(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 207601588 U(45)授权公告日 2018.07.10
(21)申请号 201721852637.9(22)申请日 2017.12.25
(73)专利权人 珠海西米科技有限公司
地址 519000 广东省珠海市高新区唐家湾
镇软件园路1号教学区2#四层413-414(72)发明人 陈思 杨雄取 吴飞
(74)专利代理机构 珠海智专专利商标代理有限
公司 44262
代理人 黄国豪(51)Int.Cl.
G05B 19/042(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图4页
(54)实用新型名称
监测装置以及监测系统(57)摘要
本实用新型提供一种监测装置以及监测系统，包括控制模块以及供电模块，供电模块为控制模块提供电源，控制模块包括逻辑控制芯片、数字输入输出模块、模拟输入输出模块、声光报警模块、继电器开关模块、RS485通讯电路、以太网通讯模块以及数据存储模块，数字输入输出模块和模拟输入输出模块分别获取检测信号，数字输入输出模块输出数字化的检测信号至逻辑控制芯片，模拟输入输出模块输出模拟化的检测信号至逻辑控制芯片，逻辑控制芯片通过以太网通讯模块输出监控信号至PC端。该监测系统包括上述的监测装置。本实用新型的监测装置可以对建筑内的各种电气设备进行集中监控，可以优化设备工作效率，降低设备能耗，减少监管人员。
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权 利 要 求 书
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1.监测装置，包括控制模块以及供电模块，所述供电模块为所述控制模块提供电源，其特征在于：
所述控制模块与所述供电模块之间连接有第一稳压电路和第二稳压电路，所述第一稳压电路分别输出第一电压信号至所述控制模块和所述第二稳压电路，所述第二稳压电路输出第二电压信号至所述控制模块；
所述控制模块包括逻辑控制芯片、数字输入输出模块、模拟输入输出模块、声光报警模块、继电器开关模块、RS485通讯电路、以太网通讯模块以及数据存储模块，所述RS485通讯电路和所述数据存储模块分别与所述逻辑控制芯片电连接；
所述数字输入输出模块和所述模拟输入输出模块分别获取检测信号，所述数字输入输出模块输出数字化的检测信号至所述逻辑控制芯片，所述模拟输入输出模块输出模拟化的检测信号至所述逻辑控制芯片，所述逻辑控制芯片通过所述以太网通讯模块输出监控信号至PC端；
所述逻辑控制芯片向所述声光报警模块发送声光报警信号，所述逻辑控制芯片发送开关通断信号至所述继电器开关模块；
所述RS485通讯电路包括RS485通讯芯片以及光电隔离器，所述RS485通讯芯片的输入端与所述光电隔离器的输出端电连接；
所述以太网通讯模块包括以太网接口芯片以及通讯连接器，所述以太网接口芯片和所述通讯连接器之间连接有以太网网络变压器。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述RS485通讯电路还包括放电管、热敏电阻以及TVS二极管，所述RS485通讯芯片的输出端与所述TVS二极管电连接，所述热敏电阻与所述放电管电连接。
3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述第一稳压电路包括第一稳压芯片、第一电感、第一二极管、第一电容以及第二电容，所述第一电容与所述第一稳压芯片的输入端电连接，所述第一电感与所述第一稳压芯片的输出端电连接，所述第一电感与所述第一二极管电连接，所述第二电容与所述第一电感电连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的监测装置，其特征在于：所述第二稳压电路包括第二稳压芯片、第一电容以及第二电容，所述第二稳压芯片的输入端与所述第一电容电连接，所述第二稳压芯片的输出端与所述第二电容电连接。
5.根据权利要求1至3任一项所述的监测装置，其特征在于：所述声光报警模块包括LED灯、蜂鸣器以及晶体管，所述晶体管的集电极与所述LED灯电连接，所述蜂鸣器与所述LED灯电连接。
6.监测系统，包括多个电气设备以及PC端，所述电气设备与所述PC端之间连接有监测装置，其特征在于：
所述监测装置包括控制模块以及供电模块，所述供电模块为所述控制模块提供电源，所述控制模块与所述供电模块之间连接有第一稳压电路和第二稳压电路，所述第一稳压电路分别输出第一电压信号至所述控制模块和所述第二稳压电路，所述第二稳压电路输出第二电压信号至所述控制模块；
所述控制模块包括逻辑控制芯片、数字输入输出模块、模拟输入输出模块、声光报警模
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权 利 要 求 书
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块、继电器开关模块、以太网通讯模块以及数据存储模块，所述逻辑控制芯片与所述电气设备之间连接有RS485通讯电路，所述RS485通讯电路和所述数据存储模块分别与所述逻辑控制芯片电连接；
所述数字输入输出模块和所述模拟输入输出模块分别获取所述电气设备的检测信号，所述数字输入输出模块输出数字化的检测信号至所述逻辑控制芯片，所述模拟输入输出模块输出模拟化的检测信号至所述逻辑控制芯片，所述逻辑控制芯片通过所述以太网通讯模块输出监控信号至所述PC端；
所述逻辑控制芯片向所述声光报警模块发送声光报警信号，所述逻辑控制芯片发送开关通断信号至所述继电器开关模块；
所述RS485通讯电路包括RS485通讯芯片以及光电隔离器，所述RS485通讯芯片的输入端与所述光电隔离器的输出端电连接；
所述以太网通讯模块包括以太网接口芯片以及通讯连接器，所述以太网接口芯片和所述通讯连接器之间连接有以太网网络变压器。
7.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于：所述RS485通讯电路还包括放电管、热敏电阻以及TVS二极管，所述RS485通讯芯片的输出端与所述TVS二极管电连接，所述热敏电阻与所述放电管电连接。
8.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于：所述第一稳压电路包括第一稳压芯片、第一电感、第一二极管、第一电容以及第二电容，所述第一电容与所述第一稳压芯片的输入端电连接，所述第一电感与所述第一稳压芯片的输出端电连接，所述第一电感与所述第一二极管电连接，所述第二电容与所述第一电感电连接。
9.根据权利要求6至8任一项所述的监测系统，其特征在于：所述第二稳压电路包括第二稳压芯片、第一电容以及第二电容，所述第二稳压芯片的输入端与所述第一电容电连接，所述第二稳压芯片的输出端与所述第二电容电连接。
10.根据权利要求6至8任一项所述的监测系统，其特征在于：所述声光报警模块包括LED灯、蜂鸣器以及晶体管，所述晶体管的集电极与所述LED灯电连接，所述蜂鸣器与所述LED灯电连接。
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说 明 书监测装置以及监测系统
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技术领域
[0001]本实用新型涉及建筑控制技术领域，尤其是涉及一种基于建筑电气设备的监测系统以及应用于该监测系统的监测装置。
背景技术
[0002]随着社会的发展，人们对生活和工作的环境要求也在不断地提高。各种电气设备已经成为了建筑大楼的标配，比如空调系统、照明系统、给水排水系统，空气检测系统和安防系统等。然而，传统的电气设备管控方式各自独立，无法做到集中监控，工作人员很难及时掌握设备的运行状态和故障信息，带来了严重的安全隐患，以及这些安全隐患都可能对人们的安全或者财产造成威胁。
发明内容
[0003]本实用新型的主要目的是提供一种可以对建筑内的各种电气设备进行集中监控的监测装置。
[0004]本实用新型的另一目的是提供一种通过监测装置对建筑内的各种电气设备进行集中监控的监测系统。
[0005]为实现上述的主要目的，本实用新型提供一种监测装置，包括控制模块以及供电模块，供电模块为控制模块提供电源，控制模块与供电模块之间连接有第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路分别输出第一电压信号至控制模块和第二稳压电路，第二稳压电路输出第二电压信号至控制模块；控制模块包括逻辑控制芯片、数字输入输出模块、模拟输入输出模块、声光报警模块、继电器开关模块、RS485通讯电路、以太网通讯模块以及数据存储模块，RS485通讯电路和数据存储模块分别与逻辑控制芯片电连接；数字输入输出模块和模拟输入输出模块分别获取检测信号，数字输入输出模块输出数字化的检测信号至逻辑控制芯片，模拟输入输出模块输出模拟化的检测信号至逻辑控制芯片，逻辑控制芯片通过以太网通讯模块输出监控信号至PC端；逻辑控制芯片向声光报警模块发送声光报警信号，逻辑控制芯片发送开关通断信号至继电器开关模块；RS485通讯电路包括RS485通讯芯片以及光电隔离器，RS485通讯芯片的输入端与光电隔离器的输出端电连接；以太网通讯模块包括以太网接口芯片以及通讯连接器，以太网接口芯片和通讯连接器之间连接有以太网网络变压器。
[0006]由上述方案可见，本实用新型的监测装置是通过RS485通讯方式、以太网通讯总线方式，模拟信号采集方式和数字信号采集方式来连接建筑内的各种电气设备，并且带有多保护功能的稳定电源以及稳定快速的浮点处理器，可以实现对有效区域内的建筑电气设备进行集中监控，具有管理设备数量多、信息获取及时、自动异常告警处理和记录、PC端集中监控等功能，可以优化设备工作效率，降低设备能耗，减少监管人员。[0007]进一步的方案是，RS485通讯电路还包括放电管、热敏电阻以及TVS二极管，RS485通讯芯片的输出端与TVS二极管电连接，热敏电阻与放电管电连接。
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说 明 书
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可见，RS485接口通讯芯片与TVS二极管并联，RS485接口通讯芯片的两个端口分别
串联一个热敏电阻，所以，RS485接口通讯芯片、多个TVS二极管、放电管以及热敏电阻共同构成保护电路，该保护电路能够有效的保护RS485通信接口避免受到雷击、高压、瞬变脉冲等干扰，确保RS485接口通信可靠稳定。[0009]第一稳压电路包括第一稳压芯片、第一电感、第一二极管、第一电容以及第二电容，第一电容与第一稳压芯片的输入端电连接，第一电感与第一稳压芯片的输出端电连接，第一电感与第一二极管电连接，第二电容与第一电感电连接。[0010]进一步的方案是，第二稳压电路包括第二稳压芯片、第一电容以及第二电容，第二稳压芯片的输入端与第一电容电连接，第二稳压芯片的输出端与第二电容电连接。[0011]可见，第一稳压电路用于将供电模块输出的24伏DC直流电源转换成5伏DC直流电源，第二稳压电路用于将第一稳压电路输出的5伏DC直流电源转换成3伏DC直流电源，可同时为控制模块的各个模块或电路提供5伏和3伏的DC直流电源。[0012]进一步的方案是，声光报警模块包括LED灯、蜂鸣器以及晶体管，晶体管的集电极与LED灯电连接，蜂鸣器与LED灯电连接。[0013]可见，当逻辑控制芯片向晶体管的基极输出高电平或低电平时，晶体管饱和导通，声光报警电路均导通工作，当逻辑控制芯片向晶体管的基极输出低电平或高电平时，声光报警电路均截止。
[0014]为实现上述的另一目的，本实用新型提供的监测系统，包括多个电气设备以及PC端，电气设备与PC端之间连接有监测装置，监测装置包括控制模块以及供电模块，供电模块为控制模块提供电源，控制模块与供电模块之间连接有第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路分别输出第一电压信号至控制模块和第二稳压电路，第二稳压电路输出第二电压信号至控制模块；控制模块包括逻辑控制芯片、数字输入输出模块、模拟输入输出模块、声光报警模块、继电器开关模块、以太网通讯模块以及数据存储模块，逻辑控制芯片与电气设备之间连接有RS485通讯电路，RS485通讯电路和数据存储模块分别与逻辑控制芯片电连接；数字输入输出模块和模拟输入输出模块分别获取电气设备的检测信号，数字输入输出模块输出数字化的检测信号至逻辑控制芯片，模拟输入输出模块输出模拟化的检测信号至逻辑控制芯片，逻辑控制芯片通过以太网通讯模块输出监控信号至PC端；逻辑控制芯片向声光报警模块发送声光报警信号，逻辑控制芯片发送开关通断信号至继电器开关模块；RS485通讯电路包括RS485通讯芯片以及光电隔离器，RS485通讯芯片的输入端与光电隔离器的输出端电连接；以太网通讯模块包括以太网接口芯片以及通讯连接器，以太网接口芯片和通讯连接器之间连接有以太网网络变压器。[0015]由上述方案可见，通过在建筑内的各电气设备和PC端之间连接有监测装置，该监测装置是通过RS485通讯方式、以太网通讯总线方式、模拟信号采集方式和数字信号采集方式来连接建筑内的各种电气设备，并且带有多保护功能的稳定电源以及稳定快速的浮点处理器，可以实现对有效区域内的建筑电气设备进行集中监控，具有管理设备数量多、信息获取及时、自动异常告警处理和记录、PC端集中监控等功能，可以优化设备工作效率，降低设备能耗，减少监管人员。[0016]进一步的方案是，RS485通讯电路还包括放电管、热敏电阻以及TVS二极管，RS485通讯芯片的输出端与TVS二极管电连接，热敏电阻与放电管电连接。
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说 明 书
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第一稳压电路包括第一稳压芯片、第一电感、第一二极管、第一电容以及第二电
容，第一电容与第一稳压芯片的输入端电连接，第一电感与第一稳压芯片的输出端电连接，第一电感与第一二极管电连接，第二电容与第一电感电连接。[0018]进一步的方案是，第二稳压电路包括第二稳压芯片、第一电容以及第二电容，第二稳压芯片的输入端与第一电容电连接，第二稳压芯片的输出端与第二电容电连接。[0019]进一步的方案是，声光报警模块包括LED灯、蜂鸣器以及晶体管，晶体管的集电极与LED灯电连接，蜂鸣器与LED灯电连接。附图说明
[0020]图1是本实用新型监测系统实施例的原理框图。
[0021]图2是本实用新型监测系统实施例中第一稳压电路的电路原理图。[0022]图3是本实用新型监测系统实施例中第二稳压电路的电路原理图。[0023]图4是本实用新型监测系统实施例中RS485通讯电路的电路原理框图。[0024]以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
[0025]监测装置实施例：[0026]参见图1，图1是本实用新型监测系统实施例的原理框图。本实用新型的基于建筑设备的监测装置包括控制模块1以及供电模块2，供电模块2为控制模块1提供电源，控制模块1与供电模块2之间连接有第一稳压电路3和第二稳压电路4，第一稳压电路3分别输出第一电压信号至控制模块1和第二稳压电路4，第二稳压电路4输出第二电压信号至控制模块1。其中，控制模块1包括逻辑控制芯片10、数字输入输出模块20、模拟输入输出模块30、声光报警模块70、继电器开关模块50、RS485通讯电路40、以太网通讯模块60以及数据存储模块80，RS485通讯电路40和数据存储模块80分别与逻辑控制芯片10电连接。其中，在监测系统启动时，可由PC端200设置参数配置，并由数据存储模块80完成参数的存储。[0027]优选地，以太网通讯模块60包括以太网接口芯片以及通讯连接器，以太网接口芯片和通讯连接器之间连接有以太网网络变压器，该以太网网络变压器能够实现阻抗匹配，可以增强信号，使其传输距离更远，还可以使芯片端与外部隔离，增强抗干扰能力，实现电平匹配，增强系统的兼容性。[0028]参见图2至图3，第一稳压电路3包括第一稳压芯片U5、电感L1、二极管D4、电容C2以及电容C5，电容C2与第一稳压芯片U5的输入端电连接，电感L1与第一稳压芯片U5的输出端电连接，电感L1与二极管D4电连接，电容C5与电感L1电连接，第二稳压电路4包括第二稳压芯片U6、电容C7以及电容C8，第二稳压芯片U6的输入端与电容C7电连接，第二稳压芯片U6的输出端与电容C8电连接，第一稳压电路3用于将供电模块2输出的24伏DC直流电源转换成5伏DC直流电源，第二稳压电路4用于将第一稳压电路3输出的5伏DC直流电源转换成3伏DC直流电源，可同时为控制模块1的各个模块或电路提供5伏和3伏的DC直流电源。[0029]此外，第一电感L1为开关电源中常用的元件，由于其电流、电压相位不同，所以第一电感L1为储能元件，并且与电路中的电容串联，可以用来平滑电流，起到滤波的作用。[0030]数字输入输出模块20和模拟输入输出模块30分别获取检测信号，数字输入输出模
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块20输出数字化的检测信号至逻辑控制芯片10，模拟输入输出模块30输出模拟化的检测信号至逻辑控制芯片10，逻辑控制芯片10通过以太网通讯模块60输出监控信号至PC端200。所以，数字输入输出模块20和模拟输入输出模块30可采集电气设备100输出的检测信号，数字输入输出模块20可将该检测信号转换成数字信号，并输出至逻辑控制芯片10进行分析处理，模拟输入输出模块30可将上述检测信号转换成模拟数字信号，并输出至逻辑控制芯片10进行分析处理，逻辑控制芯片10通过以太网通讯模块60与PC端200之间进行通信。可见，通过RS485通讯电路40的读取功能和数字输入输出模块20和模拟输入输出模块30的输入功能，可以获取有效区域内的建筑电气设备100实时运行状态信息。[0031]然后，逻辑控制芯片10对获取到的实时状态信息和预置参数进行分析处理，并根据分析结果，通过数字输入输出模块20和模拟输入输出模块30的输出功能和RS485通讯电路40的写入功能共同完成分析结果的控制执行。
[0032]逻辑控制芯片10向声光报警模块70发送声光报警信号，逻辑控制芯片10发送开关通断信号至继电器输出模块50。其中，声光报警模块70包括LED灯、蜂鸣器以及晶体管，晶体管的集电极与LED灯电连接，蜂鸣器与LED灯电连接，LED灯和蜂鸣器共同组成声光报警电路，可见，当逻辑控制芯片10向晶体管的基极输出高电平或低电平时，晶体管饱和导通，声光报警电路均导通工作，当逻辑控制芯片10向晶体管的基极输出低电平或高电平时，声光报警电路均截止。[0033]例如，逻辑控制芯片10分别对获取到的实时状态信息和预置参数进行分析处理，若获取到的实时状态信息的数据超出预置参数的范围，则根据分析结果触发声光报警电路，并由数据存储模块80完成当前数据的存储。[0034]另外，继电器输出模块50包括继电器以及晶体管，晶体管的基极与逻辑控制芯片10的一个输出引脚电连接，晶体管的集电极与继电器的一个输入端电连接。可见，逻辑控制芯片10通过向晶体管的基极输出高电平或低电平，晶体管饱和导通，晶体管的集电极向继电器输出电流，此时继电器得电吸合，起到一个通断开关的作用。[0035]具体地，晶体管可以为PNP晶体管或NPN晶体管，例如，若晶体管为NPN晶体管，即当输入为高电平时，晶体管饱和导通，当输入为低电平时，晶体管截止。若晶体管为PNP晶体管，即当输入为低电平时，晶体管饱和导通，当输入为高电平时，晶体管截止。[0036]参见图4，RS485通讯电路40包括RS485通讯芯片U4、放电管GDT1、放电管GDT2、TVS二极管D1、TVS二极管D2、 TVS二极管D3、热敏电阻R8以及热敏电阻R9，RS485通讯芯片U4分别与上述TVS二极管和热敏电阻电连接。其中，RS485通讯芯片U4与多个TVS二极管并联，RS485通讯芯片U4的两个端口分别串联一个热敏电阻，热敏电阻R8与放电管GDT1电连接，热敏电阻R9与放电管GDT2电连接。所以，在本实施例中，RS485通讯芯片U4、三个TVS二极管、两个放电管以及两个热敏电阻共同构成保护电路，该保护电路能够有效的保护RS485通信接口避免受到雷击、高压、瞬变脉冲等干扰，确保RS485接口通信可靠稳定。[0037]RS485通讯电路40还包括光电隔离器U1、光电隔离器U2以及光电隔离器U3，RS485通讯芯片U4的输入端与光电隔离器U1的输入端电连接，RS485通讯芯片U4的输入端分别与光电隔离器U2和光电隔离器U3的输出端电连接。可见，RS485通讯电路40与内部电路通过光耦隔离。
[0038]所以，本实用新型的监测装置是通过RS485通讯方式、以太网通讯总线方式、模拟
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信号采集方式和数字信号采集方式来连接建筑内的电气设备100，并且带有多保护功能的稳定电源以及稳定快速的浮点处理器，可以实现对有效区域内的电气设备100进行集中监控，具有管理设备数量多、信息获取及时、自动异常告警处理和记录、PC端集中监控等功能，可以优化设备工作效率，降低设备能耗，减少监管人员。[0039]监测系统实施例：
[0040]本实施例的监测系统，包括多个电气设备100以及PC端200，电气设备100与PC端200之间连接有监测装置，监测装置包括控制模块1以及供电模块2，供电模块2为控制模块1提供电源，控制模块1与供电模块2之间连接有第一稳压电路3和第二稳压电路4，第一稳压电路3分别输出第一电压信号至控制模块1和第二稳压电路4，第二稳压电路4输出第二电压信号至控制模块1，控制模块1包括逻辑控制芯片10、数字输入输出模块20、模拟输入输出模块30、声光报警模块70、继电器开关模块50、以太网通讯模块60以及数据存储模块80，逻辑控制芯片10与电气设备100之间连接有RS485通讯电路40，RS485通讯电路40和数据存储模块80分别与逻辑控制芯片10电连接，数字输入输出模块20和模拟输入输出模块30分别获取电气设备100的检测信号，数字输入输出模块20输出数字化的检测信号至逻辑控制芯片，模拟输入输出模块30输出模拟化的检测信号至逻辑控制芯片10，逻辑控制芯片10通过以太网通讯模块60输出监控信号至PC端200，逻辑控制芯片10向声光报警模块70发送声光报警信号，逻辑控制芯片10发送开关通断信号至继电器开关模块50，RS485通讯电路40包括RS485通讯芯片U4以及多个光电隔离器，RS485通讯芯片U4的输入端与光电隔离器的输出端电连接，以太网通讯模块60包括以太网接口芯片以及通讯连接器，以太网接口芯片和通讯连接器之间连接有以太网网络变压器。[0041]所以，通过在建筑内的电气设备100和PC端200之间连接有监测装置，该监测装置是通过RS485通讯方式、以太网通讯总线方式、模拟信号采集方式和数字信号采集方式来连接建筑内的电气设备100，并且带有多保护功能的稳定电源以及稳定快速的浮点处理器，可以实现对有效区域内的建筑电气设备进行集中监控，具有管理设备数量多、信息获取及时、自动异常告警处理和记录、PC端集中监控等功能，可以优化设备工作效率，降低设备能耗，减少监管人员。
[0042]最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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