一种无线多环境参数记录式变送器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无线多环境参数记录式变送器，属于环境物理量测量及数据通讯技术领域，该变送器包括：n个模拟信号测量用传感器、n个多参数模拟通道、m个数字信号测量用传感器、m个多参数数字通道、外部数据存储器、外部晶振器、按键、带有电池的外部实时时钟、无线模块、SD/TF卡读写模块、电源控制电路、RS485转换模块、外部供电模块及中心处理器；上述各器件除所有测量用传感器及中心处理器本身外，其余均分别与中心处理器连接。本实用新型专利技术具有安装方式灵活、通讯速率高、可靠性高、电能消耗低、无线数据传输、既能传输实时数据又能记录历史数据、因能同时测量多种环境参数进而有效控制成本等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于环境物理量测量及数据通讯
，特别涉及具有无线传输功能及数据实时记录功能的现场多参数测量变送器的设计。
技术介绍
变送器已经在生活的方方面面都有使用，各种领域都有变送器的实际应用，随着物联网的发展。变送器，传感器，执行器使用更加普遍。传感器是最核心的感知器件，传感器经过数据标定和数据传输等功能的整合就形成了变送器，而感知数据的准确性和感知后的数据输出形式则为变送器所要完成的核心功能。通过变送器，传感器被封装成为仪表或设备，从而避免了因传感器相对比较脆弱而很容易损坏的缺点。此外，传感器经过封装以后形成的变送器，寿命和稳定性也大大提高了。一般的传感器输出形式无非是数字或模拟的电信号，将这些信号进行转换变化、存储、传输、分析等操作是变送器的基本功能。在日常生活中，越来越多的变送器被实际应用到工程中，针对各种测量参数，可以使用不同的变送器进行测量，例如测量温度的时候就可以使用温度变送器与测控系统连接，从而完成相应的测量需求及功能。在日常生活及工程实践中，变送器的应用已经十分普遍，而在使用中也会有许多现实的问题。目前变送器使用有线方式通讯最为常用，测控系统稳定性相对于其他传输方式更加稳定可靠，在许多场合采用有线方式通讯的变送器仍旧是不可代替的首选方案。由于无线通讯的不可预测性和相对不稳定性使得单独无线方式通讯变送器的应用相对有线方式少了许多。但随着无线技术的不断探索，目前的无线方式通讯的变送器正逐渐应用开来。另一方面，目前的变送器相对比较独立，测量的环境参数较为单一，而实际情况很可能是同时测量多种环境参数(如温度、湿度、二氧化碳、风速、大气压力、光照强度、噪声等环境参数同时测量)，这就要求变送器可以同时完成多路数据采集(一般包含模拟和数字两种方式的数据采集)，并将各路数据实时传送到变送器内部，再使用有线或无线方式将数据传送到测控终端。实际的建筑物理、化学化工、医疗卫生、楼宇自控等领域需要测量许多种类的环境参数，如果每种变送器都分别安装，会大大增加成本，同时增大了测控系统的复杂度，非常不利于测控系统集成及现场施工。其次，实际工程中变送器已经应用十分广泛，但如果测控系统遇到问题，如测控系统有线通讯中断等情况时，变送器就变成了无人理睬的设备，测控系统正常数据采集和下达控制命令等基本采集控制操作由于有线通讯链路的暂时中断而陷入临时瘫痪，这在许多重要的控制领域是十分危险的。当变送器无法向上级测控系统传送数据时，测控系统的可靠性将无法得到有效保障，目前单独通过有线方式增加测控系统可靠性的方法可以选择热备份(在现场同样的位置安装相同的变送器多台)，但这样做会增加测控系统的额外成本，且成本翻倍。目前许多变送器仍旧使用模拟量进行信号传输表示，但这样做会成倍增加安装线缆的数量，在许多大项目中，安装线缆越多测控系统成本就越高；同时由于测控系统规范不够导致布线混乱或排错困难，安装工程成本及后期维护成本都非常高。市面上的变送器往往更强调实时性，数据每次传输过程只对当前时刻有重要意义。而在许多容易出现问题的场合，如果不能知道历史数据，那么如何优化测控系统就无从谈起。记录历史数据在测控终端中是常见的，但往往变送器端不进行历史数据记录，这也是导致为什么测控终端数据被人为修改或删除后而无从查找问题的重要原因。对于变送器的历史数据记录功能越来越需要集成在变送器内部，而不是只靠测控终端。如能解决上述问题，会使变送器迎来一个新的更加多元的应用市场。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述现有技术中存在的缺点，提供了一种无线多环境参数记录式变送器,该变送器具有安装方式灵活、通讯速率高、可靠性高、电能消耗低、既能传输实时数据又能记录历史数据、因能同时测量多种环境参数进而有效控制成本等优点。本技术的技术方案是：一种无线多环境参数记录式变送器，其特征在于，该变送器包括：n个模拟信号测量用传感器、n个多参数模拟通道、m个数字信号测量用传感器、m个多参数数字通道、外部数据存储器、外部晶振器、按键、外部实时时钟、无线模块、SD/TF卡读写模块、电源控制电路、RS485转换模块、外部供电模块及中心处理器；上述各器件的连接关系为：在每个多参数模拟通道和多参数数字通道的前端连接一个相应的测量用传感器，所有多参数模拟通道、所有多参数数字通道、外部数据存储器、外部晶振器、按键、带有电池的外部实时时钟、无线模块、SD/TF卡读写模块、RS485转换模块、外部供电模块及电源控制电路均分别与中心处理器连接，电源控制电路分别与所有多参数模拟通道、所有多参数数字通道、外部数据存储器、无线模块相连，外部供电模块分别与按键、带有电池的外部实时时钟、SD/TF卡读写模块、RS485转换模块、电源控制电路相连；RS485转换模块通过RS-485总线与外部测控系统相连；外部供电模块通过电源线与外部电源相连。所述中心处理器主要包括以下硬件模块：SCI、SPI、CPU、接口I/O、ADC、电源管理、高速时钟及低速时钟；其中，SCI与RS485转换模块连接，SPI与无线模块连接，接口I/O分别与所有多参数数字通道、外部数据存储器、按键、带有电池的外部实时时钟、SD/TF卡读写模块、电源控制电路连接，ADC与所有多参数模拟通道连接，电源管理与外部供电模块连接，低速时钟与高速时钟连接，低速时钟与外部晶振器连接。本技术的特点及有益效果：本技术提出的一种无线多环境参数记录式变送器，既能传输实时数据又能记录历史数据，此记录过程在变送器内部完成，可通过SD/TF卡长时间存储数据，并在使用数据时以文件形式快速导出历史数据，可通过电脑快速查看该历史数据的文件格式，并对该数据文件进行备份、分析、整理，此功能区别于以往变送器产品的只传输实时数据不记录历史数据，而变为传输实时数据的同时又记录历史数据，这一改变将使变送器得到更好的应用；同时设置掉电不丢失时间的外部实时时钟，即使变送器掉电，内部配备的电池仍旧可以保持外部实时时钟的运转，使得变送器在每次启动时，时钟都是精确的，这样做也保证了变送器记录的数据包含时间节点等重要信息，从而使变送器具有历史数据记录这一重要功能；无线数据通讯功能是另一核心功能，可以通过无线方式将实时测量多环境参数数据发送到远端测控系统中，或将数据发送到无线显示终端，方便现场查看与维护，如远程测控系统可以接入互联网，那么在远程也可以实时查看现场运行情况；由于可同时测量多环境参数，整体测量方案成本也随之降低，安装及测量成本得到有效控制；本变送器使用RS-485接口作为传输方式，使用《GB/T 19582.1-2008基于Modbus协议的工业自动化网络》规范协议作为通讯协议进一步保障了产品的兼容性，同时RS-485接口支持一条总线上挂接多台本变送器，分时分地址完成数据通讯，相互独立，互不干扰，进而可以在项目工程中大量减少线缆布线长度，方便排查线路故障，进一步降低了测控系统复杂度；通过同时使用有线数据传输与无线数据传输的方式，可以使系统运行可靠性最大程度的提高。综上所述，本技术专利提出的一种无线多环境参数记录式变送器，其产品的易用性和稳定性得到了大幅度的提高。通过无线数据传输和历史数据记录的功能，可以有效的提高变送器应用领域并降低安装维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线多环境参数记录式变送器，其特征在于，该变送器包括：n个模拟信号测量用传感器、n个多参数模拟通道、m个数字信号测量用传感器、m个多参数数字通道、外部数据存储器、外部晶振器、按键、外部实时时钟、无线模块、SD/TF卡读写模块、电源控制电路、RS485转换模块、外部供电模块及中心处理器；上述各器件的连接关系为：在每个多参数模拟通道和多参数数字通道的前端各连接一个相应的测量用传感器，所有多参数模拟通道、所有多参数数字通道、外部数据存储器、外部晶振器、按键、外部实时时钟、无线模块、SD/TF卡读写模块、RS485转换模块、外部供电模块及电源控制电路均分别与中心处理器连接，电源控制电路分别与所有多参数模拟通道、所有多参数数字通道、外部数据存储器、无线模块相连，外部供电模块分别与按键、带有电池的外部实时时钟、SD/TF卡读写模块、RS485转换模块、电源控制电路相连；RS485转换模块通过RS‑485总线与外部测控系统相连；外部供电模块通过电源线与外部电源相连。

【技术特征摘要】
1.一种无线多环境参数记录式变送器，其特征在于，该变送器包括：n个模拟信号测量用传感器、n个多参数模拟通道、m个数字信号测量用传感器、m个多参数数字通道、外部数据存储器、外部晶振器、按键、外部实时时钟、无线模块、SD/TF卡读写模块、电源控制电路、RS485转换模块、外部供电模块及中心处理器；上述各器件的连接关系为：在每个多参数模拟通道和多参数数字通道的前端各连接一个相应的测量用传感器，所有多参数模拟通道、所有多参数数字通道、外部数据存储器、外部晶振器、按键、外部实时时钟、无线模块、SD/TF卡读写模块、RS485转换模块、外部供电模块及电源控制电路均分别与中心处理器连接，电源控制电路分别与所有多参数模拟通道、所有多参数数字通道、外部数据存储器、无线模块相连，外部供电模块分别与按键、带有电池的外部实时时钟、SD/TF卡读写模块、RS485转换模块、电源控制电路相连；RS485转换模块通过RS-485总线与外部测控系统相连；外部供电模块通过电源线与外部电源相连。2.如权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述中心处理器主要包括以下硬件模块：SCI、SPI、CPU、接口I/O、ADC、电源管理、高速时钟及低速时钟；其中，SCI与RS485转换模块连接，SPI与无线模块连接，接口I/O分别与所有多参数数字通道、外部数据存储器、按键、外部实时时钟、SD/TF卡读写模块、电源控制电路连接，ADC与所有多参数模拟通道连接，电源管理与外部供电模块连接，低速时钟与高速时钟连接，低速时钟与外部晶振器连接。3.如权利要求2所述的变送器，其特征在于，所述电源控制电路由晶体管和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏涛，梁强威，戴自祝，董丽维，
申请(专利权)人：北京天建华仪科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11