CN104408902A - 用于数据采集的无线通讯系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于数据采集的无线通讯系统，所述无线通讯系统包括：可编程控制器模块，所述可编程控制器模块被配置成连接于所述待测设备，以测量所述待测设备的状态得到状态信号并发送出控制信号控制所述待测设备；无线终端设备模块，所述无线终端设备模块被配置成连接于所述可编程控制器模块，以接收所述状态信号并发送所述控制信号；监控模块，所述监控模块通过通用分组无线服务技术(GPRS)连接于所述无线终端设备模块，以将接收到的所述待测设备的状态信号通过显示装置显示并产生且发送出所述控制信号。该无线通讯系统性价比高、维护成本低。

Description

用于数据采集的无线通讯系统

技术领域

本发明涉及远程无线通讯系统，具体地，涉及一种用于数据采集的无线通讯系统。

背景技术

随着社会经济的快速发展，为实现资源的合理统配和调度，资源数据的集中调度管理以及资源数据的采集，通讯系统显得尤为重要，而其中的远程通讯技术即为通讯系统最重要的组成部分。

以往工作人员为了让离设备地较远的主控室对各设备资源地进行集中控制和管理，通常是用数传电台且搭建信号发射塔和架设专线的形式来实现信号和数据的传送，这样不仅造价成本高和施工维护难度大，而且发射塔对防雷击也有着较高的要求。此外，由于数传电台只能支持点对点的通信模式，因此无法支持主动报警操作，必须等到主站轮询到该终端后，才能把报警数据上传，而且当一个主站下的监控终端点过多时，轮询一遍所花费的时间比较长，失去了实时的价值。

发明内容

针对上述现有技术，本发明在于克服主控室在管控设备资源地时所采用的数传电台无法进行报警操作、搭建的信号发射塔和架设的专线带来的施工难度高、造价成本高以及发射塔对雷击的特殊要求等一系列问题，从而提供了一种性价比高、维护成本低的数据采集通讯系统。

结合上述问题点，本发明提供了一种用于数据采集的无线通讯系统，所述无线通讯系统包括：

可编程控制器模块，所述可编程控制器模块被配置成连接于所述待测设备，以测量所述待测设备的状态得到状态信号并发送出控制信号控制所述待测设备；

无线终端设备模块，所述无线终端设备模块被配置成连接于所述可编程控制器模块，以接收所述状态信号并发送所述控制信号；

监控模块，所述监控模块通过通用分组无线服务技术(GPRS)连接于所述无线终端设备模块，以将接收到的所述待测设备的状态信号通过显示装置显示并产生且发送出所述控制信号。

优选地，所述无线终端设备模块包括：处理器单元以及与所述处理器单元相连接以实现所述控制信号和所述状态信号交互的无线通讯单元，所述处理器单元被配置成连接于所述可编程控制器模块，以接收所述状态信号并发送所述控制信号；

无线通讯单元，所述无线通讯单元被配置成通过公网地址连接于所述监控模块，以发送所述状态信号并接收所述监控模块的控制信号。

进一步优选地，所述处理器单元包括：ARM9单片机，与所述ARM9单片机耦接的时钟器、系统复位器、指示灯以及存储器。

进一步优选地，所述无线终端设备模块还包括：二次电源单元，所述二次电源单元连接于所述ARM9单片机。

优选地，所述可编程控制器通过RS485接口、RS232接口或以太网接口连接于所述无线终端设备模块。

优选地，所述监控模块通过路由器连接于所述无线终端设备模块。

优选地，所述状态信号包括：遥信信号、遥测信号以及遥控信号。

优选地，所述显示装置为显示器。

根据上述技术方案，本发明通过利用具有将串口数据和IP数据相互转换功能的无线终端设备模块来实现主控室对待测设备的管控，待测设备的状态信号通过与之连接的可编程控制器进行信息采集，可编程控制器再将采集到的状态信号通过GPRS网络发送至监控模块，监控模块根据接收到的状态信号产生出控制信号并将其通过无线终端设备模块发送至可编程控制器以控制待测设备。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的优选实施方式的各模块间的数据传输流程图；以及

图2是根据本发明的优选实施方式的无线终端设备模块的原理图。

附图标记说明

1、ARM9单片机  2、无线通讯单元

3、时钟器      4、系统复位器

5、存储器      6、二次电源单元

7、指示灯。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为了提供一种性价比高、且维护成本低的无线通讯系统，本发明利用了可编程控制器、无线终端设备模块和监控模块三者之间的连接来实现。如图1所示，所述无线通讯系统包括：

可编程控制器模块，可编程控制器模块被配置成连接于所述待测设备，以测量所述待测设备的状态得到状态信号并发送出控制信号控制所述待测设备；

无线终端设备模块，所述无线终端设备模块被配置成连接于所述可编程控制器模块，以接收所述状态信号并发送所述控制信号；

监控模块，所述监控模块通过通用分组无线服务技术(GPRS)连接于所述无线终端设备模块，以将接收到的所述待测设备的状态信号通过显示装置显示并产生且发送出所述控制信号。

利用该无线通讯系统，不需要搭建信号塔和架设专线，通信链路由无线服务技术(GPRS)运营商来维护，大大降低维护成本，而且在GPRS网络中，用户只有在传输数据时才被计费，因此，在没有传输数据时不会造成资金浪费，此外，GPRS网络具有较高的传输速率，网络接入时间短，因此准确性强，可靠性高。

优选情况下，所述可编程控制器通过RS485接口、RS232接口或以太网接口连接于所述无线终端设备模块。即可编程控制器和无线终端设备模块均配有RS485接口、RS232接口或以太网接口，具体品牌和型号不做限制，目前市场上可编程控制器的品牌有西门子S7-200、施耐德Twido等；需要说明的是，此处的无线终端设备模块需要具有将串口数据和IP数据进行相互转换的功能，此处可以优选为无线终端设备模块(英文缩写：GPRS DTU)，为方便描述，以下无线终端设备模块将用GPRS DTU代替。目前市场上可供选择的品牌有深圳宏电、厦门茂才等；优选地，所述显示装置为显示器，监控模块包含显示器。

根据本发明，如图2所示，GPRS DTU包括：处理器单元以及与处理器单元相连接以实现所述控制信号和状态信号交互的无线通讯单元2，所述处理器单元被配置成连接于可编程控制器模块，以接收所述状态信号并发送控制信号；优选地，所述处理器单元包括：ARM9单片机1，与ARM9单片机1耦接的时钟器3、系统复位器4、指示灯7以及存储器5。则所述无线通讯单元2也与处理器单元中的ARM9单片机1相连接；ARM9单片机1是32位高档单片机，和其他单片机相比较，此类单片机具有存储容量更大、速度更快、I/O接口更多的特点，因该发明的整个链路都基于GPRS DTU来完成数据传输，因此可靠性要求比较高，所以选择具有高性能的ARM9单片机1的处理器单元。指示灯7用来显示GPRS DTU的在线状态，当指示灯亮的时候，GPRS DTU处于在线状态，否则处于非在线状态；时钟器3使用数字时钟实现对工作的控制，当计时时间和工作时间吻合时，启动该设备进行工作。

无线通讯单元2，所述无线通讯单元2被配置成通过公网地址连接于监控模块，以发送状态信号并接收监控模块的控制信号。根据本发明维护成本低的宗旨，各模块间的通信链路选择由专业的运营商来维护，目前使用最为广泛的即为GPRS网络，为此，需要提供一张已开通GPRS功能的SIM卡插入GPRS DTU的无线通讯单元2中，这样才可以基于GPRS网络实现数据信息的无线传输，其中，公网地址为公共网络地址，其为一种无线的传递方式，也可以选择不同的运营商的无线传输方式，都应该属于本发明的保护客体。

监控模块被设置成连接公网，这是因为若GPRS DTU处于内网，所获得的IP地址不固定，因此不能保证GPRS DTU一直处于被连接的状态，因公网地址IP是固定的，所以可以将固定的公网地址IP储存在存储器5中，以使得在通电的状态下，GPRS DTU一直处于被连接的状态。另外，根据以上描述，所述监控模块可以为一台配有XP或者是Win7操作系统的计算机，因目前大部分的计算机都是通过连接路由器获得运营商的外网地址，因此，优选地，所述监控模块通过路由器连接于GPRS DTU。

另外，选择地，所述GPRS DTU还包括：二次电源单元6，二次电源单元6连接于ARM9单片机1，二次电源单元6是将主电源电能变换为其他形式或规格的电能的模块，可以满足不同用电设备的需要，此处是用于满足GPRS DTU中不同模块的用电需求或者是与GPRS DTU相连接的设备用电需求。

根据本发明，所述待测设备的发出的状态信号包括：遥信信号、遥测信号以及遥控信号。可编程控制器采集待测设备的各种状态信号，例如是：遥信待测设备的运行、故障，遥控待测设备的启动、停止，遥测水位的实时数据等。

呈上所述，还需要在可编程控制器上编写用于数据采集的逻辑控制程序，并设定需要采集的待测设备的变量。GPRS DTU通过RS485接口、RS232接口或以太网接口和可编程控制器连接以获得采集到的待测设备的状态信号；再将状态信号发送至与之通过通用分组无线服务技术(GPRS)连接的监控模块，与此同时，在监控模块的本地连接上设置打开GPRS DTU配置软件，以便对GPRS DTU的参数进行设定，例如是型号、串口号、波特率、数据位、校验位、停止位需要根据可编程控制器串口的要求来进行配置，中心地址、中心端口和备用中心地址需要根据监控模块访问Internet的公网IP地址，因监控模块通过路由器连接于GPRS DTU，所以中心地址就是路由器通过运营商获取到的公网IP，中心端口就是路由器映射到监控模块所要开启的端口。当参数设定完成后，断电后重新上电，利用系统复位器4进行清零操作。再在监控模块上关联和可编程控制器一致的变量以根据接收到的状态信号产生出控制信号再通过GPRS DTU传输给可编程控制器。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种用于数据采集的无线通讯系统，其特征在于，所述无线通讯系统包括：可编程控制器模块，所述可编程控制器模块被配置成连接于所述待测设备，以测量所述待测设备的状态得到状态信号并发送出控制信号控制所述待测设备；

无线终端设备模块，所述无线终端设备模块被配置成连接于所述可编程控制器模块，以接收所述状态信号并发送所述控制信号；

监控模块，所述监控模块通过通用分组无线服务技术(GPRS)连接于所述无线终端设备模块，以将接收到的所述待测设备的状态信号通过显示装置显示并产生且发送出所述控制信号。

2.根据权利要求1所述的无线通讯系统，其特征在于，所述无线终端设备模块包括：处理器单元以及与所述处理器单元相连接以实现所述控制信号和所述状态信号交互的无线通讯单元(2)，所述处理器单元被配置成连接于所述可编程控制器模块，以接收所述状态信号并发送所述控制信号；

无线通讯单元(2)，所述无线通讯单元(2)被配置成通过公网地址连接于所述监控模块，以发送所述状态信号并接收所述监控模块的控制信号。

3.根据权利要求2所述的无线通讯系统，其特征在于，所述处理器单元包括：ARM9单片机(1)，与所述ARM9单片机(1)耦接的时钟器(3)、系统复位器(4)、指示灯(7)以及存储器(5)。

4.根据权利要求2所述的无线通讯系统，其特征在于，所述无线终端设备模块还包括：

二次电源单元(6)，所述二次电源单元(6)连接于所述ARM9单片机(1)。

5.根据权利要求1所述的无线通讯系统，其特征在于，所述可编程控制器通过RS485接口、RS232接口或以太网接口连接于所述无线终端设备模块。

6.根据权利要求1所述的无线通讯系统，其特征在于，所述监控模块通过路由器连接于所述无线终端设备模块。

7.根据权利要求1所述的无线通讯系统，其特征在于，所述状态信号包括：遥信信号、遥测信号以及遥控信号。

8.根据权利要求1所述的无线通讯系统，其特征在于，所述显示装置为显示器。