一種工業物聯網綜合測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種工業物聯網綜合測試儀，包括：一種工業物聯網綜合測試儀，所述工業物聯網綜合測試儀包括：主體箱和副體箱，主體箱包括平板電腦裝置、Zigbee無線透傳模塊裝置、設在主體箱上的主體箱供電電路裝置、設在主體箱上的主體箱數據外設接口裝置；副體箱包括數據采集終端RTU電路裝置、電量模塊裝置、設在副體箱上的副體箱供電電路裝置、設在副體箱上的副體箱數據外設接口裝置、設在副體箱上的選配件裝置。本實用新型工業物聯網綜合測試儀采用一機兩體式和內嵌式，可以方便的采集包括鋼鐵、有色冶金、石油、化工、煤炭、電力、水利、環保節能、水處理、實驗室等工業生產過程中的壓力、溫度、流量、功圖、電量、物位等數據信息，并能將這些數據信息及時處理，做到對企業能源利用情況實時監控的功能。
【專利說明】一種工業物聯網綜合測試儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工業物聯網綜合測試儀，尤其涉及一種方便快捷式的采集工業生產過程中，包括鋼鐵、有色冶金、石油、化工、煤炭、電力、水利、環保節能、水處理、實驗室等現場智能儀表數據的儀器，集采集、處理、遠傳、分析、能耗計算等功能于一體的工業物聯網綜合測試儀。
【背景技術】
[0002]在工業生產過程當中，及時的對智能儀器儀表數據的采集、存儲、處理，實現對企業能源利用狀況進行實時、準確的動態監管具有非常重大的意義。下面介紹幾種現有技術:
[0003]中國專利CN202711049U公開了一種物聯網采集監控設備，包括一個主控CPU模塊、一個GPRS模塊和一個或者一個以上的傳感器接口 ；所述主控CPU模塊，其安裝在所述物聯網采集監控設備內部，用于存儲和處理傳感器采集到的數據，并將處理后的數據傳送給所述GPRS模塊；所述GPRS模塊，其內置SM卡，用于通過所述SM卡實現遠程無線傳輸功能；所述每個傳感器接口，其均用于外接傳感器，并將接收到的傳感器數據傳輸給所述主控(PU模塊。
[0004]中國專利CN203405822U公開了一種物聯網數據采集終端以及數據采集系統。該數據采集系統設有條碼掃描槍或鍵盤、串口服務器、顯示器、物聯網數據采集終端。該物聯網數據采集終端的電源驅動模塊為單片機模塊、PS/2接口模塊、485接口模塊、第一 232接口模塊、第二 232接口模塊、單片機外接端口模塊和USB接口模塊供電，所述單片機模塊通過PS/2接口模塊、485接口模塊、第一 232接口模塊、第二 232接口模塊或單片機外接端口與條碼掃描槍和/或鍵盤、串口服務器、顯示器、無線射頻RFID閱讀器和/或Zigbee采集器連接。
[0005]中國專利CN203057535U公開了一種物聯網數據采集終端。具有中央處理模塊，中央處理模塊分別與AD轉換接口、LED顯示接口、FLASH存儲模塊和Zigbee無線傳輸模塊連接。本實用新型物聯網數據采集終端，通過外接各種溫濕度、C02濃度、音視頻等傳感器，組建無線傳感網絡，安裝于農業種養殖、樓宇等場所，用于監控環境參數，并把采集的數據通過GPRS等有/無線網絡發送到中心服務器，實現對物品和過程的智能化感知，并接收服務器下發的控制指令，轉發到繼電器等控制設施以實施遠程自動控制。
[0006]中國專利CN102682585A公開了一種物聯網數據采集器。它包括核心數據處理中心模塊(I)、時鐘模塊(2)、看門狗模塊(3)、數據采集模塊(4)、數據存儲模塊(5)、網絡傳輸模塊出)、JTAG調試模塊(7)、LED指示模塊(8)、電源供電模塊(9)。本發明通過數據采集模塊對建筑內各類用能(水、電、熱、氣)信息數據進行采集，通過數據存儲模塊將能耗信息數據有序地存儲在SD卡中，最后通過以太網的TCP協議將數據上傳至服務器數據中心。
[0007]中國專利CN202025218U公開了一種物聯網數據采集終端機，包括單片機、溫濕度檢測模塊、RFID電子標簽讀寫模塊、鍵盤輸入模塊、LED顯示單元、CAN總線控制器，所述物聯網數據采集終端機通過單片機與LED顯示單元、鍵盤和RFID電子標簽讀寫模塊連接，并通過CAN總線控制器與終端控制器連接，所述終端控制器通過RS232接口與計算機連接。
[0008]上述現有技術普遍存在以下技術缺陷和不足:
[0009]在數據采集方面，上面的專利均未提到現場情況的特殊性，現場分無線表、有線表兩種方式，無線表采取的通訊方式不同時，如何解決？需要同時采集無線和有線表數據時如何采集？在電源供電方面，上面的專利沒有提到正常工作持續的時間以及采用何種電源供電方式；產品功耗大，操作時間長，電源供應能力不足，則導致產品的使用壽命短或后期維護困難；同時可能帶來產品的穩定性降低。在數據信息處理方面，上面的專利均為提及到就地數據信息處理及對現場儀表標定的功能；在外擴性能方面，上面的專利均只針對同一工況情況下的數據采集信息，沒有提及外擴性能，功能單一。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的在于提供一種工業物聯網測試儀，來克服現有技術上述的缺陷和不足。
[0011]為達上述目的，本實用新型提供了一種工業物聯網綜合測試儀，所述工業物聯網綜合測試儀包括:主體箱和副體箱，主體箱包括平板電腦裝置、Zigbee無線透傳模塊裝置、設在主體箱上的主體箱供電電路裝置、設在主體箱上的主體箱數據外設接口裝置；副體箱包括數據采集終端RTU電路裝置、電量模塊裝置、設在副體箱上的副體箱供電電路裝置、設在副體箱上的副體箱數據外設接口裝置、設在副體箱上的選配件裝置；
[0012]所述平板電腦裝置內嵌GPRS模塊；
[0013]所述Zigbee無線透傳模塊裝置，與所述平板電腦相連，采集外界具有同樣Zigbee協議棧的數據信息，Zigbee無線透傳模塊可根據現場實際情況選擇對應的協議棧模塊，進而采集數據信息；
[0014]所述主體箱供電電路裝置設有車載電源供電裝置和鋰電池供電裝置；
[0015]所述主體箱數據外設接口裝置設有USB 口、千兆以太網接口、RS485接口、RS232接口、車載電源接口、GPRS天線外接口、Zigbee天線外接口 ；
[0016]所述主體箱數據外設接口裝置與所述副體箱數據外設接口裝置相連，用于采集數據信息；
[0017]所述數據采集終端RTU電路裝置設有Zigbee收發裝置、GPRS收發裝置、模擬量數據采集裝置；
[0018]所述電量模塊裝置，與所述數據采集終端RTU電路裝置相連，所述電量模塊裝置包括三相電流接口外接裝置、三相電壓接口外接裝置；所述三相電流接口外接裝置，與所述電量模塊裝置相連，用于測量三相電流，所述三相電壓接口外接裝置，與所述電量模塊裝置相連，可測量三相四線制參考電壓；
[0019]所述副體箱供電電路裝置包括現場電源供電裝置和副體箱鋰電池供電裝置；
[0020]所述副體箱數據外設接口裝置設有USB接口、千兆以太網接口、RS485接口、外接電源接口、GPRS天線外接口、Zigbee天線外接口 ；
[0021]所述選配件裝置包括壓力表、示功儀。
[0022]進一步地，所述平板電腦裝置用于接收、存儲、處理數據；所述GPRS模塊，與所述平板電腦相連，收發G網數據信息。
[0023]進一步地，所述主體箱供電電路裝置包括:
[0024]車載電源供電裝置，是所述測試儀主體箱提供電源，車載電源供電電壓輸入為9-30VDC ;輸出為12.6VDC，恒壓恒流；
[0025]鋰電池供電裝置，是所述平板電腦的備用電源，當現場無電源可使用時，使用該電源，正常工作時間不小于6小時。
[0026]進一步地，所述主體箱數據外設接口裝置包括:
[0027]USB接口，與所述平板電腦相連，可通過USB 口與外接設備傳輸數據；
[0028]千兆以太網接口，與所述平板電腦相連，用于測試儀聯網或與外設傳輸數據信息；
[0029]RS485接口，與所述平板電腦相連，可接收具有RS485通訊協議的外設數據信息；
[0030]RS232接口，與所述平板電腦相連，可接收具有RS232通訊協議的外設數據信息；
[0031]車載電源接口，與所述平板電腦相連，為主體箱提供電源外接形式接口 ；
[0032]GPRS天線外接口，與所述平板電腦相連，可將天線外置與車外，方便數據收發信息；
[0033]Zigbee天線外接口，與所述平板電腦相連，可將天線外置與車外，方便數據收發信肩、O
[0034]進一步地，所述數據采集終端RTU電路裝置包括:
[0035]Zigbee收發裝置，內嵌于與所述數據采集終端RTU電路裝置，收發外界具有同樣Zigbee協議棧的數據信息；
[0036]GPRS模塊，內嵌于與所述數據采集終端RTU電路裝置，收發G網數據信息；
[0037]模擬量數據采集裝置，內嵌在所述數據采集終端RTU電路裝置中，通過有線的方式采集模擬量數據信息。
[0038]進一步地，所述副體箱供電電路裝置包括:
[0039]現場電源供電裝置，為所述測試儀副體箱提供電源，電源供電電壓為220VAC，輸出電壓為恒壓恒流12.6VDC ；
[0040]副體箱鋰電池供電裝置，是所述測試儀副體箱提供電源，當現場無電源可使用時，使用該電源，正常工作時間不小于8小時；
[0041]進一步地，所述副體箱數據外設接口裝置包括:
[0042]USB接口，與所述數據采集終端RTU相連，可通過USB 口與外接設備傳輸數據；
[0043]千兆以太網接口，與所述數據采集終端RTU相連，用于測試儀聯網或與外設傳輸數據信息；
[0044]RS485接口，與所述數據采集終端RTU相連，可接收具有RS485通訊協議的外設數據信息；
[0045]外接電源接口，與所述數據采集終端RTU相連，為副體箱提供外接形式電源；
[0046]GPRS天線外接口，與所述數據采集終端RTU相連，可方便數據收發信息；
[0047]Zigbee天線外接口，與所述數據采集終端RTU相連，可方便數據收發信息。
[0048]本實用新型具有以下有益效果:采用一機兩體式和內嵌式結構，方便快捷采集數據；在數據采集方面，可綜合采集具有多種不同形式的無線或有線信號數據傳輸；在電源供電方面，采用主電源和備用電源的二者共存的方式，保證了電源的及時供給，在不同環境下的，綜合利用電源，使測試儀的適應性能更強；兼容多種無線或有線數據采集方式，GPRS、Zigbee、以太網、RS232、RS485都能更好的適應了現場數據采集的環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0050]圖1為本實用新型的工業物聯網測試儀的結構示意圖；
[0051]圖2為本實用新型工業物聯網測試儀的主體箱結構示意圖；
[0052]圖3為本實用新型工業物聯網測試儀的副體箱結構示意圖；
【具體實施方式】
[0053]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施方式和附圖，對本實用新型做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施方式及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0054]圖1為工業物聯網測試儀的結構示意圖。如圖所示，該物聯網測試儀包括主體箱和副體箱，主體箱包括平板電腦裝置、Zigbee無線透傳模塊裝置、設在主體箱上的主體箱供電電路裝置、設在主體箱上的主體箱數據外設接口裝置；副體箱包括數據采集終端RTU電路裝置、電量模塊裝置、設在副體箱上的副體箱供電電路裝置、設在副體箱上的副體箱數據外設接口裝置、設在副體箱上的選配件裝置；
[0055]平板電腦裝置，內嵌GPRS模塊，收發G網數據信息；
[0056]Zigbee無線透傳模塊裝置，與平板電腦相連，用于采集外界具有同樣Zigbee協議棧的數據信息，同時Zigbee無線透傳模塊可根據現場實際情況選擇對應的協議棧模塊，進而采集數據信息；
[0057]主體箱供電電路裝置包括車載電源供電裝置和鋰電池供電裝置，車載電源供電裝置，是測試儀主體箱提供電源，車載電源供電電壓輸入為9-30VDC ;輸出為12.6VDC，恒壓恒流；鋰電池供電裝置，是平板電腦的備用電源，當現場無電源可使用時，使用該電源，正常工作時間不小于6小時。
[0058]如圖2所示，主體箱的主要功能部件平板電腦裝置需要連接至主體箱面板，方便用戶使用，主體箱數據外設接口裝置，擁有2個USB接口、2個千兆以太網接口、I個RS485接口、I個RS232接口、I個車載電源接口、I個GPRS天線外接口、I個Zigbee天線外接口 ；
[0059]數據采集終端RTU電路裝置，包括Zigbee收發裝置、GPRS收發裝置、模擬量數據采集裝置；
[0060]電量模塊裝置，與數據采集終端RTU電路裝置通過RS485通訊協議相連，其包括三相電流接口外接裝置、三相電壓接口外接裝置；
[0061]副體箱供電電路裝置包括現場電源供電裝置和副體箱鋰電池供電裝置；現場電源供電裝置，為測試儀副體箱提供電源，電源供電電壓為220VAC，輸出電壓為恒壓恒流12.6VDC ;副體箱鋰電池供電裝置，是測試儀副體箱備用電源，當現場無電源可使用時，使用該電源，正常工作時間不小于8小時；
[0062]如圖3所示，副體箱的主要功能部件數據采集終端RTU電路裝置需要連接至副體箱面板和電量模塊裝置，同時考慮到使用的方便性，其使用內嵌式結構，可以從副體箱內拿出來到現場采集數據，若現場需要更換儀表時才能采集數據，即可將全套的副體箱帶到現場使用。副體箱數據外設接口裝置，擁有I個USB接口、I個千兆以太網接口、I個RS485接口、I個外接電源接口、I個GPRS天線外接口、I個Zigbee天線外接口 ；
[0063]選配件裝置，包括3個0_6Mpa壓力表，I個示功儀，其可根據鋼鐵、有色冶金、石油、化工、煤炭、電力、水利、環保節能、水處理、實驗室等工業生產領域中的具體情況進行配置相應的一次儀表，如壓力、溫度、流量、物位傳感器等。
[0064]該工業物聯網綜合測試儀由主體箱和副體箱兩部分組成，主體箱與副體箱即可單獨使用也可聯合使用，就現場具體情況而定。單獨使用時，主要用在現場的一次儀表都能進行無線傳輸的情況下，使用主體箱直接采集現場儀表數據，對數據進行分析處理；聯合使用時，主要用在現場需要連線時才能采集到的數據信息，比如電參數、模擬量數據信息等，這些數據必須通過副體箱的連接使用，再將數據信息發送給主體箱，從而將數據信息進行分析處理。
[0065]如圖1所示，主體箱和副體箱都有一個核心單元，分別是平板電腦和數據采集終端RTU電路裝置，同時配有相應的功能模塊，達到不同的目的。主體箱中主要配有Zigbee無線透傳模塊裝置，主體箱供電電路裝置。Zigbee無線透傳模塊裝置，與平板電腦通過RS232相連，用于采集具有同樣Zigbee協議棧的數據信息；主體箱供電電路裝置，與所述平板電腦相連，用于提供相應的電源動力。副體箱中主要配有電量模塊裝置、副體箱供電電路裝置。電量模塊裝置，與數據采集終端RTU電路裝置通過RS485相連，用于采集現場的電參量；副體箱供電電路裝置，與數據采集終端RTU電路裝置相連，用于提供相應的電源動力。同時主體箱的主要功能是采集具有無線儀表的數據，副體箱的主要功能是采集具有有線儀表的數據。
[0066]綜上所述，本專利提供了一種工業物聯網綜合測試儀，該測試儀針對現場的特殊性，其兼容多種采集方式，無線通訊包括GPRS模塊、Zigbee無線透傳模塊裝置，有線通訊包括RS232、RS485、以太網、USB以及模擬量數據采集等。根據采集到的數據，可實現對企業能源利用狀況進行實時、準確的動態監控。同時該物聯網測試儀的一機兩體式和內嵌式結構也大大加強了其可操作性與方便性。本領域技術人員在此設計思想之下所做任何不具有創造性的改造，均應視為在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種工業物聯網綜合測試儀，其特征在于，所述工業物聯網綜合測試儀包括:主體箱和副體箱，主體箱包括平板電腦裝置、Zigbee無線透傳模塊裝置、設在主體箱上的主體箱供電電路裝置、設在主體箱上的主體箱數據外設接口裝置；副體箱包括數據采集終端RTU電路裝置、電量模塊裝置、設在副體箱上的副體箱供電電路裝置、設在副體箱上的副體箱數據外設接口裝置、設在副體箱上的選配件裝置； 所述平板電腦裝置內嵌GPRS模塊； 所述Zigbee無線透傳模塊裝置，與所述平板電腦相連，采集外界具有同樣Zigbee協議棧的數據信息，Zigbee無線透傳模塊可根據現場實際情況選擇對應的協議棧模塊，進而采集數據信息； 所述主體箱供電電路裝置設有車載電源供電裝置和鋰電池供電裝置； 所述主體箱數據外設接口裝置設有USB 口、千兆以太網接口、RS485接口、RS232接口、車載電源接口、GPRS天線外接口、Zigbee天線外接口 ； 所述主體箱數據外設接口裝置與所述副體箱數據外設接口裝置相連，用于采集數據信息； 所述數據采集終端RTU電路裝置設有Zigbee收發裝置、GPRS收發裝置、模擬量數據采集裝置； 所述電量模塊裝置，與所述數據采集終端RTU電路裝置相連，所述電量模塊裝置包括三相電流接口外接裝置、三相電壓接口外接裝置；所述三相電流接口外接裝置，用于測量三相電流，所述三相電壓接口外接裝置，可測量三相四線制參考電壓； 所述副體箱供電電路裝置包括現場電源供電裝置和副體箱鋰電池供電裝置； 所述副體箱數據外設接口裝置設有USB接口、千兆以太網接口、RS485接口、外接電源接口、GPRS天線外接口、Zigbee天線外接口 ； 所述選配件裝置包括壓力表、示功儀。
2.根據權利要求1所述的工業物聯網綜合測試儀，其特征在于，所述平板電腦裝置用于接收、存儲、處理數據；所述GPRS模塊，與所述平板電腦相連，收發G網數據信息。
3.根據權利要求1所述的工業物聯網綜合測試儀，其特征在于，所述主體箱供電電路裝置包括: 車載電源供電裝置，是所述測試儀主體箱提供電源，車載電源供電電壓輸入為9-30VDC ;輸出為12.6VDC，恒壓恒流； 鋰電池供電裝置，是所述平板電腦的備用電源，當現場無電源可使用時，使用該電源，正常工作時間不小于6小時。
4.根據權利要求1所述的工業物聯網綜合測試儀，其特征在于，所述主體箱數據外設接口裝置包括: USB接口，與所述平板電腦相連，可通過USB 口與外接設備傳輸數據； 千兆以太網接口，與所述平板電腦相連，用于測試儀聯網或與外設傳輸數據信息； RS485接口，與所述平板電腦相連，可接收具有RS485通訊協議的外設數據信息； RS232接口，與所述平板電腦相連，可接收具有RS232通訊協議的外設數據信息； 車載電源接口，與所述平板電腦相連，為主體箱提供電源外接形式接口 ； GPRS天線外接口，與所述平板電腦相連，可將天線外置與車外，方便數據收發信息； Zigbee天線外接口，與所述平板電腦相連，可將天線外置與車外，方便數據收發信息。
5.根據權利要求1所述的工業物聯網綜合測試儀，其特征在于，所述數據采集終端RTU電路裝置包括: Zigbee收發裝置，內嵌于與所述數據采集終端RTU電路裝置，收發外界具有同樣Zigbee協議棧的數據信息； GPRS模塊，內嵌于與所述數據采集終端RTU電路裝置，收發G網數據信息； 模擬量數據采集裝置，內嵌在所述數據采集終端RTU電路裝置中，通過有線的方式采集模擬量數據信息。
6.根據權利要求1所述的工業物聯網綜合測試儀，其特征在于，所述副體箱供電電路裝置包括: 現場電源供電裝置，為所述測試儀副體箱提供電源，電源供電電壓為220VAC，輸出電壓為恒壓恒流12.6VDC ； 副體箱鋰電池供電裝置，是所述測試儀副體箱提供電源，當現場無電源可使用時，使用該電源，正常工作時間不小于8小時；
7.根據權利要求1所述的工業物聯網綜合測試儀，其特征在于，所述副體箱數據外設接口裝置包括: USB接口，與所述數據采集終端RTU相連，可通過USB 口與外接設備傳輸數據； 千兆以太網接口，與所述數據采集終端RTU相連，用于測試儀聯網或與外設傳輸數據信息； RS485接口，與所述數據采集終端RTU相連，可接收具有RS485通訊協議的外設數據信息； 外接電源接口，與所述數據采集終端RTU相連，為副體箱提供外接形式電源； GPRS天線外接口，與所述數據采集終端RTU相連，可方便數據收發信息； Zigbee天線外接口，與所述數據采集終端RTU相連，可方便數據收發信息。
【文檔編號】G08C19/00GK203964953SQ201420283673
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】吳光軍, 張文忠, 檀朝鑾, 宋麗敏 申請人:安徽中控儀表有限公司