[0001] 本申请涉及数据采集技术领域，特别是涉及一种数据采集器。

[0002] 在工业生产过程中，受产品质量、生产成本等多方面因素影响，通常需要对工业现场的一些参数进行监控。数据采集装置是解决这一问题的有效手段。在科学研究中，应用数据采集装置可获得被测对象的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具,也是获取科学奥秘的重要手段之一。因此，随着工业技术的发展，数据采集装置具有越来越广泛的应用领域。

[0003] 目前，企业里要求测试和处理的信息量越来越大，而且被测对象的空间位置分散，测试任务复杂，测试系统庞大，测试单元数量多，各个测试单元与主控计算机的数据交换量越来越大。同时由于工业现场的恶劣条件，远程监控显得越来越重要。因此数据采集装置模块化、网络化和远程化的要求也越来越受到重视。

[0004] 同时，为了加强企业能源计量管理，开展企业节能降耗行动，提高能源利用率是减少资源消耗、保护环境的最有效途径。为使企业更好的完成能源的管理，也需要建立一套有效的自动化能源数据获取系统，以便企业实时掌握能源状况。

[0005] 现有的数据采集装置，通常是对仪表设置一对一模式的采集设备，为每个仪表安装一个采集设备，每个采集设备采集一个仪表的数据并直接上传数据中心。

[0006] 但是，由于企业的仪表种类繁多，通信的接口和协议没有统一的规范，造成数据的采集难度较高，而且仪表的安装位置分散，采用常规的一对一模式的采集设备往往会造成资源的浪费。

[0056] 相关术语解释：

[0057] ZigBee：基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

[0058] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0059] 下面结合附图，对本申请的实施方案进行详细描述。

[0060] 图1为本申请提供的一种数据采集器的结构示意图。

[0061] 请参照图1所示，本申请实施例提供的一种数据采集器，包括：

[0062] 主控模块1和至少一个数据采集模块2，其中，

[0063] 所述主控模块1的输出端与企业管理系统的通信前置机相连接；

[0064] 所述数据采集模块2的输入端与企业的仪表相连接；

[0065] 所述数据采集模块2的输出端与所述主控模块1的输入端相连接；

[0066] 所述主控模块1通过ZigBee网络与分布式安装的至少一个所述数据采集模块2进行通信。

[0067] 图2为本申请提供的另一种数据采集器的结构示意图。

[0068] 参照图2所示，所述主控模块，包括：

[0069] 第一ZigBee通信模块11、GPRS通信模块12和第一核心处理模块13，其中，[0070] 所述第一ZigBee通信模块11的输出端与所述第一核心处理模块13的输入端相连接；

[0071] 所述第一ZigBee通信模块11的输入端与所述数据采集模块2的输出端相连接；

[0072] 所述第一核心处理模块13的输出端与所述GPRS通信模块12的输入端相连接；

[0073] 所述GPRS通信模块12的输出端与企业管理系统的通信前置机相连接。

[0074] 其中，参照图2所示，所述主控模块，还包括：

[0075] 安全芯片14、按键15、LED显示模块16和存储模块17，其中，

[0076] 所述第一核心处理模块13的输出端与所述LED显示模块16相连接；

[0077] 所述第一核心处理模块13的输出端与所述存储模块17相连接；

[0078] 所述安全芯片14的输出端与所述第一核心处理模块13的输入端相连接；

[0079] 所述按键15的输出端与所述第一核心处理模块13的输入端相连接。

[0080] 在本申请实施例中，分布式数据采集器主控模块的组成包括第一核心处理模块13、第一ZigBee通信模块11、GPRS通信模块12、安全芯片14、按键15、LED显示16、存储
17。第一核心处理模块13的输出端连接ZigBee通信模块12、GPRS通信模块11、LED显示
16和存储17。ZigBee通信模块12的输出端连接第一核心处理模块13。安全芯片14的输出端连接第一核心处理模块13。按键5的输出端连接第一核心处理模块13。GPRS通信模块12的输出端连接企业能源管理系统的通信前置机。

[0081] 主控模块1通过ZigBee通信模块11与数据采集模块2进行组网及通信，读取仪表的数据或设置参数。读取的数据存储在存储17中，并可由LED显示16进行本地显示。按键15切换LED显示16所显示的内容。第一核心处理模块13通过GPRS通信模块12与通信前置机进行数据的传输，包括上报数据及接收指令等。

[0082] 图3为本申请提供的又一种数据采集器的结构示意图。

[0083] 参照图3所示，所述数据采集模块2，包括：

[0084] 第二ZigBee通信模块21，采集模块22和第二核心处理模块23，其中，[0085] 所述第二ZigBee通信模块21的输入端与所述第二核心处理模块23的输出端相连接；

[0086] 所述第二ZigBee通信模块21的输出端与所述主控模块1的输入端相连接；

[0087] 所述第二核心处理模块23的输入端与所述采集模块22的输出端相连接；

[0088] 所述采集模块22的输入端与企业的仪表相连接。

[0089] 其中，参照图3所示，所述数据采集模块2中的采集模块22，包括：

[0090] 通用异步收发器221、RS485通道222、红外通信通道223和RS232通道224，其中，[0091] 所述通用异步收发器221的输入端与所述RS485通道222、红外通信通道223和RS232通道224相连接；

[0092] 所述通用异步收发器221的输出端与所述第二核心处理模块23的输入端相连接；

[0093] 所述RS485通道222、红外通信通道223和RS232通道224分别与企业的仪表相连接，采集仪表的数据。

[0094] 在本申请实施例中，分布式数据采集器数据采集模块的组成包括第二核心处理模块23、第二ZigBee通信模块21、通用异步收发器221、RS485通道222、红外通信通道223和RS232通道224。第二核心处理模块23的输出端连接第二ZigBee通信模块21和通用异步收发器221。第二ZigBee通信模块21的输出端连接主控模块1。

[0095] 现场的数字仪表通过RS485通道222、红外通信通道223或RS232通道224将数据传输到通用异步收发器221或接收设置参数的指令，第二核心处理模块23通过通用异步收发器221读取仪表数据或写入仪表参数，然后通过第二ZigBee通信模块21与主控模块1进行通信。

[0096] 图4为本申请提供的再一种数据采集器的结构示意图。

[0097] 参照图4所示，数据采集器中还包括：

[0098] 计量模块3，所述计量模块3包括：

[0099] 第三ZigBee通信模块31，采样模块32和第三核心处理模块33，其中，[0100] 所述第三ZigBee通信模块31的输出端与所述主控模块1的输入端相连接；

[0101] 所述第三ZigBee通信模块31的输入端与所述第三核心处理模块33的输出端相连接；

[0102] 所述第三核心处理模块33的输入端与所述采样模块32的输出端相连接；

[0103] 所述采样模块32的输入端与企业的仪表相连接。

[0104] 其中，参照图4所示，所述计量模块3中的采样模块32，包括：

[0105] AD转换器321、电压互感器322和电流互感器323，其中，

[0106] 所述AD转换器321的输入端与所述电压互感器322和电流互感器323相连接；

[0107] 所述AD转换器321的输出端与所述第三核心处理模块33的输入端相连接；

[0108] 所述电压互感器322和电流互感器323分别与企业的仪表相连接，采集仪表的数据。

[0109] 在本申请实施例中，分布式数据采集器计量模块的组成包括第三核心处理模块33、第三ZigBee通信模块31、AD转换器321、电压互感器322和电流互感器323。第三核心处理模块33的输出端连接第三ZigBee通信模块31。AD转换器321的输出端连接第三核心处理模块33。

[0110] 电压互感器322和电流互感器323负责将电流或电压转换成可量测范围内的电流或电压信号，然后通过AD转换器321将模拟信号转换成数字信号，第三核心处理模块33读取AD转换器321转换得到的数字值，并通过第三ZigBee通信模块31将数据传输到主控模块1。

[0111] 基于ZigBee的分布式数据采集器的设计开发必须进行数据采集部分和通信部分的设计，在本发明中采用了灵活部署的模块化结构，使得整个数据采集器的结构可以根据实际需要进行灵活组合，这要求在整体结构设计、通信协议、信号检测处理方面都要全面考虑，这是竞争对手如果想要仿制所必须解决的核心问题。

[0112] 1)基于ZigBee的低功耗通信技术

[0113] 2)采用模块化结构支持分布式安装

[0114] 3)包含数据采集模块和计量模块

[0115] 4)支持GPRS通信

[0116] 5)支持高强度的身份验证和数据加密

[0117] 6)符合企业能源管理对数据处理和分析的要求。

[0118] 较现有技术相比，本申请方案具有以下优点及有益效果：(1)采用分布式安装，主控模块可以连接一个或多个采集或测量模块，根据现场情况灵活配置模块数量。(2)数据采集模块可以从带有485接口的电能表中采集数据，支持最多64块电表数据的采集。(3)计量模块具备测量能力，可通过电流互感器和电压互感器接入线路测量，可替代电表的测量功能。(4)主控模块采用ARM9芯片，运算速度快，功能强大，能够根据企业能源监测的要求对数据进行处理和分析。(5)基于ZigBee技术的自组网方案具备低功耗、低复杂度、低成本的优势。

[0119] 需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

[0120] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0121] 以上对本发明所提供的方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。