初級(jí)數(shù)據(jù)采集器實(shí)用方法及應(yīng)用
影響數(shù)據(jù)采集器設(shè)計(jì)的因素有很多，包括電力線類型(單相或多相)和公用系統(tǒng)(住宅或工業(yè))的功能要求。不過，一般情況下，數(shù)據(jù)采集器的常見類別分為三種：入門級(jí)、中級(jí)和**。本文將分別概述這三種數(shù)據(jù)采集器，并討論為數(shù)據(jù)采集器選擇微控制器時(shí)需要考慮的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)資源要求。
入門級(jí)數(shù)據(jù)采集器，顧名思義，能滿足相對基本的系統(tǒng)要求。通常支持單相電力線(常與住宅電表一起使用)，用來采集自動(dòng)抄表系統(tǒng)(AMR)的數(shù)據(jù)，或新式帶數(shù)字輸出的智能電表數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在采集器系統(tǒng)的閃存里(內(nèi)置或外置于微控制器本身)，集中數(shù)據(jù)通過選定的通信接口在預(yù)定時(shí)間傳輸至上游網(wǎng)絡(luò)。
入門級(jí)數(shù)據(jù)采集器通常在向上游網(wǎng)絡(luò)傳遞信息之前會(huì)執(zhí)行一定量的初步數(shù)據(jù)處理。例如，通過使用少量的數(shù)據(jù)采樣并搭配時(shí)間記錄，數(shù)據(jù)采集器可以報(bào)告某一特定時(shí)間內(nèi)的電力使用情況，從短短幾分鐘到一個(gè)星期或一個(gè)月不等；也可以根據(jù)不同時(shí)間間隔和篩選方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、存儲(chǔ)。這樣有助于電力公司詳盡地分析電力使用趨勢，數(shù)據(jù)粒度細(xì)化至單個(gè)用戶，并可進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)更合理的電力輸配。經(jīng)配置后，數(shù)據(jù)采集器也可監(jiān)測電子式電表的下游運(yùn)行情況。如果電表參數(shù)發(fā)生變化，報(bào)告間隔超過公差、或檢測到故障或異常數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)采集器會(huì)實(shí)現(xiàn)軟件智能化，及時(shí)報(bào)警，并向維護(hù)團(tuán)隊(duì)提供遠(yuǎn)程修復(fù)所需的信息。
各地智能電網(wǎng)的傳輸方式可能有所不同，因此，應(yīng)地方規(guī)范要求，可能需要擴(kuò)展基本功能集。根據(jù)數(shù)據(jù)采集器的部署位置，可以使用RS-485、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)或電力線通信(PLC)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也可用紅外線或RS–485進(jìn)行外部控制。許多開發(fā)商并不針對每個(gè)地區(qū)或市場進(jìn)行定制設(shè)計(jì)，而是采取了“一刀切”的做法，構(gòu)建系統(tǒng)支持可能使用的所有傳輸方式(但不是所有傳輸方式都同時(shí)使用)。此做法可能在制造時(shí)帶來規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，但同時(shí)可能對微控制器提出更多要求。
如何配置微控制器用于入門級(jí)數(shù)據(jù)采集器，該設(shè)計(jì)的一般功能要求。假定該設(shè)備從多個(gè)UART端口采集數(shù)據(jù)，并支持多種基本功能，包括輸入采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通信和維護(hù)，設(shè)計(jì)中應(yīng)包括用于提供時(shí)間戳數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)、進(jìn)行實(shí)時(shí)供電質(zhì)量檢查的可選模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，以及與外部存儲(chǔ)器或外部設(shè)備通信(如無線傳輸射頻模塊)一起使用的可選SPI接口。
