CN103391040A - 蓝牙模块和前端数据采集的变压器控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统，包括变压器、以及与变压器连接的控制从机，以及与控制从机进行无线通信的通信主机、以及与通信主机连接的PC机；所述控制从机包括前端数据采集电路板、以及与前端数据采集电路板连接的无线通信模块，所述无线通信模块与通信主机进行无线通信。其优点表现在：取代了大量短程连接所用的电缆，尤其是电缆无法到达的地方，蓝牙具有更大的优势；以前的应用程序可以不做任何或很小的修改，升级成本小；降低变电站建造成本，这也是蓝牙技术的一个显著特点；由于蓝牙设备本身的功耗十分小（最大不过100mW），因此蓝牙设备的射频不会对其它设备造成影响。

Description

蓝牙模块和前端数据采集的变压器控制系统
技术领域
本发明涉及变压器电力控制，具体是指蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统。 
背景技术
蓝牙技术是用微波无线通信技术取代数据电缆来完成点对点或点对多点短距离通信的一种新型无线通信技术。 
利用蓝牙，可以将需要数据和语音通信的各个设备之间连成一个PICONET网（即微微网），或将几个PICONET网进一步互连，组成一个更大的SCATTERNET网（即分布式网络）。 
在工业现场中，短程的无线连接有着广泛的应用需求，但一直没有一个很好的解决方案。红外无线连接，由于距离太短，且必须在同一直线上，中间不能有任何障碍物等不足，而限制了它的应用。将蓝牙技术应用于工业控制现场，用微波取代红外，既克服了红外缺点，又降低了施工的难度和建设成本，是一种有创造性的设想。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，成本低，能应对不同环境，具备蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统。 
本发明的实现方案如下：蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统，包括变压器、以及与变压器连接的控制从机，以及与控制从机进行无线通信的通信主机、以及与通信主机连接的PC机；所述控制从机包括前端数据采集电路板、以及与前端数据采集电路板连接的无线通信模块，所述无线通信模块与通信主机进行无线通信。 
所述前端数据采集电路板包括与变压器连接的测量器、以及与测量器依次连接的A\D变换电路、80C196芯片、闸刀控制电路，所述80C196芯片与无线通信模块连接。 
所述测量器为电压变换测量器或\和电流变换测量器，所述电压变换测量器和电流变换测量器均与变压器连接，所述电压变换测量器和电流变换测量器均与A\D变换电路连接。 
所述无线通信模块为从机BC01模块，所述从机BC01模块还连接有从机天线；所述从机BC01模块通过从机天线与通信主机进行无线通信。 
所述通信主机包括主机BC01模块，所述主机BC01模块连接有主机天线，所述主机BC01模块通过主机天线与从机BC01模块进行无线通信。 
在变电站现场中，最下层是进行测量、转换和控制的仪表。它们采集各个变压器的数据，返回上位机进行处理，或接收上位机发送来的控制命令和控制参数。目前这些数据通信是由串口（RS232或RS245接口）通信实现的。但其麻烦的走线以及抵抗恶劣环境、电磁和无线电干扰所需要的物理保护和电磁屏蔽带来的诸多不便，使得工业环境中要求长时间、连续、可靠、完整地传送数据不能得到保证。对于这种多点对单点的数据通信网，完全可以用蓝牙PICONET网来替换。 
BC01模块即BlueCore01，是CSR（Cambridge Silicon Radio）公司设计的一款单片蓝牙产品。它集无线设备、微处理器及其带电路于一体，采用标准的0.35μm的CMOS工艺。通过外围的存有蓝牙协议的Flash ROM，可提供完全兼容的数据和语音通信。经过优化设计，所需的外部RF元件很少，允许主板的快速设计，因此能以最低的成本，实现最短的产品面市时间。 
由于BC01模块内部资源及引脚有限，因此前端的数据采集和控制由单片机80C196芯片来完成，其串口与BC01模块的串口连接，BC01模块作为一个数据传送通道。这样做的优点是：不需要改动原来的程序，便于对基于RS232、RS245结构的老系统进行改造。变压器上的高电压大电流首先要转变成可供采集的安全电压（0～5V），经A/D变换器后由16位的单片机80C196芯片读入，进行相应的计算处理后，送入BC01模块。BC01模块将数据打包后，通过与MASTER建立的空中连接发送到PC机。同时，BC01模块也会接收PC机发来的控制命令，送至单片机80C196芯片，由单片机80C196芯片分析后控制相应的前端数据采集电路板中的闸刀控制电路，控制闸刀做出动作。 
其优点表现在：取代了大量短程连接所用的电缆，尤其是电缆无法到达的地方，蓝牙具有更大的优势；以前的应用程序可以不做任何或很小的修改，升级成本小；降低变电站建造成本，这也是蓝牙技术的一个显著特点；由于蓝牙设备本身的功耗十分小（最大不过100mW），因此蓝牙设备的射频不会对其它设备造成影响。 
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。 
具体实施方式
实施例一 
如图1所示。
蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统，包括变压器、以及与变压器连接的控制从机，以及与控制从机进行无线通信的通信主机、以及与通信主机连接的PC机；所述控制从机包括前端数据采集电路板、以及与前端数据采集电路板连接的无线通信模块，所述无线通信模块与通信主机进行无线通信。 
所述前端数据采集电路板包括与变压器连接的测量器、以及与测量器依次连接的A\D变换电路、80C196芯片、闸刀控制电路，所述80C196芯片与无线通信模块连接。 
所述测量器为电压变换测量器或\和电流变换测量器，所述电压变换测量器和电流变换测量器均与变压器连接，所述电压变换测量器和电流变换测量器均与A\D变换电路连接。 
所述无线通信模块为从机BC01模块，所述从机BC01模块还连接有从机天线；所述从机BC01模块通过从机天线与通信主机进行无线通信。 
所述通信主机包括主机BC01模块，所述主机BC01模块连接有主机天线，所述主机BC01模块通过主机天线与从机BC01模块进行无线通信。 
在变电站现场中，最下层是进行测量、转换和控制的仪表。它们采集各个变压器的数据，返回上位机进行处理，或接收上位机发送来的控制命令和控制参数。目前这些数据通信是由串口（RS232或RS245接口）通信实现的。但其麻烦的走线以及抵抗恶劣环境、电磁和无线电干扰所需要的物理保护和电磁屏蔽带来的诸多不便，使得工业环境中要求长时间、连续、可靠、完整地传送数据不能得到保证。对于这种多点对单点的数据通信网，完全可以用蓝牙PICONET网来替换。 
BC01模块即BlueCore01，是CSR（Cambridge Silicon Radio）公司设计的一款单片蓝牙产品。它集无线设备、微处理器及其带电路于一体，采用标准的0.35μm的CMOS工艺。通过外围的存有蓝牙协议的Flash ROM，可提供完全兼容的数据和语音通信。经过优化设计，所需的外部RF元件很少，允许主板的快速设计，因此能以最低的成本，实现最短的产品面市时间。 
由于BC01模块内部资源及引脚有限，因此前端的数据采集和控制由单片机80C196芯片来完成，其串口与BC01模块的串口连接，BC01模块作为一个数据传送通道。这样做的优点是：不需要改动原来的程序，便于对基于RS232、RS245结构的老系统进行改造。变压器上的高电压大电流首先要转变成可供采集的安全电压（0～5V），经A/D变换器后由16位的单片机80C196芯片读入，进行相应的计算处理后，送入BC01模块。BC01模块将数据打包后，通过与MASTER建立的空中连接发送到PC机。同时，BC01模块也会接收PC机发来的控制命令，送至单片机80C196芯片，由单片机80C196芯片分析后控制相应的前端数据采集电路板中的闸刀控制电路，控制闸刀做出动作。 
如图1所示，PC机将控制命令发生到通信主机，通信主机通过主机BC01模块将命令上传，即通信主机通过蓝牙的通信方式将命令上传给从机BC01模块，从机BC01模块将命令上传给单片机80C196芯片，在单片机80C196芯片的处理下，控制命令上传给前端数据采集电路板中的闸刀控制电路，以此控制闸刀的开断。 
另外，当变压器内的电压或电流发生变换时，通过电压变换测量器和电流变换测量器将模拟信号上传给A\D变换电路，转变为数字信号，并在单片机80C196芯片的处理下将数据上传到PC机。如出现突发变换单片机80C196芯片可自行控制闸刀控制电路，从而达到实现无线远程控制的目的。 
如上，则能很好的实现本发明。 

Claims (5)

1.蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统，其特征在于：包括变压器、以及与变压器连接的控制从机，以及与控制从机进行无线通信的通信主机、以及与通信主机连接的PC机；所述控制从机包括前端数据采集电路板、以及与前端数据采集电路板连接的无线通信模块，所述无线通信模块与通信主机进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统，其特征在于：所述前端数据采集电路板包括与变压器连接的测量器、以及与测量器依次连接的A\D变换电路、80C196芯片、闸刀控制电路，所述80C196芯片与无线通信模块连接。
3.根据权利要求2所述的蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统，其特征在于：所述测量器为电压变换测量器或\和电流变换测量器，所述电压变换测量器和电流变换测量器均与变压器连接，所述电压变换测量器和电流变换测量器均与A\D变换电路连接。
4.根据权利要求2所述的蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统，其特征在于：所述无线通信模块为从机BC01模块，所述从机BC01模块还连接有从机天线；所述从机BC01模块通过从机天线与通信主机进行无线通信。
5.根据权利要求4所述的蓝牙BC01模块和前端数据采集的变压器控制系统，其特征在于：所述通信主机包括主机BC01模块，所述主机BC01模块连接有主机天线，所述主机BC01模块通过主机天线与从机BC01模块进行无线通信。
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