太阳能热能计量与监测采集系统及其使用方法与流程

本发明涉及太阳能系统热量计量与数据监测技术领域，具体涉及一种太阳能热能计量与监测采集系统及其使用方法。

背景技术：

为实现太阳能系统的热能计量及监测，需要通过多种采集计量单元对太阳能系统的数据进行现场采集，现场涉及的采集计量单元主要包括太阳能控制柜、热计量表、水表、电表及气象站等，当前，各采集计量单元生产厂家众多，其数据测采集传输多采用一对一模式，没有统一的管理平台，不够集中，无法实现太阳能系统现场采集数据的集中监管，设备维护成本高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种太阳能热能计量与监测采集系统及其使用方法，可以有效的对太阳能系统现场数据进行采集和监控，便于统一管理，增加太阳能系统运行的可靠性，减少系统维护成本。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述太阳能热能计量与监测采集系统，包括监控平台和采集器，所述采集器包括电源、数据传输单元、显示单元、按键查询单元、485通讯单元和控制芯片，所述485通讯单元、按键查询单元和显示单元均连接至控制芯片，485通讯单元信号接收端连接至各采集计量单元，485通讯单元信号发送端连接至数据传输单元，数据传输单元连接至监控平台，电源为上述各单元及控制芯片供电。

本发明使用前，预先向各采集计量单元匹配唯一的设备代码及地址参数，并向采集器匹配地址参数，考虑到采集计量单元种类及数量较多，为方便区分，给每个采集计量单元匹配的地址参数位数较多，但显示单元显示位数有限，因此，可将每个采集计量单元的地址参数分为相互独立的若干组参数值，每组参数值对应匹配一个参数代码，如果某采集计量单元出现故障需要更换，更换的新的采集计量单元仍沿用为原来的采集计量单元匹配的设备代码和地址参数，不论采集计量单元出于哪个厂家，都可以统一管理，使用时，485通讯单元的信号接收端通过485总线连接各采集计量单元，然后将各采集计量单元采集的数据通过485通讯单元的信号发送端发送至数据传输单元，最后由数据传输单元将数据统一传送至监测平台，实现综合数据的采集和监控，并将结果直观显示给值班人员，便于值班人员及时发现设备异常，及时处理，设备传输数据可靠，维护成本低，另外，现场操作人员可通过按键查询单元为各采集计量单元匹配地址参数。

其中，优选方案为：

所述显示单元采用数码管显示模块，数码管显示模块的位数可根据显示参数的需求进行设置，一般设置6位。

所述采集计量单元包含太阳能控制柜、热计量表、水表、电表和气象站，485通讯单元可将上述设备采集的数据统一传输至数据传输单元，不受设备生产厂家的影响，使用一致性高，在数据传输过程中，采集器通过485通讯单元采集各采集计量单元的采集数据，考虑到各采集计量单元包括多种类型计量装置，而每种计量装置又可能包含多个同类型的计量装置，为便于数据的打包传输，由采集器首先对同类型采集计量单元的采集数据进行累加计算后再通过数据传输单元传送至监控平台，以热计量表为例，热计量表1的读数为123.45mwh，热计量表2的读数为1123.45mwh，热计量表3的读数为1234.56mwh，则热计量表总的读数为123.45+1123.45+1234.56＝2481.46mwh(热计量表的读数最大到999999.99，所以当热计量表总读数超过999999.99时，则把总读数减999999.99，比如总读数为1000000.00则需要将1000000.00-999999.99＝1.00则把1.00作为热计量表的总数)，对于多个水表和多个电表的数据处理方法与热计量表相同。

所述按键查询单元包括三个按键，分别为地址参数设置键、采集计量单元查询键和通信状态查询键，对应采集计量单元查询键和通信状态查询键分别设置LED灯Ⅰ和LED灯Ⅱ，LED灯Ⅰ和LED灯Ⅱ均与控制芯片相连，按下通信状态查询键，显示单元显示采集器地址，并通过LED灯Ⅱ显示485通讯单元与监控平台的通信是否正常，如果LED灯Ⅱ常亮，表示485通讯单元与监控平台通信正常，如果LED灯Ⅱ闪烁，表示485通讯单元与监控平台通信故障，按下采集计量单元查询键，显示单元显示采集计量单元的设备代码，LED灯Ⅰ指示采集器与该采集计量单元通讯状态，指示灯长亮，说明该采集计量单元与采集器通讯正常，指示灯闪烁，说明该采集计量单元与采集器通讯故障，按动地址参数设置键可以依次查看所有采集计量单元的地址参数，显示单元同时显示采集计量单元的参数代码及对应的地址参数，同时按下采集计量单元查询键和通信状态查询键保持3秒，可进入地址参数设置状态，显示单元显示内容分别两部分，一半为静态显示的采集计量单元参数代码，一半为闪烁显示的与显示的代码所对应的地址参数，如需调整该参数，按下地址参数设置键选择合适的地址参数值，然后同时按动采集计量单元查询键和通信状态查询键设置该地址参数。

所述电源、数据传输单元、485通讯单元和控制芯片均集成在壳体内部，按键查询单元的按键和显示单元镶嵌在壳体上，设备结构紧凑，易拆卸安装。

所述485通讯单元通过485信号隔离电路连接至控制芯片；电源通过电源稳压电路为485通讯单元供电。

本申请还提供一种基于上述太阳能热能计量与监测采集系统的使用方法，包括：

S1：上电自检；

S2：查询各采集计量单元工作状态；

S3：查询采集器与监控平台之间的通讯状态；

S4：通过按键查询单元查询及修改设置各计量采集单元设备代码及地址参数；

S5：通过按键查询单元为所有的地址参数复位。

其中，所述S2的具体执行过程为：

按下采集计量单元查询键，显示单元显示采集计量单元的设备代码，LED灯Ⅰ指示采集器与该采集计量单元通讯状态，指示灯长亮，说明该采集计量单元与采集器通讯正常，指示灯闪烁，说明该采集计量单元与采集器通讯故障。

所述S3的具体执行过程为：

按动通信状态查询键,显示单元显示采集器地址，LED灯Ⅱ长亮，说明采集器与监控平台通讯正常，LED灯Ⅱ闪烁，说明采集器与监控平台通讯故障。

所述S4的具体执行过程为：

将各计量采集单元的地址参数分为相互独立的若干组，对应每组参数值匹配一个参数代码，按动地址参数设置键可以依次查看所有采集计量单元的地址参数，显示单元同时显示采集计量单元的参数代码及对应参数值。

所述S5的具体执行过程为：

按下地址参数设置键和采集计量单元查询键保持3秒，所有地址参数恢复默认值。

上述方法还包S6：采集器分别采集各计量采集单元的测量数据，并对同类型采集计量单元的采集数据进行累加计算后再通过数据传输单元传送至监控平台，以热计量表为例，热计量表1的读数为123.45mwh，热计量表2的读数为1123.45mwh，热计量表3的读数为1234.56mwh，则热计量表总的读数为123.45+1123.45+1234.56＝2481.46mwh(热计量表的读数最大到999999.99，所以当热计量表总读数超过999999.99时，则把总读数减999999.99，比如总读数为1000000.00则需要将1000000.00-999999.99＝1.00则把1.00作为热计量表的总数)，对于多个水表和多个电表的数据处理方法与热计量表相同。

执行S1时，若设备初次上电，显示单元点亮，显示单元以六位数码管显示模块为例，设备上电后数码管全部点亮，之后显示“123456”，说明采集器自检正常，最后显示“______”采集器进入正常工作状态。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明可以有效的对太阳能系统现场数据进行采集和监控，便于统一管理，增加太阳能系统运行的可靠性，减少系统维护成本。本发明使用前，预先向各采集计量单元匹配唯一设备代码及地址参数，如果某采集计量单元出现故障需要更换，更换的新的采集计量单元仍沿用为原来的采集计量单元匹配的代码和地址，不论采集计量单元出于哪个厂家，都可以统一管理，使用时，485通讯单元的信号接收端通过485总线连接各采集计量单元，然后将各采集计量单元采集的数据通过485通讯单元的信号发送端发送至数据传输单元，最后由数据传输单元将数据统一传送至监测平台，实现综合数据的采集和监控，并将结果直观显示给值班人员，便于值班人员及时发现设备异常，及时处理，设备传输数据可靠，维护成本低，另外，现场操作人员可通过按键查询单元为各采集计量单元匹配地址参数。

附图说明

图1是实施例1结构框图。

图2是实施例1电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1-2所示，本发明所述太阳能热能计量与监测采集系统，包括监控平台和采集器，所述采集器包括电源、数据传输单元、显示单元X1、按键查询单元、485通讯单元和控制芯片M1，所述485通讯单元、按键查询单元和显示单元X1均连接至控制芯片M1，485通讯单元信号接收端连接至各采集计量单元，485通讯单元信号发送端连接至数据传输单元，数据传输单元连接至监控平台，电源为上述各单元及控制芯片供电，数据传输单元可采用现有的DTU模块。

其中，显示单元X1采用数码管显示模块，数码管显示模块的位数可根据显示参数的需求进行设置，一般设置6位；所述采集计量单元包含太阳能控制柜、热计量表、水表、电表和气象站，485通讯单元可将上述设备采集的数据统一传输至数据传输单元，不受设备生产厂家的影响，使用一致性高，在数据传输过程中，采集器通过485通讯单元采集各采集计量单元的采集数据，考虑到各采集计量单元包括多种类型计量装置，而每种计量装置又可能包含多个同类型的计量装置，为便于数据的打包传输，由采集器首先对同类型采集计量单元的采集数据进行累加计算后再通过数据传输单元传送至监控平台，以热计量表为例，热计量表1的读数为123.45mwh，热计量表2的读数为1123.45mwh，热计量表3的读数为1234.56mwh，则热计量表总的读数为123.45+1123.45+1234.56＝2481.46mwh(热计量表的读数最大到999999.99，所以当热计量表总读数超过999999.99时，则把总读数减999999.99，比如总读数为1000000.00则需要将1000000.00-999999.99＝1.00则把1.00作为热计量表的总数)，对于多个水表和多个电表的数据处理方法与热计量表相同。

按键查询单元包括三个按键，分别为地址参数设置键KEY1、采集计量单元查询键KEY3和通信状态查询键KEY2，对应采集计量单元查询键KEY3和通信状态查询键KEY2分别设置LED灯Ⅰ和LED灯Ⅱ，LED灯Ⅰ和LED灯Ⅱ均与控制芯片M1相连，按下通信状态查询键KEY2，显示单元X1显示采集器地址，并通过LED灯Ⅱ显示485通讯单元与监控平台的通信是否正常，如果LED灯Ⅱ常亮，表示485通讯单元与监控平台通信正常，如果LED灯Ⅱ闪烁，表示485通讯单元与监控平台通信故障，按下采集计量单元查询键KEY3，显示单元X1显示采集计量单元的设备代码，LED灯Ⅰ指示采集器与该采集计量单元通讯状态，指示灯长亮，说明该采集计量单元与采集器通讯正常，指示灯闪烁，说明该采集计量单元与采集器通讯故障，按动地址参数设置键KEY1可以依次查看所有采集计量单元的地址参数，显示单元X1同时显示采集计量单元的参数代码及对应的地址参数，同时按下采集计量单元查询键KEY3和通信状态查询键KEY2保持3秒，可进入地址参数设置状态，显示单元X1显示内容分别两部分，显示单元X1以6位数码管显示模块为例，前3位为静态显示的采集计量单元参数代码，后三位为闪烁显示的与显示的代码所对应的地址参数，如需调整该参数，按下地址参数设置键KEY1选择合适的地址参数值，然后同时按动采集计量单元查询键KEY3和通信状态查询键KEY2设置该地址参数；电源、数据传输单元、485通讯单元和控制芯片M1均集成在壳体内部，按键查询单元的按键和显示单元X1镶嵌在壳体上，设备结构紧凑，易拆卸安装；485通讯单元通过485信号隔离电路连接至控制芯片M1；电源通过电源稳压电路为485通讯单元供电。

本发明可以有效的对太阳能系统现场数据进行采集和监控，便于统一管理，增加太阳能系统运行的可靠性，减少系统维护成本。使用前，预先向各采集计量单元匹配设备代码及地址参数，如果某采集计量单元出现故障需要更换，更换的新的采集计量单元仍沿用为原来的采集计量单元匹配的代码和地址参数，不论采集计量单元出于哪个厂家，都可以统一管理。设备代码设置如下：L01:表示太阳能控制柜；Sb1:表示水表1；Sb2：表示水表2；Rb1：表示热计量表1；Rb2：表示热计量表2；Rb3：表示热计量表3；Rb4：表示热计量表4；db1：表示电表；qb1：表示气象站。

使用时，485通讯单元的信号接收端通过485总线连接各采集计量单元，然后将各采集计量单元采集的数据通过485通讯单元的信号发送端发送至数据传输单元，最后由数据传输单元将数据统一传送至监测平台，实现综合数据的采集和监控，并将结果直观显示给值班人员，便于值班人员及时发现设备异常，及时处理，设备传输数据可靠，维护成本低，另外，现场操作人员可通过按键查询单元为各采集计量单元匹配地址参数。

实施例2：

本实施例基于实施例1提出一种太阳能热能计量与监测采集系统的使用方法，包括：

S1：上电自检；

S2：查询各采集计量单元工作状态；

S3：查询采集器与监控平台之间的通讯状态；

S4：通过按键查询单元查询及修改设置各计量采集单元设备代码及地址参数；

S5：通过按键查询单元为所有的地址参数复位；

S6：采集器分别采集各计量采集单元的测量数据，并对同类型采集计量单元的采集数据进行累加计算后再通过数据传输单元传送至监控平台。

显示单元X1以6位数码管显示模块为例，所述S2的具体执行过程为：

按下采集计量单元查询键KEY3，显示单元后3位数码管显示采集计量单元设备代码，LED灯Ⅰ指示采集器与该采集计量单元通讯状态，指示灯长亮，说明该采集计量单元与采集器通讯正常，指示灯闪烁，说明该采集计量单元与采集器通讯故障。

所述S3的具体执行过程为：

按动通信状态查询键KEY2,显示单元前三位数码管显示采集器地址，LED灯Ⅱ长亮，说明采集器与监控平台通讯正常，LED灯Ⅱ闪烁，说明采集器与监控平台通讯故障。

所述S4的具体执行过程为：

将各计量采集单元的地址参数分为相互独立的若干组，对应每组参数值匹配一个参数代码，按动地址参数设置键KEY1可以依次查看所有采集计量单元的地址参数，显示单元X1前3位数码管显示参数代码，后3位闪烁显示地址参数的值，具体示例见表一

按动地址参数设置键，所述S4执行过程中，将各计量采集单元的地址参数分为相互独立的若干组，对应每组参数值匹配一个参数代码，。

表一

所述S5的具体执行过程为：

按下地址参数设置键KEY1和采集计量单元查询键KEY3保持3秒，所有地址参数恢复默认值。

上述方法还包S6：采集器分别采集各计量采集单元的测量数据，并对同类型采集计量单元的采集数据进行累加计算后再通过数据传输单元传送至监控平台，以热计量表为例，热计量表1的读数为123.45mwh，热计量表2的读数为1123.45mwh，热计量表3的读数为1234.56mwh，则热计量表总的读数为123.45+1123.45+1234.56＝2481.46mwh(热计量表的读数最大到999999.99，所以当热计量表总读数超过999999.99时，则把总读数减999999.99，比如总读数为1000000.00则需要将1000000.00-999999.99＝1.00则把1.00作为热计量表的总数)，对于多个水表和多个电表的数据处理方法与热计量表相同。

执行S1时，若设备初次上电，显示单元点亮，显示单元X1以六位数码管显示模块为例，设备上电后数码管全部点亮，之后显示“123456”，说明采集器自检正常，最后显示“______”采集器进入正常工作状态。