CN105162488A - 一种无线传输模拟量数据的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线传输模拟量数据的装置，包括：若干模拟信号输入端子、若干模拟信号输出端子、数模转换模块、数据处理模块和无线数据发送接收模块(频率433M/490M)，数模转换模块将从模拟信号输入端子传输来的模拟信号编码转换成数字信号，数字信号经数据处理模块处理后由无线数据发送接收模块发送给现场控制箱，完成数据采集和上传过程；无线数据发送接收模块接收现场控制箱发送过来的数字信号，数字信号经过数据处理模块处理后传输给数模转换模块，数模转换模块将数字信号编码转换成模拟信号，模拟信号由模拟信号输出端子输出，完成末端控制过程。本发明的有益之处在于：通过数模转换模块实现了无线传输模拟量数据，有效降低了施工难度。

Description

一种无线传输模拟量数据的装置

技术领域

本发明涉及一种无线传输装置，具体涉及一种无线传输模拟量数据的装置，属于数据通信技术领域。

背景技术

在中央空调管理系统中，仪表、传感器、控制器、执行器的输入输出主流信号为4-20mA模拟量信号或0-10V模拟量信号，然而无线数据传输需要的是数字信号，因此中央空调管理系统的实施按常规只能通过布线来完成数据交互。

在中央空调管理系统中，由于传感器数量多且分散，加上管路横纵复杂，这就产生了现场布线难度大、布线不美观、信号不稳定等问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无线传输模拟量数据的装置，该装置不仅能够有效降低施工难度，而且能够有效解决信号干扰问题，保证数据在无线传输过程中的完整性、准确性。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，包括：

若干模拟信号输入端子、若干模拟信号输出端子、数模转换模块、数据处理模块以及无线数据发送接收模块，前述无线数据发送接收模块的通信工作频率选用433M/490M，

末端传感器与模拟信号输入端子信号连接，数模转换模块将从模拟信号输入端子传输来的模拟信号编码转换成数字信号，数字信号经数据处理模块处理后由无线数据发送接收模块发送给现场控制箱，完成数据采集和上传过程；

无线数据发送接收模块接收现场控制箱发送过来的数字信号，数字信号经过数据处理模块处理后传输给数模转换模块，数模转换模块将数字信号编码转换成模拟信号，模拟信号由模拟信号输出端子输出给末端执行器，完成末端控制过程。

前述的无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，前述数据处理模块包括以下子模块：

数模信号校验过滤子模块、数模信号增益补偿子模块、数字信号编码解码子模块和数据计算子模块，

数模转换模块将模拟信号转成数字信号后，首先数模信号校验过滤子模块对模拟信号进行滤波处理，然后数模信号增益补偿子模块对滤波处理后的数据进行增益补偿处理，接下来数据计算子模块对增益补偿处理后的数据进行计算，最后数字信号编码解码子模块对计算后的数据进行编码，编码后的数据由无线数据发送接收模块发送给现场控制箱；

无线数据发送接收模块接收现场控制箱发送过来的数字信号后，首先数字信号编码解码子模块对数字信号进行解码，然后数模信号校验过滤子模块对数字信号进行校验过滤处理，接下来数模信号增益补偿子模块对校验过滤处理后的数据进行增益补偿处理，最后数据计算子模块对增益补偿处理后的数据进行计算，计算后的数据传输给数模转换模块。

前述的无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，还包括：RS485通信模块，前述RS485通信模块与数据处理模块中的数据计算子模块、数字信号编码解码子模块信号连接。

前述的无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，前述模拟信号输入端子包括：多路4-20mA信号输入端子和多路0-10V信号输入端子，前述多路为大于等于3路。

前述的无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，前述模拟信号输出端子包括：多路4-20mA信号输出端子和多路0-10V信号输出端子，前述多路为大于等于3路。

本发明的有益之处在于：

(1)通过数模转换模块实现了无线传输模拟量数据，有效降低了施工难度；

(2)数模转换模块和数据处理模块是本发明的装置的重要组成部分，其中，数模转换模块用来完成数字信号与模拟信号编码转换，数据处理模块用来完成数字信号解析修正，二者共同保证了数据在无线传输过程中的完整性、准确性；

(3)模拟信号输入端子包括：多路4-20mA信号输入端子和多路0-10V信号输入端子，模拟信号输出端子包括：多路4-20mA信号输出端子和多路0-10V信号输出端子，本发明的装置处理模拟信号包含了4-20mA和0-10V主流通信方式，所以本发明的装置可以满足多数传感器的数据采集和满足多数执行器的控制，大大提高了其通用性；

(4)无线数据发送接收模块的通信工作频率选用433M/490M，免费ISM频段，该频段使用设备较少,干扰小，传输距离远；

(5)异步通信，可以满足数据采集与末端控制同步进行，减少操作误差。

附图说明

图1是本发明无线传输模拟量数据的装置的组成示意图；

图2是图1中的数据处理模块的组成示意图；

图3是本发明的装置的一种使用方式参考图；

图4是本发明的装置的另一种使用方式参考图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1，本发明的无线传输模拟量数据的装置包括：若干模拟信号输入端子、若干模拟信号输出端子、数模转换模块、数据处理模块以及无线数据发送接收模块，其中：

(1)模拟信号输入端子与末端传感器信号连接，模拟信号输入端子用来获取末端传感器采集到的数据，模拟信号输入端子包括：多路4-20mA信号输入端子和多路0-10V信号输入端子，该多路指大于等于3路；

(2)模拟信号输出端子与末端执行器信号连接，模拟信号输出端子用来向末端执行器传输控制指令，模拟信号输出端子包括：多路4-20mA信号输出端子和多路0-10V信号输出端子，该多路指大于等于3路；

(3)数模转换模块与模拟信号输入端子、模拟信号输出端子信号连接，数模转换模块用来将从模拟信号输入端子传输来的模拟信号编码转换成数字信号，以及将从数据处理模块传输来的数字信号编码转换成模拟信号；

(4)数据处理模块与数模转换模块信号连接，数据处理模块用来完成数字信号解析修正；

(5)无线数据发送接收模块与数据处理模块信号连接，无线数据发送接收模块用来向现场控制箱无线发送传感器采集到的数据(数字信号)，以及无线接收现场控制箱发送来的控制信号(数字信号)，无线数据发送接收模块的通信工作频率选用433M/490M，免费ISM频段，该频段使用设备较少,干扰小，传输距离远。

数模转换模块和数据处理模块是本发明的装置的重要组成部分，其中，数模转换模块用来完成数字信号与模拟信号编码转换，数据处理模块用来完成数字信号解析修正，二者共同保证了数据在无线传输过程中的完整性、准确性。

下面详细介绍数据处理模块的组成。

参照图2，数据处理模块包括以下子模块：数模信号校验过滤子模块、数模信号增益补偿子模块、数字信号编码解码子模块和数据计算子模块。

以上各子模块之间的工作关系为：

(1)数模转换模块将模拟信号转成数字信号后，首先数模信号校验过滤子模块对模拟信号进行滤波处理，然后数模信号增益补偿子模块对滤波处理后的数据进行增益补偿处理，接下来数据计算子模块对增益补偿处理后的数据进行计算，最后数字信号编码解码子模块对计算后的数据进行编码，编码后的数据由无线数据发送接收模块发送给现场控制箱；

(2)无线数据发送接收模块接收现场控制箱发送过来的数字信号后，首先数字信号编码解码子模块对数字信号进行解码，然后数模信号校验过滤子模块对数字信号进行校验过滤处理(超出或低于上下限设定值将不计算)，接下来数模信号增益补偿子模块对校验过滤处理后的数据进行增益补偿处理，最后数据计算子模块对增益补偿处理后的数据进行计算，计算后的数据传输给数模转换模块。

数据处理模块能够自动对模拟信号进行滤波处理、对数字信号进行校验处理，用户可以手动设定信号滤波次数、阀值、上下限等，并可根据现场实际应用设定增益补偿值。

可见，本发明的装置通过数据处理模块有效提高了信号的稳定性及被控端设备的工作精确度。

作为一种优选的方案，本发明的无线传输模拟量数据的装置还包括RS485通信模块。RS485通信模块与数据处理模块信号连接，具体与数据处理模块中的数据计算子模块、数字信号编码解码子模块两个子模块信号连接。数据处理模块对数模转换模块传输来的数字信号进行一系列处理后，数据传输到无线数据发送接收模块中，与此同时，数据还传输到RS485通信模块中；数据处理模块对无线数据发送接收模块传输来的数字信号进行一系列处理后，数据传输到数模转换模块中，或者传输到RS485通信模块中，再或者同时传输给数模转换模块和RS485通信模块。

在本发明中，增设的RS485通信模块可提高通信便捷性、通用性，增添工业标准通信端口，满足不同工况需求。

参照图1，本发明的无线传输模拟量数据的装置，其工作原理如下：

首先，将末端传感器与模拟信号输入端子信号连接，数模转换模块将从模拟信号输入端子传输来的模拟信号编码转换成数字信号，数字信号经数据处理模块处理后由无线数据发送接收模块发送给现场控制箱，完成数据采集和上传过程；

然后，无线数据发送接收模块接收现场控制箱发送过来的数字信号，数字信号经过数据处理模块处理后传输给数模转换模块，数模转换模块将数字信号编码转换成模拟信号，模拟信号由模拟信号输出端子输出给末端执行器，完成末端控制过程。

由于模拟信号输入端子包括：多路4-20mA信号输入端子和多路0-10V信号输入端子，模拟信号输出端子包括：多路4-20mA信号输出端子和多路0-10V信号输出端子，本发明的装置处理模拟信号包含了4-20mA和0-10V主流通信方式，所以本发明的装置可以满足多数传感器的数据采集和满足多数执行器的控制，大大提高了其通用性。

本发明的无线传输模拟量数据的装置，其有两种使用方式：收发一体式和收发分离式，下面分别进行介绍。

参照图3，收发一体式，即末端传感器和末端执行器连接到同一个无线传输模拟量数据的装置上，末端传感器信号采集上传工作与末端执行器下发指令工作交替执行。该种方式的特点是：(1)通讯点少、接线集中，对于挂载信号点少的工况较适合；(2)安装简单、装置利用率高。

参照图4，收发分离式，即末端传感器连接到一个无线传输模拟量数据的装置上，末端执行器连接到另一个无线传输模拟量数据的装置上，无线传输模拟量数据的装置同时处理收发数据工作，即传感器信号采集上发工作与执行器运行指令下发同时进行。该种方式的特点是：异步通信，可以满足数据采集与末端控制同步进行，减少操作误差。

由此可见，本发明的装置通过数模转换模块实现了无线传输模拟量数据，有效降低了施工难度，而且通过选用433M/490M的通信工作频率有效解决了信号干扰问题。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，包括：

若干模拟信号输入端子、若干模拟信号输出端子、数模转换模块、数据处理模块以及无线数据发送接收模块，所述无线数据发送接收模块的通信工作频率选用433M/490M，

末端传感器与模拟信号输入端子信号连接，数模转换模块将从模拟信号输入端子传输来的模拟信号编码转换成数字信号，数字信号经数据处理模块处理后由无线数据发送接收模块发送给现场控制箱，完成数据采集和上传过程；

无线数据发送接收模块接收现场控制箱发送过来的数字信号，数字信号经过数据处理模块处理后传输给数模转换模块，数模转换模块将数字信号编码转换成模拟信号，模拟信号由模拟信号输出端子输出给末端执行器，完成末端控制过程。

2.根据权利要求1所述的无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，所述数据处理模块包括以下子模块：

数模信号校验过滤子模块、数模信号增益补偿子模块、数字信号编码解码子模块和数据计算子模块，

数模转换模块将模拟信号转成数字信号后，首先数模信号校验过滤子模块对模拟信号进行滤波处理，然后数模信号增益补偿子模块对滤波处理后的数据进行增益补偿处理，接下来数据计算子模块对增益补偿处理后的数据进行计算，最后数字信号编码解码子模块对计算后的数据进行编码，编码后的数据由无线数据发送接收模块发送给现场控制箱；

无线数据发送接收模块接收现场控制箱发送过来的数字信号后，首先数字信号编码解码子模块对数字信号进行解码，然后数模信号校验过滤子模块对数字信号进行校验过滤处理，接下来数模信号增益补偿子模块对校验过滤处理后的数据进行增益补偿处理，最后数据计算子模块对增益补偿处理后的数据进行计算，计算后的数据传输给数模转换模块。

3.根据权利要求2所述的无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，还包括：RS485通信模块，所述RS485通信模块与数据处理模块中的数据计算子模块、数字信号编码解码子模块信号连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，所述模拟信号输入端子包括：多路4-20mA信号输入端子和多路0-10V信号输入端子，所述多路为大于等于3路。

5.根据权利要求4所述的无线传输模拟量数据的装置，其特征在于，所述模拟信号输出端子包括：多路4-20mA信号输出端子和多路0-10V信号输出端子，所述多路为大于等于3路。