CN201170922Y - 嵌入式无线通讯模块 - Google Patents
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Abstract
一种嵌入式无线通讯模块,用于嵌入在常规电动仪表内,能实现站内在线仪表的无线数据通讯。特征是:模块采用智能微处理器采集、处理仪表信号,通过微功耗无线收发模块将信号发射。微处理器及通讯模块体积很小,能嵌入到普通仪表壳内,使常规电动仪表无线化。效果是:本实用新型不需要任何外接线及电缆,平常静态电流极小,上位机发送取数指令时能在很短时间内完成采集、处理及无线传输,然后恢复静态休眠。能降低安装、施工费用,免除现场接线调试,免除仪表电缆的敷设施,维护量小。能将信号传输到站内仪表间或监控室任何地点。适合新建的井站,对于电缆老化的老井、站改造也能适用。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田生产自动化仪表信号传输技术领域,特别涉及一种在常规仪表内嵌入的无线通讯模块。
背景技术
油田开采、集输及储运的井、站、油库使用着大量的仪器仪表,如压力、温度、液位、流量等参数,目前采用的均为有线制仪表,即仪表的电源、信号使用电缆传输方式与控制室相连接。电缆敷设方式多用电缆沟埋地或电缆桥架架空,当站属仪表数量很多时,电缆走向设计、工程施工、电缆、桥架电缆沟、现场调试、防爆安全等产生许多问题,施工费用也很高,同时雷电、鼠害、地下水都容易损坏信号电缆,系统需要随时维护保养,工作量很大。
实用新型内容
本实用新型的目的是:提供一种嵌入式无线通讯模块,实现油田开采、集输及储运的井、站、油库仪表无线数据通讯,并实现一种模块测试多种参数的目的。替代常规电动仪表的电源、信号连接线,免除电缆的施工工作,节省成本。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的,一种嵌入式无线通讯模块,由微处理器、微功耗无线收发模块及仪表电池成。其特征在于:微处理器由单片机、模拟量输入单元、数字量输入单元、电源发生单元、选频单元及复位单元构成,微处理器通过导线和无线收发模块连接。
(1)微处理器由单片机U1、晶体震荡器JZ、电源管理芯片U2、滤波电容C1、通过导线相连接组成,晶体震荡器JZ的两脚分别与单片机U1的脚8、9相连接,滤波电容C1一端与电源地连接,另一端与单片机U1的脚7连接,电源管理芯片U2的脚4、1与单片机U1的脚49、58连接。
(2)模拟量输入单元由取样电阻R1构成,仪表的信号的负端连接取样电阻R1同时接弹片机U1的脚4,取样电阻R1的另一端接电源地。
(3)数字量输入可直接连接单片机U1的脚16。
(4)电源发生单元由电源芯片U3、电感L1、电阻R2、R3电容C2、C3、C4通过导线连接组成,能将仪表电池电压变换成电动仪表所需的24V电源,单片机U1的脚48连接电源芯片U3的脚1,控制24V电源变换,24V输出连接仪表的正端。
(5)选频单元由八位波动开关组成,各波动开关中点连接单片机40-47脚,上侧连接电源,下侧连接地,通过对电源或地的组合连接可以选择128个不同的频点。
(6)单片机的脚28、29、30、31、36、37、38、39分别与无线收发模块U4的脚16、14、11、13、12、4、6、3脚连接,控制信号的收发传输。
(7)单片机的1、64脚连接仪表电池的正端,单片机的62、63脚连接仪表电池的负端。
本实用新型的有益效果:
(1)可以取消常规电动仪表的电源、信号连接线,免除电缆的施工工作,节省成本,实现了一种模块测试多种参数的目的。本实用新型中可以模拟量输入比如压力、温度、液位,也可以数字量输入比如脉冲计数流量、状态量、报警量。另外还可以利用单片机U1的32、33、34、35脚构成两个标准串行通讯接口,与相应仪表的串口连接,直接读取仪表的参数。
(2)由于设计了微功耗无线收发模块,因此可以方便的将数据随时传输到上位手操器或计算机中,安装、布局十分灵活方便。
(3)模拟量设计了连续采集功能,可以得到连续变化的曲线,对于具有周期性、变化较快的信号分析提供了方便的手段。
本发明的智能通讯模块可以嵌入在常规电动仪表内,能够实现站内在线仪表的无线数据通讯,免除仪表电缆的敷设施工及维护。模块采用智能微处理器采集、处理仪表信号,然后通过微功耗(小于10毫瓦,不受无委会管制)无线收发模块将信号发射出去。微处理器及通讯模块集成微半个火柴盒大小,一节5#大小的仪表电池,可以嵌入到一般的仪表壳内,使得常规电动仪表无线化。本发明使得仪表不需要任何外接线及电缆,平常静态电流极小(5μA),上位机发送取数指令时可以在10mS内完成采集、处理及无线传输,然后恢复静态休眠。本发明的应用可以明显降低安装、施工费用,免除现场接线调试,维护量也很低,而且无线传输方式可以将信号传输到站内任何地点,不局限于仪表间或监控室。该方法对于新建的井站特别适合,对于电缆老化的老井、站改造也实用。
附图说明
图1是本实用新型嵌入式无线通讯模块的电路原理图。
图2是将嵌入式无线通讯模块嵌入传感器示意图。
具体实施方式
实施例1:参阅图1。本实用新型嵌入式无线通讯模块,由微处理器、无线收发单元及仪表电池构成。微处理器由单片机、模拟量输入单元、数字量输入单元、电源发生单元、选频单元及复位单元构成,微处理器通过导线和无线收发模块及电池相连接。
微处理器由单片机U1采用型号是MSP430F149/QFP64封装,晶体震荡器JZ型号是32.768kHz,电源管理芯片U2的型号是MAX604/SO8,还有滤波电容C1采用型号是104pF/0805封装,通过导线相互连接。晶体震荡器JZ的两脚分别与单片机U1的脚8、9相连接,滤波电容C1一端与电源地连接,另一端与单片机U1的脚7连接,电源管理芯片U2的脚4、1与单片机U1的脚49、58连接。
模拟量输入单元采用取样电阻R1型号为125Ω/RJ23,仪表的信号的负端连接取样电阻R1同时接单片机U1的脚4,取样电阻R1的另一端接电源地。
数字量输入可直接连接单片机U1的脚16。
电源发生单元由电源芯片U3采用型号为MAX629/SO8,电感L1采用型号47Uh/0603,电阻R2型号30k/0805,电阻R3型号是510k/0805,电容C2的型号104pF/0805,电容C3型号151pF/0805,电容C4型号10uF/0805,采用导线连接成,并通过仪表电池电压产生通用电动仪表所需的24V电源,单片机U1的脚48连接电源芯片U3的脚1,控制24V电源发生,24V输出连接仪表的正端。
选频单元由八位波动开关组成,中点连接单片机40-47脚,上侧连接电源,下侧连接地,通过对电源或地的组合连接可以选择128个不同的频点。
单片机的脚28、29、30、31、36、37、38、39分别与无线收发模块U4(型号:CRM905)的脚16、14、11、13、12、4、6、3脚连接,控制信号的收发传输。
单片机的1、64脚连接仪表电池的正端,单片机的62、63脚连接仪表电池的负端。
简述在压力传感器内安装嵌入式无线通讯模块的过程。参阅图2:首先将通用压力传感器1a的后盖4a旋开,将本实用新型嵌入式无线通讯模块2a及电池3a嵌入到里边,将24V输出接到压力传感器端子5a正极,将模拟量输入接到传感器端子5a负极,将本实用新型的柔性收发天线通过传感器接线孔6a伸出去,紧好盘根防止漏水,最后将后盖4a旋紧。
此时嵌入本实用新型的压力传感器就可以正常工作了,平时处于静态休眠,当上位机通过无线模块发取数指令时传感器被激活,开始采样、处理然后通过无线模块将压力数值传输给上位机,随即进入休眠状态。
Claims (1)
1、一种嵌入式无线通讯模块,主要由微处理器、微功耗无线收发模块及仪表电池组成,其特征是:微处理器由单片机、模拟量输入单元、数字量输入单元、电源发生单元、选频单元及复位单元构成,微处理器通过导线和无线收发模块连接;
微处理器由单片机U1、晶体震荡器JZ、电源管理芯片U2、滤波电容C1、通过导线相连接组成,晶体震荡器JZ的两脚分别与单片机U1的脚8、9相连接,滤波电容C1一端与电源地连接,另一端与单片机U1的脚7连接,电源管理芯片U2的脚4、1与单片机U1的脚49、58连接;
模拟量输入单元由取样电阻R1构成,仪表的信号的负端连接取样电阻R1同时接弹片机U1的脚4,取样电阻R1的另一端接电源地;
数字量输入可直接连接单片机U1的脚16;
电源发生单元由电源芯片U3、电感L1、电阻R2、R3电容C2、C3、C4通过导线连接组成,将仪表电池电压变换成电动仪表所需的24V电源,单片机U1的脚48连接电源芯片U3的脚1,控制24V电源变换,24V输出连接仪表的正端;
选频单元由八位波动开关组成,各波动开关中点连接单片机40-47脚,上侧连接电源,下侧连接地,通过对电源或地的组合连接可以选择128个不同的频点;
单片机的脚28、29、30、31、36、37、38、39分别与无线收发模块U4的脚16、14、11、13、12、4、6、3脚连接,控制信号的收发传输;
单片机的1、64脚连接仪表电池的正端,单片机的62、63脚连接仪表电池的负端。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNU2007201907219U CN201170922Y (zh) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 嵌入式无线通讯模块 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CNU2007201907219U CN201170922Y (zh) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 嵌入式无线通讯模块 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN201170922Y true CN201170922Y (zh) | 2008-12-24 |
Family
ID=40209974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNU2007201907219U Expired - Lifetime CN201170922Y (zh) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 嵌入式无线通讯模块 |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN (1) | CN201170922Y (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103606257A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-02-26 | 韶山恒旺电气有限公司 | 一种无线急停控制电路 |
-
2007
- 2007-12-12 CN CNU2007201907219U patent/CN201170922Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103606257A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-02-26 | 韶山恒旺电气有限公司 | 一种无线急停控制电路 |
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