КОНЦЕНТРАТОР ДАННЫХ

Полезная модель относится к устройствам обработки данных и предназначена для телеметрии и сбора данных с приборов учета энергоресурсов (тепла, электричества, воды и газа).
Ближайшим аналогом является Контроллер, содержащий корпус с материнской платой, посредством которой обеспечивается электрическая коммутация сигнальных и питающих цепей и подключение внешних цепей, на которой размещен системный модуль в виде контроллера, порт Ethernet, блок интерфейса оператора, источник вторичного питания (см. например, патент РФ на полезную модель 63560, МПК G 05 В 19/414, дата публикации 27.05.3007).
К недостаткам ближайшего аналога можно отнести сложность конструкции, обусловленную излишними функциями.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции.
Технический результат обуславливается наличием в составе изделия корпуса с материнской платой, посредством которой обеспечивается электрическая коммутация сигнальных и питающих цепей и подключение внешних цепей, на которой размещены системный модуль в виде контроллера, порт Ethernet, блок интерфейса оператора, источник вторичного питания, радиомодуль, трансивер, GSM-модем, кросс-плата расширения и блок интерфейса оператора, выполненный в виде группы светодиодов на материнской плате, отображающих режим работы.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг.1 представлена блок-схема концентратора данных.
Концентратор данных содержит корпус 1 с материнской платой 2, посредством которой обеспечивается электрическая коммутация сигнальных и питающих цепей и подключение внешних цепей. На материнской плате 2 размещен системный модуль 3 в виде контроллера, порт Ethernet 4, блок интерфейса оператора 5, источник вторичного питания 19. На материнской плате 2 размещены радиомодуль 6, трансивер 7, GSM-модем 8, кросс-плата расширения 9, блок интерфейсов RS-232 11 HRS-485 12. Блок интерфейса оператора 5 выполнен на материнской плате в виде группы светодиодов, отображающих режим работы.
Для подключения телеметрии и приборов учета по проводной схеме предусмотрены в блоке интерфейсов два основных интерфейса: один порт RS-232 11 для подключения 1 устройства на расстоянии до 15 м.; один порт RS-485 12 для подключения до 10 приборов без дополнительного источника питания и до 255 приборов с внешним источником питания шины, расположенных на расстоянии до 1000 м. На корпусе 1 установлены два входа интерфейса RS-232 DB9M 10. Дополнительно введены два независимых входа для подключения шлейфов охранных датчиков к блоку подключения шлейфов сигнализации 18. Введение радиомодуля 6 обеспечивает подключение приборов по беспроводной схеме. Радиомодуль 6 может работать, например, на частоте 433МГц.
Для подключения концентратора к серверу сбора данных используются следующие интерфейсы: один порт Ethernet 4 для подключения к проводной локальной сети или к оптоволоконной сети с применением конвертера и выполнением поддержки стека протоколов TCP/IP; один порт RS-232 11; один порт RS-485 12; один модуль расширения 9. который обеспечивает подключение по беспроводной сети. Модуль расширения 9 может поставляться опционально и может быть построен на основе различных типов модемов (GSM, CDMA, WiFi, WiMax).
Подсистема резервного питания и самодиагностики, включающая блок питания 19, присоединенную к нему аккумуляторную батарею 13 и сеть переменного напряжения 220в, поддерживает работоспособность оборудования при 12 часовом перерыве в подаче основного электропитания 220в и автоматически формирует экстренное сообщение при нарушении и восстановлении электропитания.
Управляющая микропрограмма обеспечивает взаимодействие серверной программы опроса через имеющиеся интерфейсы со всеми видами приборов учета. Функциональность микропрограммы позволяет выполнить первичные настройки концентратора (сетевой адрес, порты и т.д.), а так же формирует логику работы телеметрических входов. В сети передачи данных концентратор может работать как с фиксированным, так и с динамическим IP-адресом. Допускается использование беспроводного канала связи в качестве резервного.
Системный модуль 4 в виде контроллера может быть выполнен, например, на основе микроконтроллера фирмы Rabbit 5700, который управляет всеми функциональными узлами концентратора данных и реализует управляющие алгоритмы, заложенные в память программы. Микроконтроллер Rabbit 5700 является серийным изделием со стандартизированным интерфейсом. Может быть заменен на любой аналог. Он включает в себя: встроенные часы 14, что позволяет концентратору данных проявлять автономность в инициации сессий и формировать штампы времени в журналах событий, которые ведет концентратор данных; встроенную FLASH-память 15, позволяющую сохранять журнал событий концентратора данных; поддержку драйвера Ethernet 16; исполнительный модуль 17 (процессор).
В сравнении с ближайшим аналогом значительно упрощен блок интерфейса оператора 5. Он включает в себя, например, 8 светодиодов на материнской плате, отображающих режим работы, в т.ч. и возникающие ошибки. Отсутствие клавиатуры и ЖК-экрана значительно упрощает концентратор данных с одной стороны, а с другой они не являются необходимостью в связи с возможностью дистанционной настройки концентратора данных через персональный компьютер (ПК).
Для настройки параметров концентратора данных при пуско-наладке (количество, тип, физические адреса подконтрольных устройств учета энергоресурсов; временные параметры; параметры обмена по сотовым сетям и пр.) используется персональный компьютер (ПК). Для хранения параметров концентратор данных содержит микросхемы энергонезависимой памяти.
Для отсчета временных интервалов концентратора данных имеет в своем составе микросхему часов реального времени с батарейным питанием. Коррекция времени производится по командам сервера.
Электропитание концентратора данных осуществляется от сети переменного тока 185…250 В, 50 Гц, а так же может происходить от аккумуляторной батареи 13 напряжением 12 В емкостью 2Ачас.
Обмен информацией с сервером сбора данных может производиться либо по каналам сотовой связи, либо через интерфейсы проводного доступа Ethernet 4, RS-485 12 и RS-232 11. Для передачи данных в режиме GPRS в составе концентратора данных может быть аппаратный GPRS-модуль с антенным устройством. В концентраторе данных также может быть установлено до 2-х SIM-карт соответствующих операторов сотовой связи. Логический протокол обмена обеспечивает защиту от ошибок при передаче данных.