CN102478845A - 一种实时控制系统的无线数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于计算机系统控制领域，是一种基于ZigBee无线传输技术，设计开发出无线传感单元和无线调节单元，以一定的结构形成无线传感、无线控制网络，形成实时控制系统的方法。本发明在循环水浓缩倍率控制应用系统中的实现，从系统的控制结构出发，以单片机及ZigBee的特点，设计了硬件和软件。其中包括接口电路、各部分初始化设置、数据采集及控制。本发明将有线信号传输替换为无线数据传输，增强了系统的可靠性。该系统是以浓缩倍率为控制对象的，是ZigBee无线传感单元与无线调节单元的一个工程应用。此外，相对于传统的有线信号传输方案，ZigBee无线控制系统最大的优点就是其灵活性能，改变无线网络的结构。
Description
一、技术领域
本发明属于计算机系统控制领域，增强系统的可靠性。本发明可避免复杂的现场环境带来的对有线信号传输带来的干扰，同时降低组成系统的成本，增强灵活性，降低操作复杂性。
二、背景技术
浓缩倍率是水平衡的核心参数，也是决定发电水耗高低的关键参数，为了保证安全生产和降低生产成本，减少用水量，合理有效地控制循环水的浓缩倍率已是刻不容缓。浓缩倍率提高虽可节约用水，但并不意味着运行中控制浓缩倍率越高越好。浓缩倍率逐步提高，即水中含盐量逐步提高，含盐量高到一定程度，则会在循环水系统内产生腐蚀、结垢等诸多问题。综合考虑安全生产和节水的需要，正常运行浓缩倍率应控制在一定的范围内，具体以实际工艺要求为准，即可获得最佳效果。
循环水浓缩倍率无线自动监控及节水管理系统，有效实现了循环水浓缩倍率自动监测，科学有效地节约用水。该系统通过对循环水浓缩倍率和水塔水位进行实时监测，实现水塔自动补排水，有效控制循环水浓缩倍率稳定在最佳值，从而高效保障安全生产和节水。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种控制系统的数据传输方法。具体实现包括以下步骤：
1)中央监控单元
整个中央监控单元主要由数据采集模块、自适应控制内核模块、数据库模块、网络通信模块、文件管理模块等组成。中央监控仪是系统的数据管理和控制决策中心，通过对各个无线传感器网络单元的具体参数进行实时采集(如水质、液位、流量、阀门开度等)，中央处理机将信号进行处理，由终端专家系统提供最合理的参数设置指令，控制终端通过参数比较和自适应控制算法发出补排水门调控指令，使循环水浓缩倍率达到并稳定在最佳值。
2)无线传感器单元
无线传感器单元主要包括水质、流量以及液位传感器等单元。采用高性能传感器，单片射频收发器件和温度补偿转换电路处理后，建立独立自主无线传感器网络单元，在任何测量范围、不同温度，以及苛刻环境中都能达到稳定的测量准确度。为避免过多的溢流，集水池水位测量选用精度高、稳定性好、便于安装的静压式液位传感器。循环水排污和补给水流量的测量，选用电磁流量计，经转换电路处理后，输出无线信号。
3)无线调节阀自控单元
以ZigBee无线模块为基础，选用高品质电动调节阀，以电源为动力接受无线受控指令信号，驱动模块经电路转换，执行器对应的上下位移，自动地操纵阀门，改变阀门的开启程度，从而达到对水量自动调节。
4)无线传感器网络
无线传感器网络是继Internet之后10大新技术之一。本系统的智能监控网络包含多路无线传感器网络单元，这些单元具有无线链路的微型独立功能，无线链路使得各个单元可以通过自我重组形成网络，彼此通信，并交换有关重要的信息。
附图说明
图1为本发明实际应用时的系统结构框图；
图2为ZigBee系统组网的网络结构拓扑结构图；
图3为该应用系统中的无线网络结构示意图；
图4为该无线应用系统中的PC主监控界面。
Claims (5)
1.一种实时的无线控制系统的控制方法，其特征在于，该系统各单元实施方法改进：
1)无线实时传感器单元：传感器本身不变，特点在于数据传输，经过设计改造传感器单元，将采集的数据由原来的有线传输转变为通过ZigBee无线发射出去，给需要数据的无线接收端；
2)无线实时数据收集单元：将无线传感器测量的数据，通过无线通道收集到本地，提供给控制器、数据显示部分；
3)无线控制单元：系统的控制指令经由无线发射出去，传送给执行器单元；
4)无线执行单元：调节阀等执行机构的信号来源于无线模块，无线接收无线控制器传输过来的数据。
2.根据权利要求1所述的实时数据采集单元的改进，其特征在于：所属单元(1)无线数据采集单元，将传感器的信号转换为数字信号，再进行编码，经过无线传输给无线数据收集单元。
3.根据权利要求1所述的实时数据收集单元，其特征在于：根据系统需要，通过ZigBee无线通路，收集传感单元的数据。
4.根据权利要求1所述的无线控制决策单元，其特征在于：在系统控制器的输出端，接上无线模块，将控制信号量经无线发送给无线执行单元。
5.根据权力要求1所述实时无线执行单元，其特征在于：执行器的信号输入来自无线模块，无线模块结合信号调理电路将所接收到的数据转换成执行其所需要的信号。
控制系统由各无线单元，组合形成完备的控制系统，该系统具有以下特性：
可靠性强：将传统的有线数据传输改进为无线数据传输，消除了线路损坏导致系统失控带来的问题；
抗干扰能力强：ZigBee无线数据传输能有效的避免电磁干扰；
系统结构灵活性强：在需要更新结构时，只要改变无线单元间的数据传输关系，形成新的无线网络结构的控制系统；
低成本：ZigBee无线传输模块价格低，做成无线传感单元和无线控制单元时，无线部分成本只占很小一部分；
低功耗：无线单元部分采用的是3.3V给单片机供电，无线部分两节干电池可以使用一个月以上。
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| CN2010105631064A CN102478845A (zh) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | 一种实时控制系统的无线数据传输方法 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102520737A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 无锡虹业自动化工程有限公司 | 一种浓缩倍率的无线控制系统及方法 |
| CN105116754A (zh) * | 2015-09-27 | 2015-12-02 | 电子科技大学中山学院 | 一种用于家居的智能控制系统 |
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2010
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120530 |