CN107798842A - 一种电流信号远程无线传输方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电流信号远程无线传输方法，其中，所述方法包括：将仪表输出的电流信号输入至信号发射端，其中信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、单片机以及信号发射模块；I/V转换器将输入的电流信号转换为电压信号并发送至AD转换器；AD转换器将电压信号转换为数字信号并发送至单片机；单片机对数字信号进行处理并将处理后的信号发送至信号发射模块；由信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上。本发明提供的技术方案可以将传统的需要用有线传输的4～20mA信号通过GPRS/WIFI等无线网络来进行传输，具有覆盖范围广、施工简单、传输可靠、维护量小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及工控仪表领域，尤其涉及一种电流信号远程无线传输方法及其系统。
背景技术
工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，这些都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。当前，工业上最广泛采用的是用4～20mA电流来传输模拟量，具有抗干扰能力强、传输距离相对较远的优点。
4～20mA电流信号可以直接与DCS、PLC等传统数据采集系统相连接，具有应用广泛、成熟可靠、使用简单的优点，但是它们不能直接应用于目前发展较快的新型现场总线控制系统，不符合仪表数字化网络化的发展趋势。另外，在一些应用中，如矿山监测系统等，由于需要监测的点在地理位置上分布很广，并且地理条件复杂，若利用传统的有线电缆进行传输，则存在着覆盖范围小、传输方式单一、施工困难、维护量大的缺点，当传输距离过远、中继站过多时，还会导致通信不可靠等诸多问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电流信号远程无线传输方法及其系统，旨在解决现有技术中利用有线电缆进行传输存在覆盖范围小、传输方式单一、施工复杂困难、维护量大的缺陷。
本发明提出一种电流信号远程无线传输方法，其中，所述方法包括：
将仪表输出的电流信号输入至信号发射端，其中所述信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、单片机以及信号发射模块；
所述I/V转换器将输入的所述电流信号转换为电压信号并发送至所述AD转换器；
所述AD转换器将所述电压信号转换为数字信号并发送至所述单片机；
所述单片机对所述数字信号进行处理并将处理后的信号发送至所述信号发射模块；
由所述信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上。
优选的，所述仪表输出的电流信号包括多路电流信号，所述I/V转换器的数量也包括多个，且输出的一路电流信号对应输入至一个I/V转换器。
优选的，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号发射模块包括GPRS模块或WIFI模块。
另一方面，本发明还提供一种电流信号远程无线传输方法，其中，所述方法包括：
利用信号接收端从广域以太网接收数据，其中，所述信号接收端包括顺序相连的信号接收模块、单片机、DA转换器以及V/I转换器；
所述信号接收模块将从所述广域以太网接收到的数据发送至所述单片机；
所述单片机对所述数据进行处理并将处理后的数据发送至所述DA转换器；
所述DA转换器将所接收到处理后的数据转换为电压信号并发送至所述V/I转换器；
所述V/I转换器将所述电压信号转换为电流信号并输出至后续的显示控制装置。
优选的，所述V/I转换器的数量包括多个，所述DA转换器所输出的电压信号分别输入至每一个V/I转换器中，经过V/I转换器的转换后，所述每一个V/I转换器均输出一路电流信号。
优选的，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号接收模块包括GPRS模块、WIFI模块或者以太网模块。
又一方面，本发明还提供一种电流信号远程无线传输方法，其中，所述方法包括：
将仪表输出的电流信号输入至信号发射端，其中所述信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、第一单片机以及信号发射模块；
所述I/V转换器将输入的所述电流信号转换为电压信号并发送至所述AD转换器；
所述AD转换器将所述电压信号转换为数字信号并发送至所述第一单片机；
所述第一单片机对所述数字信号进行处理并将处理后的信号发送至所述信号发射模块；
由所述信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上；
利用信号接收端从所述广域以太网接收数据，其中，所述信号接收端包括顺序相连的信号接收模块、第二单片机、DA转换器以及V/I转换器；
所述信号接收模块将从所述广域以太网接收到的数据发送至所述第二单片机；
所述第二单片机对所述数据进行处理并将处理后的数据发送至所述DA转换器；
所述DA转换器将所接收到处理后的数据转换为电压信号并发送至所述V/I转换器；
所述V/I转换器将所述电压信号转换为电流信号并输出至后续的显示控制装置。
优选的，所述仪表输出的电流信号包括多路电流信号，所述I/V转换器的数量也包括多个，且输出的一路电流信号对应输入至一个I/V转换器。
优选的，所述V/I转换器的数量包括多个，所述DA转换器所输出的电压信号分别输入至每一个V/I转换器中，经过V/I转换器的转换后，所述每一个V/I转换器均输出一路电流信号。
优选的，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号发射模块包括GPRS模块或WIFI模块，所述信号接收模块包括GPRS模块、WIFI模块或者以太网模块。
再一方面，本发明还提供一种电流信号远程无线传输系统，其中，所述系统包括信号发射端和信号接收端，所述信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、第一单片机以及信号发射模块，所述信号接收端包括顺序相连的信号接收模块、第二单片机、DA转换器以及V/I转换器，其中，
所述I/V转换器将输入的电流信号转换为电压信号并发送至所述AD转换器；
所述AD转换器将所述电压信号转换为数字信号并发送至所述第一单片机；
所述第一单片机对所述数字信号进行处理并将处理后的信号发送至所述信号发射模块；
由所述信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上；
所述信号接收模块将从所述广域以太网接收到的数据发送至所述第二单片机；
所述第二单片机对所述数据进行处理并将处理后的数据发送至所述DA转换器；
所述DA转换器将所接收到处理后的数据转换为电压信号并发送至所述V/I转换器；
所述V/I转换器将所述电压信号转换为电流信号并输出至后续的显示控制装置。
优选的，所述电流信号包括多路电流信号，所述I/V转换器的数量也包括多个，且一路电流信号对应输入至一个I/V转换器。
优选的，所述V/I转换器的数量包括多个，所述DA转换器所输出的电压信号分别输入至每一个V/I转换器中，经过V/I转换器的转换后，所述每一个V/I转换器均输出一路电流信号。
优选的，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号发射模块包括GPRS模块或WIFI模块，所述信号接收模块包括GPRS模块、WIFI模块或者以太网模块。
本发明提供的技术方案将传统的需要用有线传输的4～20mA信号通过GPRS/WIFI等无线网络来进行传输，具有覆盖范围广、施工简单、传输可靠、维护量小的优点。
附图说明
图1为本发明一实施方式中信号发射端对电流信号进行远程无线传输的方法流程图；
图2为本发明一实施方式中信号接收端对电流信号进行远程无线传输的方法流程图；
图3为本发明一实施方式中对电流信号进行远程无线传输的方法流程图；
图4为本发明一实施方式中电流信号远程无线传输系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下将对本发明所提供的一种电流信号远程无线传输方法进行详细说明。
请参阅图1，为本发明一实施方式中信号发射端对电流信号进行远程无线传输的方法流程图。
在步骤S11中，将仪表输出的电流信号输入至信号发射端，其中所述信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、单片机以及信号发射模块。
在本实施方式中，所述仪表输出的电流信号包括多路电流信号，所述I/V转换器的数量也包括多个，且输出的一路电流信号对应输入至一个I/V转换器。在本实施方式中，所述电流信号为4～20mA电流信号，每一路4～20mA电流信号从仪表输出后，分别对应输入至一个I/V转换器。
在步骤S12中，所述I/V转换器将输入的所述电流信号转换为电压信号并发送至所述AD转换器。
在步骤S13中，所述AD转换器将所述电压信号转换为数字信号并发送至所述单片机。
在步骤S14中，所述单片机对所述数字信号进行处理并将处理后的信号发送至所述信号发射模块。
在步骤S15中，由所述信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上。
在本实施方式中，所述信号发射模块包括GPRS模块或WIFI模块。
请参阅图2，为本发明一实施方式中信号接收端对电流信号进行远程无线传输的方法流程图。
在步骤S21中，利用信号接收端从广域以太网接收数据，其中，所述信号接收端包括顺序相连的信号接收模块、单片机、DA转换器以及V/I转换器。
在本实施方式中，信号接收端通过广域以太网与图1中的信号发射端进行通信，这种利用广域以太网的方式进行通信连接可以使得覆盖范围变得很广。
在步骤S22中，所述信号接收模块将从所述广域以太网接收到的数据发送至所述单片机。
在步骤S23中，所述单片机对所述数据进行处理并将处理后的数据发送至所述DA转换器。
在步骤S24中，所述DA转换器将所接收到处理后的数据转换为电压信号并发送至所述V/I转换器。
在步骤S25中，所述V/I转换器将所述电压信号转换为电流信号并输出至后续的显示控制装置。
在本实施方式中，所述V/I转换器的数量包括多个，所述DA转换器所输出的电压信号分别输入至每一个V/I转换器中，经过V/I转换器的转换后，所述每一个V/I转换器均输出一路电流信号。在本实施方式中，后续的显示控制装置为接收模拟量电流信号的显示装置和控制装置，这些均与信号接收端通信连接。
在本实施方式中，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号接收模块包括GPRS模块、WIFI模块或者以太网模块。
请参阅图3，为本发明一实施方式中对电流信号进行远程无线传输的方法流程图。
在本实施方式中，该方法应用于由信号发射端、广域以太网、信号接收端所组成的系统中。
在步骤S30中，将仪表输出的电流信号输入至信号发射端，其中所述信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、第一单片机以及信号发射模块。
在本实施方式中，所述仪表输出的电流信号包括多路电流信号，所述I/V转换器的数量也包括多个，且输出的一路电流信号对应输入至一个I/V转换器。
在步骤S31中，所述I/V转换器将输入的所述电流信号转换为电压信号并发送至所述AD转换器。
在步骤S32中，所述AD转换器将所述电压信号转换为数字信号并发送至所述第一单片机。
在步骤S33中，所述第一单片机对所述数字信号进行处理并将处理后的信号发送至所述信号发射模块。
在步骤S34中，由所述信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上。
在步骤S35中，利用信号接收端从所述广域以太网接收数据，其中，所述信号接收端包括顺序相连的信号接收模块、第二单片机、DA转换器以及V/I转换器。
在步骤S36中，所述信号接收模块将从所述广域以太网接收到的数据发送至所述第二单片机。
在步骤S37中，所述第二单片机对所述数据进行处理并将处理后的数据发送至所述DA转换器。
在步骤S38中，所述DA转换器将所接收到处理后的数据转换为电压信号并发送至所述V/I转换器。
在步骤S39中，所述V/I转换器将所述电压信号转换为电流信号并输出至后续的显示控制装置。
在本实施方式中，所述V/I转换器的数量包括多个，所述DA转换器所输出的电压信号分别输入至每一个V/I转换器中，经过V/I转换器的转换后，所述每一个V/I转换器均输出一路电流信号。
在本实施方式中，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号发射模块包括GPRS模块或WIFI模块，所述信号接收模块包括GPRS模块、WIFI模块或者以太网模块。在本实施方式中，后续的显示控制装置为接收模拟量电流信号的显示装置和控制装置，这些均与信号接收端通信连接。
本发明提供的一种电流信号远程无线传输方法，将传统的需要用有线传输的4～20mA信号通过GPRS/WIFI等无线网络来进行传输，具有覆盖范围广、施工简单、传输可靠、维护量小的优点。
请参阅图4，为本发明一实施方式中电流信号远程无线传输系统的结构示意图。
在本实施方式中，所述系统包括信号发射端和信号接收端，其中，信号发射端和信号接收端之间通过广域以太网进行通信连接，所述信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、第一单片机以及信号发射模块，所述信号接收端包括顺序相连的信号接收模块、第二单片机、DA转换器以及V/I转换器，其中，
所述I/V转换器将输入的电流信号转换为电压信号并发送至所述AD转换器；
所述AD转换器将所述电压信号转换为数字信号并发送至所述第一单片机；
所述第一单片机对所述数字信号进行处理并将处理后的信号发送至所述信号发射模块；
由所述信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上；
所述信号接收模块将从所述广域以太网接收到的数据发送至所述第二单片机；
所述第二单片机对所述数据进行处理并将处理后的数据发送至所述DA转换器；
所述DA转换器将所接收到处理后的数据转换为电压信号并发送至所述V/I转换器；
所述V/I转换器将所述电压信号转换为电流信号并输出至后续的显示控制装置。
在本实施方式中，所述电流信号包括多路电流信号，所述I/V转换器的数量也包括多个，且一路电流信号对应输入至一个I/V转换器。
在本实施方式中，所述V/I转换器的数量包括多个，所述DA转换器所输出的电压信号分别输入至每一个V/I转换器中，经过V/I转换器的转换后，所述每一个V/I转换器均输出一路电流信号。
在本实施方式中，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号发射模块包括GPRS模块或WIFI模块，所述信号接收模块包括GPRS模块、WIFI模块或者以太网模块。
在本实施方式中，信号发射端和信号接收端所选用的传输方式不同，则广域以太网中的网络设备则不同，举例来说；
例如，如果信号发射模块为GPRS模块，信号接收模块为以太网模块时，信号接收端可以自身开启服务器端口，信号发射模块与信号接收模块采用TCP方式连接，此时，信号发射端为客户端，信号接收端是服务器端，广域以太网中的网络设备包括基站、GPRS服务器以及Internet网中的其它设备，信号发射端中的GPRS模块发出无线信号，通过基站接收该无线信号之后传输至GPRS服务器进行处理，并将处理后的数据在Internet网中进行传输，信号接收端中的以太网模块从Internet网中接收相应的处理后的数据；
又例如，如果信号发射模块和信号接收模块均为GPRS模块时，在广域以太网中需要架设一台中间服务器，信号发射端和信号接收端都作为客户端连接到中间服务器，信号发射端所转换的4～20mA电流信号发送给中间服务器之后，由中间服务器再转发给信号接收端，从而完成信号传输，其中，广域以太网中的网络设备包括发射端基站、发射端GPRS服务器、Internet网中的其它设备、中间服务器、接收端GPRS服务器、接收端基站等；
又例如，如果信号发射模块为WIFI模块，信号接收模块为GPRS模块时，信号发射端还需要一台路由器连接到广域以太网中，在广域以太网中也需要架设一台中间服务器，信号发射端和信号接收端都作为客户端连接到中间服务器，其中，广域以太网中的网络设备包括发射端路由器、Internet网中的其它设备、中间服务器、接收端GPRS服务器、接收端基站等；
又例如，如果信号发射模块和信号接收模块均为WIFI模块时，在广域以太网中也需要架设一台中间服务器，信号发射端还需要一台路由器连接到广域以太网中，信号发射端和信号接收端都作为客户端连接到中间服务器，其中，广域以太网中的网络设备包括发射端路由器、Internet网中的其它设备、中间服务器、接收端路由器等；
本发明提供的一种电流信号远程无线传输系统，将传统的需要用有线传输的4～20mA信号通过GPRS/WIFI等无线网络来进行传输，具有覆盖范围广、施工简单、传输可靠、维护量小的优点。
值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述方法包括：
将仪表输出的电流信号输入至信号发射端，其中所述信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、单片机以及信号发射模块；
所述I/V转换器将输入的所述电流信号转换为电压信号并发送至所述AD转换器；
所述AD转换器将所述电压信号转换为数字信号并发送至所述单片机；
所述单片机对所述数字信号进行处理并将处理后的信号发送至所述信号发射模块；
由所述信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上。
2.如权利要求1所述的电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述仪表输出的电流信号包括多路电流信号，所述I/V转换器的数量也包括多个，且输出的一路电流信号对应输入至一个I/V转换器。
3.如权利要求1所述的电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号发射模块包括GPRS模块或WIFI模块。
4.一种电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述方法包括：
利用信号接收端从广域以太网接收数据，其中，所述信号接收端包括顺序相连的信号接收模块、单片机、DA转换器以及V/I转换器；
所述信号接收模块将从所述广域以太网接收到的数据发送至所述单片机；
所述单片机对所述数据进行处理并将处理后的数据发送至所述DA转换器；
所述DA转换器将所接收到处理后的数据转换为电压信号并发送至所述V/I转换器；
所述V/I转换器将所述电压信号转换为电流信号并输出至后续的显示控制装置。
5.如权利要求4所述的电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述V/I转换器的数量包括多个，所述DA转换器所输出的电压信号分别输入至每一个V/I转换器中，经过V/I转换器的转换后，所述每一个V/I转换器均输出一路电流信号。
6.如权利要求4所述的电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号接收模块包括GPRS模块、WIFI模块或者以太网模块。
7.一种电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述方法包括：
将仪表输出的电流信号输入至信号发射端，其中所述信号发射端包括顺序相连的I/V转换器、AD转换器、第一单片机以及信号发射模块；
所述I/V转换器将输入的所述电流信号转换为电压信号并发送至所述AD转换器；
所述AD转换器将所述电压信号转换为数字信号并发送至所述第一单片机；
所述第一单片机对所述数字信号进行处理并将处理后的信号发送至所述信号发射模块；
由所述信号发射模块进行发射并传输到广域以太网上；
利用信号接收端从所述广域以太网接收数据，其中，所述信号接收端包括顺序相连的信号接收模块、第二单片机、DA转换器以及V/I转换器；
所述信号接收模块将从所述广域以太网接收到的数据发送至所述第二单片机；
所述第二单片机对所述数据进行处理并将处理后的数据发送至所述DA转换器；
所述DA转换器将所接收到处理后的数据转换为电压信号并发送至所述V/I转换器；
所述V/I转换器将所述电压信号转换为电流信号并输出至后续的显示控制装置。
8.如权利要求7所述的电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述仪表输出的电流信号包括多路电流信号，所述I/V转换器的数量也包括多个，且输出的一路电流信号对应输入至一个I/V转换器。
9.如权利要求7所述的电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述V/I转换器的数量包括多个，所述DA转换器所输出的电压信号分别输入至每一个V/I转换器中，经过V/I转换器的转换后，所述每一个V/I转换器均输出一路电流信号。
10.如权利要求7所述的电流信号远程无线传输方法，其特征在于，所述电流信号为4～20mA电流信号，所述信号发射模块包括GPRS模块或WIFI模块，所述信号接收模块包括GPRS模块、WIFI模块或者以太网模块。
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2017
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180313 |