一种水利RTU接口复用与低功耗实现系统

技术领域

本发明涉及水利监测领域，具体是一种水利RTU接口复用与低功耗实现系统。

背景技术

水利RTU负责对现场传感器信号进行采集，对设备进行控制。RTU是构成水利自动化监测系统的核心装置，通常由信号输入/出模块、微处理器、有线/无线通 讯设备、电源等组成。由于水利行业应用场景多，导致水利传感器种类多，各种传感器接口不一致，可能采用不同的接口标准，故需要水利RTU可以接入多种不同类型的传感器，负责采集各种水利要素，并与主站服务器通信的设备。水利RTU设计时需要支持多种不同标准的接口，以适用水利RTU能采集多种不同水利传感器的要求，且同一类型标准接口需要多个接口，以实现不同数量的传感器同时接入。

由于水利RTU存在多标准接口、多类型传感器，多数量传感器，导致水利RTU体积大，功耗增加，且有时同一类型传感器接入多，导致该类型传感器无法全部接入，而其他的RTU接口有空余，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水利RTU接口复用与低功耗实现系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水利RTU接口复用与低功耗实现系统，包括传感器接口输入输出端子、信号切换电路、信号保持电路、信号调理电路、低功耗扩展电路、RTC时钟电路、存储电路、系统控制器、无线通信电路、电源控制电路，所述传感器接口输入输出端子连接信号切换电路，信号切换电路连接信号保持电路，信号保持电路连接低功耗扩展电路、信号调理电路、电源控制电路，低功耗扩展电路连接系统控制器，信号调理电路连接系统控制器，电源控制电路连接系统控制器、低功耗扩展电路、信号调理电路，系统控制器连接存储电路、RTC时钟电路、无线通信电路。

作为本发明再进一步的方案：信号切换电路包括信号继电器。不同的信号继电器实现不同类别信号的接入，可以实现一个传感器接入端子接入多种不同类型的传感器。

作为本发明再进一步的方案：信号保持电路采用磁保持继电器。磁保持继电器在断电后保持状态，实现输入输出信号的接入，同时因为部分电源关闭，降低了系统功耗。

作为本发明再进一步的方案：低功耗扩展电路采用I2C总线的端口扩展器。实现外部中断信号线的接入，降低STM 控制器的功耗，使系统控制器可以进入更低级别的低功耗状态。

作为本发明再进一步的方案：系统控制器具有低功耗状态控制选项。低功耗状态有多个不同的等级，对应不同的电流消耗，采用不同等级功耗级别，需要从外部唤醒，低功耗扩展电路由多路中断信号输入，一路中断信号输出连接到系统控制器，可以唤醒系统控制器，该设计方法可以使系统功耗降低。

作为本发明再进一步的方案：无线通信电路与系统控制器通过串口控制器连接。用于传递信息。

作为本发明再进一步的方案：传感器输入输出端子连接传感器，传感器采用多芯电缆接入方式，可接入RS485传感器、RS232传感器、电压/电流传感器、SDI12传感器以及输入输出传感器。用于采集不同的信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了一个端口接入不同类型的传感器，并实现了输入输出传感器信号时RTU的低功耗需求，通过端口低功耗设计与控制方法，可以降低RTU整体功耗，使水利RTU适应更多的监测场景，降低系统成本。

附图说明

图1为一种水利RTU接口复用与低功耗实现系统的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种水利RTU接口复用与低功耗实现系统，用于接收外界信号的传感器接口输入输出端子，用于切换信号的信号切换电路，用于保持信号稳定的信号保持电路，用于到达低功耗目的的低功耗扩展电路，用于控制电路供给电压的电源控制电路，用于调理信号的信号调理电路，用于进行无线通讯的无线通讯电路，用于核心控制处理的系统控制器，用于储存信息的存储电路，用于记录时间的RTC时钟电路，所述传感器接口输入输出端子连接信号切换电路，信号切换电路连接信号保持电路，信号保持电路连接低功耗扩展电路、信号调理电路、电源控制电路，低功耗扩展电路连接系统控制器，信号调理电路连接系统控制器，电源控制电路连接系统控制器、低功耗扩展电路、信号调理电路，系统控制器连接存储电路、RTC时钟电路、无线通信电路。

本发明的工作原理是：

电源控制电路进行供电，传感器接口输入输出端子连接各类传感器，采集外界信息，通过信号传输电路进行信号传输，信号传输电路拥有多个信号继电器，不同的信号继电器工作决定不同的信号输入，传输给信号保持电路，信号保持电路通过信号调理电路进行信号调理，输出信号给系统控制器，系统控制器进行信息存储和时间记录（存储电路、RTC时钟电路），同时通过无线通讯电路传输给云平台；

系统控制器选用低功耗设计，降低系统控制器的功耗，这时低功耗扩展电路，实现外部中断信号输入，来控制信号保持电路的电源关闭，低功耗扩展电路采用I2C扩展器，可扩展8路中断信号输入系统控制器，避免8个中断信号全部接入系统控制器，导致系统控制器功耗提升；

信号保持电路是实现低功耗的关键部分，由于输入输出信息需要长时间保持状态，而普通的继电器或光耦器件都需要一直保持电源供电状态才可以实现，导致无法实现低功耗，设计采用磁保持继电器，磁保持继电器有两路线路控制，可以实现线路的通断，当系统控制器控制磁保持继电器闭合状态，由控制信号使能磁保持继电器，然后将电源断开，保持电路可以继续保持状态，从而实现输入输出信号的控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。