CN103856256B - 扫平仪的无线控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫平仪的无线控制系统，包括主控单元、WIFI通信模块、无线收发模块、中继器和移动通信终端，其中移动通信终端用于查询扫平仪的状态信息或配置扫平仪的工作参数，所述主控单元用于反馈扫平仪的状态信息，并执行移动通信终端的控制信息；在远距离中继模式下，移动通信终端通过中继器和无线收发模块对扫平仪实现远距离控制，在近距离或中距离通信时，移动通信终端则直接通过WIFI通信模块对扫平仪进行控制，本发明增加了通信的安全性和信号的抗干扰能力，同时WIFI通信采用TCP/IP通信，数据带宽大，通信速率高。

Description

扫平仪的无线控制系统

技术领域

本发明涉及控制技术领域，尤其涉及扫平仪的无线控制系统。

背景技术

激光扫平仪是在传统光学扫描仪的基础上发展起来的一种激光扫描仪器，其一般由激光发生器、伺服电机、伺服电机驱动器、控制模块、底座及外壳组成，由于激光扫平仪是在快速旋转轴带动下使可视激光点(一般有红光和绿光)扫出同一水准高度的光线，便于工程人员定位水准高度，其具有更高的扫平精度和作业距离，使用起来更加方便、灵活的特点，因此，被广泛应用于大地测量、工程测量及大型安装与挖掘等方面。

目前，激光扫平仪的控制模块通常采用红外技术进行遥控，而通过红外技术进行遥控，其通信距离较短，一般不会超过20米，且红外信号在室外容易受到环境的干扰，通信的稳定性与可靠性较低。

此外，申请人还研发了通过蓝牙通信进行扫平仪信号遥控的方式，这种方式比红外方式的信号传输距离长，且控制更加可靠。但蓝牙版本较多，且很多设备只能支持特定的蓝牙版本，平台兼容性差。专用遥控器需要额外携带，而且容易丢失。

发明内容

鉴于此技术缺陷，本发明提出一种扫平仪的无线控制系统，其基于WIFI通信模块和WIFI中继器模块，配合移动通信终端，通过APP软件实现对扫平仪的无线远程遥控，并延长了无线遥控的距离。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种扫平仪的无线控制系统，包括第一WIFI通信模块，第一无线收发模块，中继器，移动通信终端和主控单元，其中：

第一WIFI通信模块设置于扫平仪上，且与所述主控单元双向通信；

第一无线收发模块设置在扫平仪上，且一端与所述主控单元双向通信，另一端与所述中继器双向通信，用于将中继器发来的扫平仪的状态信息的查询信息或配置扫平仪工作参数的控制信息转发给主控单元，同时将扫平仪的状态信息回发给中继器；

中继器，用于在所述第一无线收发模块和所述移动通信终端间进行所述扫平仪的状态信息、控制信息、查询信息的转发；

移动通信终端，通过所述中继器查询扫平仪的状态信息或配置扫平仪的工作参数；

主控单元，用于向所述第一WIFI通信模块或第一无线模块回应查询信息，并执行第一WIFI通信模块或第一无线模块的控制信息。

更进一步地，所述中继器包括第二WIFI通信模块和第二无线收发模块，其中：

所述第二无线收发模块用于将查询信息或控制信息转发给第一无线收发模块，同时将扫平仪的状态信息转发给移动通信终端；

所述第二WIFI通信模块和所述移动通信终端双向通信。

更进一步地，所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块的工作频率为公共自由频段，同一工作频段上支持多路通信信道，以避免信道间的数据冲突。

更进一步地，第一无线收发模块和所述第二无线收发模块的工作频率为315MHz，433MHz或915MHz。

更进一步地，第一无线收发模块和所述第二无线收发模块为选自FSK、OOK、GFSK、MSK或GMSK调制方式的无线模块。

更进一步地，所述扫平仪的无线控制系统还包括探测扫平仪信号的探测器，所述中继器集成在所述探测器内。

更进一步地，所述扫平仪的无线控制系统还包括探测扫平仪信号的探测器和支撑所述探测器的三脚架，所述中继器设置于所述三脚架上。

更进一步地，所述扫平仪的无线控制系统还包括探测扫平仪信号的探测器和夹持所述探测器的夹持件，所述中继器集成在所述夹持件内。

更进一步地，所述中继器集成于所述移动终端的外壳上。

更进一步地，所述扫平仪的无线控制系统还包括标尺，所述中继器集成在所述标尺上。

更进一步地，所述扫平仪的无线控制系统还包括钥匙扣，所述中继器设置于所述钥匙扣上，便于携带。

更进一步地，所述第一WIFI通信模块和第二WIFI通信模块工作在AP模式下。

更进一步地，所述移动通信终端上安装有APP软件。

更进一步地，所述移动通信终端是智能手机。

本发明还提供了一种扫平仪的无线控制系统，包括第一无线收发模块、中继器、移动通信终端和主控单元，其中：第一无线收发模块设置在扫平仪上，用于将中继器发来的扫平仪的状态信息的查询信息或配置扫平仪工作参数的控制信息转发给主控单元，同时将扫平仪的状态信息回发给中继器；

中继器，用于在所述第一无线收发模块和所述移动通信终端间进行所述状态信息、控制信息、查询信息的转发；

移动通信终端，用于查询扫平仪的状态信息或配置扫平仪的工作参数；

主控单元，用于向所述第一无线模块回应查询信息，并执行第一无线模块的控制信息。

更进一步地，所述中继器包括第二WIFI通信模块和第二无线收发模块，其中：

所述第二无线收发模块用于将查询信息或控制信息转发给第一无线收发模块，同时将扫平仪的状态信息转发给移动通信终端；

所述第二WIFI通信模块和所述移动通信终端双向通信。

本发明还提供了一种扫平仪的无线控制系统，包括第一WIFI通信模块，移动通信终端和主控单元，其中：

第一WIFI通信模块设置于扫平仪上，且与所述主控单元双向通信；

移动通信终端，通过所述第一WIFI通信模块查询扫平仪的状态信息或配置扫平仪的工作参数；

主控单元，用于向所述第一WIFI通信模块回应查询信息，并执行第一WIFI通信模块的控制信息。

更进一步地，所述扫平仪的无线控制系统还包括第二WIFI通信模块，所述第二WIFI通信模块与第一WIFI通信模块、所述第二WIFI通信模块与移动通信终端之间均为双向通信，所述第二WIFI通信模块用于第一WIFI通信模块与移动通信终端的通信中介。

本发明通过在扫平仪的主控单元上连接设置第一WIFI通信模块或第一无线收发模块，将扫平仪的状态信息无线发送给远端的移动通信终端，同时远端的移动通信终端可远程地将对扫平仪的控制信息发送给扫平仪上的第一WIFI通信模块或第一无线收发模块，从而实现对扫平仪的远程控制。且当移动通信终端与扫平仪间的距离较远时，通过设置WIFI中继器实现无线信号的双向转发，延长了WIFI通信的距离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.扩大了通信距离。扫平仪内置第一WIFI通信模块，通过与移动通信终端WIFI直连，空旷地可以达到100米的通信距离；而且通过增加WIFI中继器，可以把通信距离扩大到350～1000米。

2.增加通信安全性，防止误操作。WIFI有通信鉴权功能，需要服务集标识SSID和密码鉴权，可靠性高。

3.本发明WIFI通信模块采用2.4G无线技术，大大增强了信号的抗干扰能力。

4.WIFI通信采用TCP/IP通信，数据带宽大，通信速率高，解决了通信数据低带宽，低速率问题。

5.本发明既可通过WIFI通信适用于近距离和中距离通信，又可在中继模式下通过切换实现远距离通信，操作方便，节省能源。

附图说明

图1是本发明第一实施例公开的扫平仪的无线控制系统的结构示意图；

图2是本发明第二实施例公开的扫平仪的无线控制系统的结构示意图；

图3是本发明第三实施例公开的扫平仪的无线控制系统的结构示意图；

图4是本发明第四实施例公开的扫平仪的无线控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，本发明第一实施例公开的扫平仪的无线控制系统，其包括主控单元12，第一WIFI通信模块11，第一无线收发模块13，WIFI中继器4及移动通信终端5，第一WIFI通信模块11和第一无线收发模块13设置于扫平仪1上，并分别与扫平仪1的主控单元12通过通信接口相接，WIFI中继器4设置于与扫平仪1相间一定距离的位置处。

所述WIFI中继器4包括第二WIFI通信模块41和第二无线收发模块42，第二WIFI通信模块41和第二无线收发模块42间可进行信号的双向传输。

移动通信终端5作为用户的人机接口平台，其安装有APP软件，用户通过操作移动通信终端上的APP软件，来实现对扫平仪工作状态的查询，及配置扫平仪工作参数，并以可视化的方式呈现给用户，以达到远程控制扫平仪的工作状态的目的。

作为本发明的较优实施例，第一实施例可实现扫平仪1与移动通信终端5的近距离(100以内)、中距离(100-300米)和远距离(300-1000米)的切换通信，尤其实现了扫平仪1与移动通信终端5之间的远距离通信。

在扫平仪1与移动通信终端5的远距离(300-1000米)通信时(即在中继模式下)，将扫平仪1上的第一WIFI通信模块11置于关闭状态，将第一无线收发模块13，第二无线收发模块41以及第二WIFI通信模块42置于打开状态。所述移动通信终端5通过中继器4和第一无线收发模块13与扫平仪的主控单元12通信，即移动通信终端5通过中继器4和第一无线收发模块13查询扫平仪的工作状态或配置扫平仪的工作参数，主控单元12通过第一无线收发模块13将扫平仪的状态信息反馈至中继器4的第二无线收发模块42，第二无线收发模块42接收该状态信息后，通过第二WIFI通信模块42最终将扫平仪的工作信息反馈至移动通信终端5，使用户能够实时了解扫平仪1的状态信息；同时，用户再通过移动通信终端5，将配置参数依次通过第二WIFI通信模块41、第二无线收发模块42、第一无线收发模块13转发给主控单元12，从而实现远距离的无线信号的传输及可操控性。

其中，第一无线收发模块13通过本地通信接口与主控单元12相连接，本地通信接口一般是RS232串口，RS485通信口或者SPI接口等有线接口。

同时，第一无线收发模块13与第一WIFI通信模块11间可进行双向数据的传输。

当扫平仪1与移动通信终端5的近距离的通信时，关闭中继模式(即关闭中继器)，所述移动通信终端5通过扫平仪上的第一WIFI通信模块11与扫平仪的主控单元通信。移动通信终端5通过第一WIFI通信模块11可以查询扫平仪1的工作状态或配置扫平仪1的工作参数，并将设备告警信息上报到移动通信终端上。

当扫平仪1与移动通信终端5的中距离通信时，打开第二WIFI通信模块41,所述移动通信终端5通过第二WIFI通信模块41和第一WIFI通信模块11与扫平仪的主控单元12通信，具体地，移动通信终端5通过第二WIFI通信模块41和第一WIFI通信模块11查询扫平仪的工作状态或配置扫平仪的工作参数，并将设备信息反馈到移动通信终端5上，使用户能够实时了解扫平仪1的状态信息；同时，用户可根据收到的扫平仪的状态信息及测量的需要，将调整扫平仪的控制信息通过移动通信终端5发送至第二WIFI通信模块41，第二WIFI通信模块41又进一步将该控制信息通过第一WIFI通信模块11转发给主控单元12，从而实现近、中距离(100-300米)的无线信号的传输及可操控性。

较优地，第一WIFI通信模块11与中继器4的第二WIFI通信模块41间进行信息互传时，可将中继器上的第二FSK无线收发模块42置于关闭状态，以降低设备功耗。

本发明第二实施例公开的扫平仪的无线控制系统，其为本发明第一实施例省去第一WIFI通信模块11(相当于第一WIFI通信模块11置于关闭状态)的扫平仪的无线控制系统，以实现扫平仪1与移动通信终端5的远距离的通信，如图2所示，该无线控制系统包括主控单元12、第一无线收发模块13、WIFI中继器4及移动通信终端5，所述WIFI中继器4包括第二无线收发模块42和第二WIFI通信模块41，与本发明第一实施例中远距离传输的工作原理相同，移动通信终5依次通过第二WIFI通信模块41、第二无线收发模块42和第一无线收发模块13实现与主控单元12之间的无线通信。

本发明第三实施例公开的扫平仪的无线控制系统，如图3所示，其包括主控单元12，第一WIFI通信模块11及移动通信终端5。所述第一WIFI通信模块11设置于扫平仪1上并处于AP的工作模式下，用于实现移动通信终端5与主控单元12间的无线通信，即移动通信终端5将对扫平仪工作状态的查询信息和配置扫平仪工作参数的控制信息通过WIFI无线传输给主控单元。

所述主控单元12与激光发生器及伺服电机驱动器(图未示)相连接，其接收到移动通信终端5发送的控制信息后，根据该控制信息对扫平仪进行相应的调节设置，同时通过第一WIFI通信模块11将扫平仪1的状态信息反馈到移动通信终端5上。

更优地，所述第一WIFI通信模块11采用2.4G无线技术，以提高信号的抗干扰能力。

本实施例的控制系统主要适用于移动通信终端5与扫平仪1较近(如在100米以内)的情况下，移动通信终端5可通过WIFI无线信号与扫平仪1间直接进行无线信号的传输。且移动通信终端5与第一WIFI通信模块11间在信息发送与接收前，需要通过WIFI的SSID和密码鉴权的安全鉴权程序，从而增加了通信的安全性。

另外，在近距离或中距离通信范围内，可通过在本发明第三实施例的无线控制系统中继续增加WIFI通信模块，以延长移动通信终端5与主控单元2之间的通信距离。本发明第四实施例即在第一WIFI通信模块11和移动通信终端5之间增加了第二WIFI通信模块41，如图4所示，本发明第四实施例的扫平仪的无线控制系统还包括第二WIFI通信模块41，所述第二WIFI通信模块41与第一WIFI通信模块11双向通信，移动通信终端5依次通过第二WIFI通信模块41与第一WIFI通信模块11与主控单元12无线通信。

以上实施例中，其中，主控单元12反馈给移动通信终端5的扫平仪工作状态的状态信息包括扫平仪的工作模式信息，扫平仪的工作参数信息，告警信息及软件信息等，所述移动通信终端5向主控单元12发送的控制信息包括实时配置扫平仪的工作模式及工作参数，查询扫平仪的工作状态，设置告警信息，以及对设备软件的更新等。

举例来说，扫平仪工作模式包括正常模式，Hi防风模块，坡度模式和Hold模式；工作参数包括转速，坡度，转向，连续打点，连续转角度等；扫平仪工作状态查询包括如设备当前的激光头转速，电池电压，当前坡度，激光头转向；设备的告警信息如坡度超范围告警，电池低电压告警，告警状态会实时上报给APP软件；而对设备软件的更新可以通过APP到网上直接下载设备的最新版软件代码，然后通过WIFI更新设备软件。

所述移动通信终端5以智能手机为佳，也可以是其他的手持终端。手机上安装有扫平仪APP软件，用户根据扫平仪APP软件发送控制信息。该软件的安装平台包括但不限于iOs，Android，WindowsPhone平台。

WIFI通信模块的发射功率以+16dBm，接收灵敏度以-93dBm为佳。WIFI通信模块工作在AP模式。

无线收发模块的发射功率以+20dBm，接收灵敏度以-118dBm为佳，可选择FSK、OOK、GFSK、MSK或GMSK调制方式的无线模块。

无线收发模块或WIFI通信模块可以选择多个工作频带，目前常用的公共自由频段是315MHz，433MHz，915MHz。而且在同一个工作频段上可以支持多路通信信道，当有通信信道冲突的时候，可以调频更改为其他信道来工作。

在以上实施例一至四公开的扫平仪控制系统中，还包括：探测扫平仪信号的扫平仪探测器，支撑扫平仪探测器的三脚架，WIFI中继器4可以设置在扫平仪探测器内，也可以设置在三脚架上。同时，还可以设置在夹持件、移动终端的外壳、标尺或钥匙扣上，只要能够使移动通信终端在较远的位置实现对扫平仪的远程控制及监控即可。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种扫平仪的无线控制系统，其特征在于，包括第一WIFI通信模块，第一无线收发模块，中继器，移动通信终端和主控单元，其中：

第一WIFI通信模块设置于扫平仪上，且与所述主控单元双向通信；

第一无线收发模块设置在扫平仪上，且一端与所述主控单元双向通信，另一端与所述中继器双向通信，用于将中继器发来的扫平仪的状态信息的查询信息或配置扫平仪工作参数的控制信息转发给主控单元，同时将扫平仪的状态信息回发给中继器；

中继器，用于在所述第一无线收发模块和所述移动通信终端间进行所述扫平仪的状态信息、控制信息、查询信息的转发；

移动通信终端，通过所述中继器查询扫平仪的状态信息或配置扫平仪的工作参数；

主控单元，用于向所述第一WIFI通信模块或第一无线模块回应查询信息，并执行第一WIFI通信模块或第一无线模块的控制信息。

2.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述中继器包括第二WIFI通信模块和第二无线收发模块，其中：

所述第二无线收发模块用于将查询信息或控制信息转发给第一无线收发模块，同时将扫平仪的状态信息转发给移动通信终端；

所述第二WIFI通信模块和所述移动通信终端双向通信。

3.根据权利要求2所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述第一无线收发模块和所述第二无线收发模块的工作频率为公共自由频段，同一工作频段上支持多路通信信道。

4.根据权利要求3所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，第一无线收发模块和所述第二无线收发模块的工作频率为315MHz，433MHz或915MHz。

5.根据权利要求3所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，第一无线收发模块和所述第二无线收发模块为选自FSK、OOK、GFSK、MSK或GMSK调制方式的无线模块。

6.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述扫平仪的无线控制系统还包括探测扫平仪信号的探测器，所述中继器集成在所述探测器内。

7.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述扫平仪的无线控制系统还包括探测扫平仪信号的探测器和支撑所述探测器的三脚架，所述中继器设置于所述三脚架上。

8.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述扫平仪的无线控制系统还包括探测扫平仪信号的探测器和夹持所述探测器的夹持件，所述中继器集成在所述夹持件内。

9.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述中继器集成于所述移动终端的外壳上。

10.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述扫平仪的无线控制系统还包括标尺，所述中继器集成在所述标尺上。

11.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述扫平仪的无线控制系统还包括钥匙扣，所述中继器设置于所述钥匙扣上。

12.根据权利要求2所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述第一WIFI通信模块和第二WIFI通信模块工作在AP模式下。

13.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述移动通信终端上安装有APP软件。

14.根据权利要求1所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述移动通信终端是智能手机。

15.一种扫平仪的无线控制系统，其特征在于，包括第一无线收发模块、中继器、移动通信终端和主控单元，其中：

第一无线收发模块设置在扫平仪上，用于将中继器发来的扫平仪的状态信息的查询信息或配置扫平仪工作参数的控制信息转发给主控单元，同时将扫平仪的状态信息回发给中继器；

中继器，用于在所述第一无线收发模块和所述移动通信终端间进行所述状态信息、控制信息、查询信息的转发；

移动通信终端，用于查询扫平仪的状态信息或配置扫平仪的工作参数；

主控单元，用于向所述第一无线模块回应查询信息，并执行第一无线模块的控制信息。

16.根据权利要求15所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述中继器包括第二WIFI通信模块和第二无线收发模块，其中：

所述第二无线收发模块用于将查询信息或控制信息转发给第一无线收发模块，同时将扫平仪的状态信息转发给移动通信终端；

所述第二WIFI通信模块和所述移动通信终端双向通信。

17.一种扫平仪的无线控制系统，其特征在于，包括第一WIFI通信模块，移动通信终端和主控单元，其中：

第一WIFI通信模块设置于扫平仪上，且与所述主控单元双向通信；

移动通信终端，通过所述第一WIFI通信模块查询扫平仪的状态信息或配置扫平仪的工作参数；

主控单元，用于向所述第一WIFI通信模块回应查询信息，并执行第一WIFI通信模块的控制信息。

18.根据权利要求17所述的扫平仪的无线控制系统，其特征在于，所述扫平仪的无线控制系统还包括第二WIFI通信模块，所述第二WIFI通信模块与第一WIFI通信模块、所述第二WIFI通信模块与移动通信终端之间均为双向通信，所述第二WIFI通信模块用于第一WIFI通信模块与移动通信终端的通信中介。