу ввода дискретных сигналов 20, процессор 8 фиксирует состояние данных сигналов в энергонезависимой памяти 13, снабжая их метками времени от модуля часов реального времени 7. При этом статус входных сигналов индицируется узлом индикации входных дискретных сигналов 12. Информация о состоянии дискретных входных сигналах передается по запросу внешнему устройству аналогично передаче данных, собранных со счетчиков (см. выше).
Текущий режим работы и диагностика устройства выполняются периодически обслуживающим персоналом при помощи жидкокристаллического дисплея 10 и кнопок управления режимом отображения 11.