基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，包括有信号处理单元和连接在信号处理单元上的信号采集单元、输出控制单元和通讯模块，以及为整个装置供电的电源，其特征在于，信号采集单元具有差分信号接收线路、串行通讯接口、无线接收单元、模拟量和电平信号输入接口，信号采集单元通过其中的信号转换电路和信号处理单元相连接，通讯模块由自动选择载波波段和传送频率的电力载波单元和无线收发单元组成。本实用新型专利技术可以对现场不同输出信号的各种传感器和设备设有不同信号转换电路，将输入各种信号转换为数字信号，而通讯模块根据不同的应用场所，可选择无线和电力载波两种通讯方式的不同组合，来进行双向通讯。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Composite data acquisition device based on wireless and power carrier communication

The utility model discloses a composite data acquisition device and wireless communication based on power line carrier, which comprises a signal processing unit and connected with the signal processing unit signal acquisition unit and an output control unit and communication module, and supply power to the whole device, which is characterized in that the signal acquisition unit with differential signal receiving circuit serial communication interface, a wireless receiving unit, analog signal and input interface, signal acquisition unit is connected through the signal converting circuit and signal processing, communication module by the automatic selection load power line carrier wave unit section and transmission frequency and wireless transceiver unit. The utility model of various sensors and devices of different output signals with different signal conversion circuit, the input signal is converted to a digital signal, and the communication module according to different application, can choose different combination of wireless and power line carrier two communication modes, to carry out two-way communication.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，具体的说本装置是一种可以处理无线、485、RS232通讯、4-20mA电流输入和开关量电平输入信号的采集，利用无线和电力线载波两种通讯方式的不同组合进行通讯的复合数据采集装置，具有很强的通用性。
技术介绍
随着人们对自动化程度的要求越来越高，各种传感器在不同领域得到大量应用，相应现场数据采集、远程集中控制的多种总线结构也随之发展起来，涌现出像CCLINK、INTEL BUS、DEVICE NET等多种不同应用领域的现场总线结构。但是，各种总线应用领域和协议不兼容使得用户在现场设备或传感器的选择上存在很大的局限性，尤其当不同类型传感器或设备输出有无线、RS232、485、开关量电平、4-20mA电流信号共存时，在现有单一类型信号输入的数据采集模块和现场总线结构的基础上，进行实时数据采集和集中控制会使整个系统非常复杂、庞大，布线非常困难，建设和维护成本相当高，这就造成很多用户需要对现有很多传感器和设备进行现场数据采集进而实现远程集中控制难以实现。无线通讯技术在小范围内具有无须受连接线限制，通讯灵活的优点，但是在复杂的环境中，例如在矿井中的通讯距离受到很大限制。因此，在许多复杂环境中，如矿井下均采用有线和无线通讯相结合的方式进行数据的远程传输。然而，在复杂环境中的架构通讯网络需要另行布线的滞后性或者困难性影响了它的应用，使数据无法实时采集或者传送。而且，它的复杂性、高成本及通讯设备专业性带来的现场安装和维护的滞后性大大降低了它在这一环境下的应用，尤其面对中国大量资金实力不强，应用和维护能力很弱的中、小企业时。电力线是布线最为广泛的，所以通过电力载波的方式在电力线上传送数据是最便捷和经济的，弥补了以上不足，在国外许多环境下得到了应用。通过无线通讯与电力载波通讯结合的方式可以较好的解决上述问题。但是，利用电力载波存在以下问题1、我国电力线上噪声较大；2、电力线是一个分布参数的网络，不同点对数据信号影响不一样；3、电力线上的环境也是时刻动态变化的，不同时间对数据信号影响也不一样，这就使发出的规则数据信号经过电力线后，接收到的信号是严重变形、参差不齐的信号，也严重地干扰了数据有效的传递。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，可以在现有高噪声的电力线上高速、有效地传送现场采集到的传感器或设备状态信号。本技术的技术方案是一种基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，包括有信号处理单元和连接在信号处理单元上的信号采集单元、输出控制单元和通讯模块，以及为整个装置供电的电源，其特征在于，信号采集单元具有差分信号接收线路、串行通讯接口、无线接收单元、模拟量和电平信号输入接口，信号采集单元通过其中的信号转换电路和信号处理单元相连接，通讯模块由自动选择载波波段和传送频率的电力载波单元和无线收发单元组成。在上述方案的基础上，可以选择附加技术方案如下所述基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，其特征在于，其信号处理单元包括有微处理器芯片STC89C52，电阻、晶振，电感，电容，485差分信号收发线路，RS232串行通讯接口，其中微处理器芯片STC89C52通过发送接收管脚与数据采集模块中无线信号、电平信号、485信号接收线路、RS232、4-20mA电流信号的转换电路中的发送接收端相连。所述基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，其特征在于，其通讯模块由电力载波单元、无线收发单元组成，电力载波单元由内部集成有依次串联的低噪声放大、带通滤波器、调制解调器、数字功率放大电路的电力载波集成芯片，耦合变压器T1，消谐电感L2、L3、L5、L6、L8，限流电阻及消谐、保护电容，保护双向二极管D1组成，电力载波集成芯片的输入输出管脚与信号处理单元中微处理器STC89C52的8、9、10、11、12管脚相连，耦合变压器T1的初级端通过电阻和电感L8与外部交流电源相连，之间并联压敏电阻RV1，耦合变压器T1的次级通过电感L5、L2、电阻与电力载波芯片的发送、接收端相连，接收端之间并联电感L3，L6，保护双向二极管D1并接在耦合变压器T1的次级之间，无线收发单元由无线发送线路、无线接收线路、脉冲收发芯片组成，脉冲收发芯片的数据端与微处理器STC89C52的5、7管脚相连，发送端与无线发送电路的输入端相连，接收端与无线接收电路的输出端相连。所述基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，其特征在于，其信号采集模块，由接线端子、无线收发电路、MAX232芯片、485通讯电路、数模转换电路、电平输入电路、电容C29、C30、C31、C32、光耦组成；C29，C30，C31，C32并接于MAX232芯片频率振荡端，MAX232的11、12管脚与微处理芯片STC89C52的5、7出管脚相连，无线收发模块的输出端通过跳线接线端子与MAX232芯片的7、8相连，数模转换电路的模拟信号端与4-20mA信号的接线端子相连，数字信号端与微处理器的数据端相连，光耦隔离器的电源端与装置中的+5V和地相连，输出端与微处理器STC89C52的6脚相连。所述基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，其特征在于，输出控制单元包括有依次串联的可控硅、微处理器芯片STC89C52、电阻、接线端子，电阻连接+5V与光耦隔离器的电源脚，可控硅的控制脚与微处理芯片STC89C52的13管脚相连，可控硅的输入脚与装置上220V的火线相连，可控硅输出脚与受控设备电源端的火线相连。所述基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，其特征在于，其电源有+5V和+12V两路电源输出，+5V给整个装置供电，+12V给外接传感器或受控设备供电。本技术的有益效果是可以根据对现场不同输出信号的各种传感器和设备设有不同信号转换电路，将输入的无线信号、电平信号、485信号、RS232信号、4-20mA的电流信号转换为数字信号。而通讯模块根据不同的应用场所，可选择无线和电力载波两种通讯方式的不同组合，来进行双向通讯，可以在小范围内实现无线自由通讯，长距离可以通过电力线通讯，无需另行布线。本技术的具体应用中，可实现各种传感器和设备的远程数据采集和集中控制，尤其对现有煤矿的瓦斯传感器监控，风速监控、人员跟踪等多个系统，可以用一个系统来实现。附图说明图1是本技术的电路原理方框图。图2是本技术实施例信号处理单元的电路原理图。图3是本技术实施例信号电力载波单元的电路原理图。图4是本技术实施例电平输入单元中的电路原理图。图5是本技术实施例485，RS232通讯电路原理图。图6是本技术实施例无线收发单元中无线收发模块的电路原理图。图7是本技术实施例电源部分的电路原理图。图8是本技术实施例输出部分的电路原理图。图9是本技术实施例数模转换部分的电路原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。本技术的具体实施例，其原理图和电路图如附图1和附图2-7所示，一种基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，包括有信号处理单元和连接在信号处理单元上的信号采集单元、输出控制单元和通讯模块，以及为整个装置供电的电源，其特征在于，信号采集单元具有差分信号接收线路、串本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线和电力载波通讯的复合数据采集装置，包括有信号处理单元和连接在信号处理单元上的信号采集单元、输出控制单元和通讯模块，以及为整个装置供电的电源，其特征在于，信号采集单元具有差分信号接收线路、串行通讯接口、无线接收单元、模拟量和电平信号输入接口，信号采集单元通过其中的信号转换电路和信号处理单元相连接，通讯模块由自动选择载波波段和传送频率的电力载波单元和无线收发单元组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文宸，杨世宏，
申请(专利权)人：郑文宸，杨世宏，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]