本發明涉及太陽能系統熱量計量與數據監測技術領域，具體涉及一種太陽能熱能計量與監測采集系統及其使用方法。

背景技術：

為實現太陽能系統的熱能計量及監測，需要通過多種采集計量單元對太陽能系統的數據進行現場采集，現場涉及的采集計量單元主要包括太陽能控制柜、熱計量表、水表、電表及氣象站等，當前，各采集計量單元生產廠家眾多，其數據測采集傳輸多采用一對一模式，沒有統一的管理平臺，不夠集中，無法實現太陽能系統現場采集數據的集中監管，設備維護成本高。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明的目的在于：提供一種太陽能熱能計量與監測采集系統及其使用方法，可以有效的對太陽能系統現場數據進行采集和監控，便于統一管理，增加太陽能系統運行的可靠性，減少系統維護成本。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案為：

所述太陽能熱能計量與監測采集系統，包括監控平臺和采集器，所述采集器包括電源、數據傳輸單元、顯示單元、按鍵查詢單元、485通訊單元和控制芯片，所述485通訊單元、按鍵查詢單元和顯示單元均連接至控制芯片，485通訊單元信號接收端連接至各采集計量單元，485通訊單元信號發送端連接至數據傳輸單元，數據傳輸單元連接至監控平臺，電源為上述各單元及控制芯片供電。

本發明使用前，預先向各采集計量單元匹配唯一的設備代碼及地址參數，并向采集器匹配地址參數，考慮到采集計量單元種類及數量較多，為方便區分，給每個采集計量單元匹配的地址參數位數較多，但顯示單元顯示位數有限，因此，可將每個采集計量單元的地址參數分為相互獨立的若干組參數值，每組參數值對應匹配一個參數代碼，如果某采集計量單元出現故障需要更換，更換的新的采集計量單元仍沿用為原來的采集計量單元匹配的設備代碼和地址參數，不論采集計量單元出于哪個廠家，都可以統一管理，使用時，485通訊單元的信號接收端通過485總線連接各采集計量單元，然后將各采集計量單元采集的數據通過485通訊單元的信號發送端發送至數據傳輸單元，最后由數據傳輸單元將數據統一傳送至監測平臺，實現綜合數據的采集和監控，并將結果直觀顯示給值班人員，便于值班人員及時發現設備異常，及時處理，設備傳輸數據可靠，維護成本低，另外，現場操作人員可通過按鍵查詢單元為各采集計量單元匹配地址參數。

其中，優選方案為：

所述顯示單元采用數碼管顯示模塊，數碼管顯示模塊的位數可根據顯示參數的需求進行設置，一般設置6位。

所述采集計量單元包含太陽能控制柜、熱計量表、水表、電表和氣象站，485通訊單元可將上述設備采集的數據統一傳輸至數據傳輸單元，不受設備生產廠家的影響，使用一致性高，在數據傳輸過程中，采集器通過485通訊單元采集各采集計量單元的采集數據，考慮到各采集計量單元包括多種類型計量裝置，而每種計量裝置又可能包含多個同類型的計量裝置，為便于數據的打包傳輸，由采集器首先對同類型采集計量單元的采集數據進行累加計算后再通過數據傳輸單元傳送至監控平臺，以熱計量表為例，熱計量表1的讀數為123.45mwh，熱計量表2的讀數為1123.45mwh，熱計量表3的讀數為1234.56mwh，則熱計量表總的讀數為123.45+1123.45+1234.56＝2481.46mwh(熱計量表的讀數最大到999999.99，所以當熱計量表總讀數超過999999.99時，則把總讀數減999999.99，比如總讀數為1000000.00則需要將1000000.00-999999.99＝1.00則把1.00作為熱計量表的總數)，對于多個水表和多個電表的數據處理方法與熱計量表相同。

所述按鍵查詢單元包括三個按鍵，分別為地址參數設置鍵、采集計量單元查詢鍵和通信狀態查詢鍵，對應采集計量單元查詢鍵和通信狀態查詢鍵分別設置LED燈Ⅰ和LED燈Ⅱ，LED燈Ⅰ和LED燈Ⅱ均與控制芯片相連，按下通信狀態查詢鍵，顯示單元顯示采集器地址，并通過LED燈Ⅱ顯示485通訊單元與監控平臺的通信是否正常，如果LED燈Ⅱ常亮，表示485通訊單元與監控平臺通信正常，如果LED燈Ⅱ閃爍，表示485通訊單元與監控平臺通信故障，按下采集計量單元查詢鍵，顯示單元顯示采集計量單元的設備代碼，LED燈Ⅰ指示采集器與該采集計量單元通訊狀態，指示燈長亮，說明該采集計量單元與采集器通訊正常，指示燈閃爍，說明該采集計量單元與采集器通訊故障，按動地址參數設置鍵可以依次查看所有采集計量單元的地址參數，顯示單元同時顯示采集計量單元的參數代碼及對應的地址參數，同時按下采集計量單元查詢鍵和通信狀態查詢鍵保持3秒，可進入地址參數設置狀態，顯示單元顯示內容分別兩部分，一半為靜態顯示的采集計量單元參數代碼，一半為閃爍顯示的與顯示的代碼所對應的地址參數，如需調整該參數，按下地址參數設置鍵選擇合適的地址參數值，然后同時按動采集計量單元查詢鍵和通信狀態查詢鍵設置該地址參數。

所述電源、數據傳輸單元、485通訊單元和控制芯片均集成在殼體內部，按鍵查詢單元的按鍵和顯示單元鑲嵌在殼體上，設備結構緊湊，易拆卸安裝。

所述485通訊單元通過485信號隔離電路連接至控制芯片；電源通過電源穩壓電路為485通訊單元供電。

本申請還提供一種基于上述太陽能熱能計量與監測采集系統的使用方法，包括：

S1：上電自檢；

S2：查詢各采集計量單元工作狀態；

S3：查詢采集器與監控平臺之間的通訊狀態；

S4：通過按鍵查詢單元查詢及修改設置各計量采集單元設備代碼及地址參數；

S5：通過按鍵查詢單元為所有的地址參數復位。

其中，所述S2的具體執行過程為：

按下采集計量單元查詢鍵，顯示單元顯示采集計量單元的設備代碼，LED燈Ⅰ指示采集器與該采集計量單元通訊狀態，指示燈長亮，說明該采集計量單元與采集器通訊正常，指示燈閃爍，說明該采集計量單元與采集器通訊故障。

所述S3的具體執行過程為：

按動通信狀態查詢鍵,顯示單元顯示采集器地址，LED燈Ⅱ長亮，說明采集器與監控平臺通訊正常，LED燈Ⅱ閃爍，說明采集器與監控平臺通訊故障。

所述S4的具體執行過程為：

將各計量采集單元的地址參數分為相互獨立的若干組，對應每組參數值匹配一個參數代碼，按動地址參數設置鍵可以依次查看所有采集計量單元的地址參數，顯示單元同時顯示采集計量單元的參數代碼及對應參數值。

所述S5的具體執行過程為：

按下地址參數設置鍵和采集計量單元查詢鍵保持3秒，所有地址參數恢復默認值。

上述方法還包S6：采集器分別采集各計量采集單元的測量數據，并對同類型采集計量單元的采集數據進行累加計算后再通過數據傳輸單元傳送至監控平臺，以熱計量表為例，熱計量表1的讀數為123.45mwh，熱計量表2的讀數為1123.45mwh，熱計量表3的讀數為1234.56mwh，則熱計量表總的讀數為123.45+1123.45+1234.56＝2481.46mwh(熱計量表的讀數最大到999999.99，所以當熱計量表總讀數超過999999.99時，則把總讀數減999999.99，比如總讀數為1000000.00則需要將1000000.00-999999.99＝1.00則把1.00作為熱計量表的總數)，對于多個水表和多個電表的數據處理方法與熱計量表相同。

執行S1時，若設備初次上電，顯示單元點亮，顯示單元以六位數碼管顯示模塊為例，設備上電后數碼管全部點亮，之后顯示“123456”，說明采集器自檢正常，最后顯示“______”采集器進入正常工作狀態。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明可以有效的對太陽能系統現場數據進行采集和監控，便于統一管理，增加太陽能系統運行的可靠性，減少系統維護成本。本發明使用前，預先向各采集計量單元匹配唯一設備代碼及地址參數，如果某采集計量單元出現故障需要更換，更換的新的采集計量單元仍沿用為原來的采集計量單元匹配的代碼和地址，不論采集計量單元出于哪個廠家，都可以統一管理，使用時，485通訊單元的信號接收端通過485總線連接各采集計量單元，然后將各采集計量單元采集的數據通過485通訊單元的信號發送端發送至數據傳輸單元，最后由數據傳輸單元將數據統一傳送至監測平臺，實現綜合數據的采集和監控，并將結果直觀顯示給值班人員，便于值班人員及時發現設備異常，及時處理，設備傳輸數據可靠，維護成本低，另外，現場操作人員可通過按鍵查詢單元為各采集計量單元匹配地址參數。

附圖說明

圖1是實施例1結構框圖。

圖2是實施例1電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明實施例做進一步描述：

實施例1：

如圖1-2所示，本發明所述太陽能熱能計量與監測采集系統，包括監控平臺和采集器，所述采集器包括電源、數據傳輸單元、顯示單元X1、按鍵查詢單元、485通訊單元和控制芯片M1，所述485通訊單元、按鍵查詢單元和顯示單元X1均連接至控制芯片M1，485通訊單元信號接收端連接至各采集計量單元，485通訊單元信號發送端連接至數據傳輸單元，數據傳輸單元連接至監控平臺，電源為上述各單元及控制芯片供電，數據傳輸單元可采用現有的DTU模塊。

其中，顯示單元X1采用數碼管顯示模塊，數碼管顯示模塊的位數可根據顯示參數的需求進行設置，一般設置6位；所述采集計量單元包含太陽能控制柜、熱計量表、水表、電表和氣象站，485通訊單元可將上述設備采集的數據統一傳輸至數據傳輸單元，不受設備生產廠家的影響，使用一致性高，在數據傳輸過程中，采集器通過485通訊單元采集各采集計量單元的采集數據，考慮到各采集計量單元包括多種類型計量裝置，而每種計量裝置又可能包含多個同類型的計量裝置，為便于數據的打包傳輸，由采集器首先對同類型采集計量單元的采集數據進行累加計算后再通過數據傳輸單元傳送至監控平臺，以熱計量表為例，熱計量表1的讀數為123.45mwh，熱計量表2的讀數為1123.45mwh，熱計量表3的讀數為1234.56mwh，則熱計量表總的讀數為123.45+1123.45+1234.56＝2481.46mwh(熱計量表的讀數最大到999999.99，所以當熱計量表總讀數超過999999.99時，則把總讀數減999999.99，比如總讀數為1000000.00則需要將1000000.00-999999.99＝1.00則把1.00作為熱計量表的總數)，對于多個水表和多個電表的數據處理方法與熱計量表相同。

按鍵查詢單元包括三個按鍵，分別為地址參數設置鍵KEY1、采集計量單元查詢鍵KEY3和通信狀態查詢鍵KEY2，對應采集計量單元查詢鍵KEY3和通信狀態查詢鍵KEY2分別設置LED燈Ⅰ和LED燈Ⅱ，LED燈Ⅰ和LED燈Ⅱ均與控制芯片M1相連，按下通信狀態查詢鍵KEY2，顯示單元X1顯示采集器地址，并通過LED燈Ⅱ顯示485通訊單元與監控平臺的通信是否正常，如果LED燈Ⅱ常亮，表示485通訊單元與監控平臺通信正常，如果LED燈Ⅱ閃爍，表示485通訊單元與監控平臺通信故障，按下采集計量單元查詢鍵KEY3，顯示單元X1顯示采集計量單元的設備代碼，LED燈Ⅰ指示采集器與該采集計量單元通訊狀態，指示燈長亮，說明該采集計量單元與采集器通訊正常，指示燈閃爍，說明該采集計量單元與采集器通訊故障，按動地址參數設置鍵KEY1可以依次查看所有采集計量單元的地址參數，顯示單元X1同時顯示采集計量單元的參數代碼及對應的地址參數，同時按下采集計量單元查詢鍵KEY3和通信狀態查詢鍵KEY2保持3秒，可進入地址參數設置狀態，顯示單元X1顯示內容分別兩部分，顯示單元X1以6位數碼管顯示模塊為例，前3位為靜態顯示的采集計量單元參數代碼，后三位為閃爍顯示的與顯示的代碼所對應的地址參數，如需調整該參數，按下地址參數設置鍵KEY1選擇合適的地址參數值，然后同時按動采集計量單元查詢鍵KEY3和通信狀態查詢鍵KEY2設置該地址參數；電源、數據傳輸單元、485通訊單元和控制芯片M1均集成在殼體內部，按鍵查詢單元的按鍵和顯示單元X1鑲嵌在殼體上，設備結構緊湊，易拆卸安裝；485通訊單元通過485信號隔離電路連接至控制芯片M1；電源通過電源穩壓電路為485通訊單元供電。

本發明可以有效的對太陽能系統現場數據進行采集和監控，便于統一管理，增加太陽能系統運行的可靠性，減少系統維護成本。使用前，預先向各采集計量單元匹配設備代碼及地址參數，如果某采集計量單元出現故障需要更換，更換的新的采集計量單元仍沿用為原來的采集計量單元匹配的代碼和地址參數，不論采集計量單元出于哪個廠家，都可以統一管理。設備代碼設置如下：L01:表示太陽能控制柜；Sb1:表示水表1；Sb2：表示水表2；Rb1：表示熱計量表1；Rb2：表示熱計量表2；Rb3：表示熱計量表3；Rb4：表示熱計量表4；db1：表示電表；qb1：表示氣象站。

使用時，485通訊單元的信號接收端通過485總線連接各采集計量單元，然后將各采集計量單元采集的數據通過485通訊單元的信號發送端發送至數據傳輸單元，最后由數據傳輸單元將數據統一傳送至監測平臺，實現綜合數據的采集和監控，并將結果直觀顯示給值班人員，便于值班人員及時發現設備異常，及時處理，設備傳輸數據可靠，維護成本低，另外，現場操作人員可通過按鍵查詢單元為各采集計量單元匹配地址參數。

實施例2：

本實施例基于實施例1提出一種太陽能熱能計量與監測采集系統的使用方法，包括：

S1：上電自檢；

S2：查詢各采集計量單元工作狀態；

S3：查詢采集器與監控平臺之間的通訊狀態；

S4：通過按鍵查詢單元查詢及修改設置各計量采集單元設備代碼及地址參數；

S5：通過按鍵查詢單元為所有的地址參數復位；

S6：采集器分別采集各計量采集單元的測量數據，并對同類型采集計量單元的采集數據進行累加計算后再通過數據傳輸單元傳送至監控平臺。

顯示單元X1以6位數碼管顯示模塊為例，所述S2的具體執行過程為：

按下采集計量單元查詢鍵KEY3，顯示單元后3位數碼管顯示采集計量單元設備代碼，LED燈Ⅰ指示采集器與該采集計量單元通訊狀態，指示燈長亮，說明該采集計量單元與采集器通訊正常，指示燈閃爍，說明該采集計量單元與采集器通訊故障。

所述S3的具體執行過程為：

按動通信狀態查詢鍵KEY2,顯示單元前三位數碼管顯示采集器地址，LED燈Ⅱ長亮，說明采集器與監控平臺通訊正常，LED燈Ⅱ閃爍，說明采集器與監控平臺通訊故障。

所述S4的具體執行過程為：

將各計量采集單元的地址參數分為相互獨立的若干組，對應每組參數值匹配一個參數代碼，按動地址參數設置鍵KEY1可以依次查看所有采集計量單元的地址參數，顯示單元X1前3位數碼管顯示參數代碼，后3位閃爍顯示地址參數的值，具體示例見表一

按動地址參數設置鍵，所述S4執行過程中，將各計量采集單元的地址參數分為相互獨立的若干組，對應每組參數值匹配一個參數代碼，。

表一

所述S5的具體執行過程為：

按下地址參數設置鍵KEY1和采集計量單元查詢鍵KEY3保持3秒，所有地址參數恢復默認值。

上述方法還包S6：采集器分別采集各計量采集單元的測量數據，并對同類型采集計量單元的采集數據進行累加計算后再通過數據傳輸單元傳送至監控平臺，以熱計量表為例，熱計量表1的讀數為123.45mwh，熱計量表2的讀數為1123.45mwh，熱計量表3的讀數為1234.56mwh，則熱計量表總的讀數為123.45+1123.45+1234.56＝2481.46mwh(熱計量表的讀數最大到999999.99，所以當熱計量表總讀數超過999999.99時，則把總讀數減999999.99，比如總讀數為1000000.00則需要將1000000.00-999999.99＝1.00則把1.00作為熱計量表的總數)，對于多個水表和多個電表的數據處理方法與熱計量表相同。

執行S1時，若設備初次上電，顯示單元點亮，顯示單元X1以六位數碼管顯示模塊為例，設備上電后數碼管全部點亮，之后顯示“123456”，說明采集器自檢正常，最后顯示“______”采集器進入正常工作狀態。