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初級數(shù)據(jù)采集器實用方法及應用

影響數(shù)據(jù)采集器設計的因素有很多，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、中級和**。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需要考慮的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)資源要求。
入門級數(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定時間傳輸至上游網(wǎng)絡。
入門級數(shù)據(jù)采集器通常在向上游網(wǎng)絡傳遞信息之前會執(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)采樣并搭配時間記錄，數(shù)據(jù)采集器可以報告某一特定時間內(nèi)的電力使用情況，從短短幾分鐘到一個星期或一個月不等；也可以根據(jù)不同時間間隔和篩選方式對數(shù)據(jù)進行分類、存儲。這樣有助于電力公司詳盡地分析電力使用趨勢，數(shù)據(jù)粒度細化至單個用戶，并可進行動態(tài)調(diào)整，實現(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行情況。如果電表參數(shù)發(fā)生變化，報告間隔超過公差、或檢測到故障或異常數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)采集器會實現(xiàn)軟件智能化，及時報警，并向維護團隊提供遠程修復所需的信息。
各地智能電網(wǎng)的傳輸方式可能有所不同，因此，應地方規(guī)范要求，可能需要擴展基本功能集。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(GPRS)或電力線通信(PLC)進行數(shù)據(jù)傳輸，也可用紅外線或RS–485進行外部控制。許多開發(fā)商并不針對每個地區(qū)或市場進行定制設計，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使用)。此做法可能在制造時帶來規(guī)模經(jīng)濟效益，但同時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數(shù)據(jù)采集器，該設計的一般功能要求。假定該設備從多個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、通信和維護，設計中應包括用于提供時間戳數(shù)據(jù)的實時時鐘(RTC)、進行實時供電質(zhì)量檢查的可選模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，以及與外部存儲器或外部設備通信(如無線傳輸射頻模塊)一起使用的可選SPI接口。

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