CN204255533U - 一种结合无线与有线传输的数字压力表 - Google Patents
一种结合无线与有线传输的数字压力表 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204255533U CN204255533U CN201420769725.2U CN201420769725U CN204255533U CN 204255533 U CN204255533 U CN 204255533U CN 201420769725 U CN201420769725 U CN 201420769725U CN 204255533 U CN204255533 U CN 204255533U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wireless
- cpu module
- transmission
- module
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本实用新型涉及一种结合无线与有线传输的数字压力表，CPU模块，用于对系统各个模块进行协调控制，并且选择通过无线和/或有线的方式传输压力数据；压力数据采集模块连接CPU模块，将压力数据输入到CPU模块，用于对压力数据进行采集；无线传输模块连接CPU模块，接收CPU模块发送的无线信号，进行无线通信；有线传输模块连接CPU模块，接收CPU模块发出的有线信号，进行有线通信。本实用新型所述数字压力表，将WIA-PA无线传输方式与4～20mA有线传输方式相结合，通过按键随意设置数字压力表的传输模式，可以单一方式传输，也可以两种方式共存，有效解决了无线传输与有线传输在工程现场单独使用的弊端，同时为用户节约了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及数字压力采集领域，具体地说是一种结合无线与有线传输的数字压力表。
背景技术
随着物联网技术的发展，数字压力表采集设备的应用现场出现了很多新的需求。总的趋势是无线数字压力表逐渐取代有线数字压力表。
无线之于有线的优势是安装简单、无需布线。从工程实施的难易程度考虑，无线方式容易操作，只要设备安装完成，数据就能够自动上传到网络。而有线方式除了需要安装设备外，还需要挖沟、埋管、穿线、调试。工程实施复杂，周期漫长，材料浪费严重。
有线之于无线的优点是数据传输可靠，稳定性好。有线数字压力表不用频繁更换电池，一次施工，长期使用。同时，数据传输不受环境和天气变化的影响，能够实时准确的传输信息。如：ZigBee、WIA-PA等2.4GHz的无线信号容易受到WLAN信号的干扰，造成通信中断或阻塞。下雨、下雪天，无线信号传输成功率容易下降，雾霾、粉尘、金属障碍物等，都对无线通信有一定的影响。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种无线和有线传输方式共存或可选的数字压力表。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种结合无线与有线传输的数字压力表，CPU模块，用于对系统各个模块进行协调控制，并且选择通过无线和/或有线的方式传输压力数据；压力数据采集模块连接CPU模块，将压力数据输入到CPU模块，用于对压力数据进行采集；无线传输模块连接CPU模块，接收CPU模块发送的无线信号，进行无线通信；有线传输模块连接CPU模块，接收CPU模块发出的有线信号，进行有线通信。
所述压力数据采集模块包括精密基准压力电路连接CPU模块、传感器供电电路、压力传感器和运算放大器；
所述精密基准电压电路连接CPU模块，为CPU模块提供高精度电压基准，另一端连接传感器供电单元，为传感器供电单元提供电压基准；精密基准电压电路还连接运算放大器，为运算放大器供电；
所述传感器供电单元另一端连接压力传感器，为压力传感器供电；
所述运算放大器一端连接压力传感器，采集压力传感器的信号，进行放大处理；另一端连接CPU，将放大后的信号输入到CPU模块。
所述无线传输模块包括无线传输电路单元和无线通信模块供电单元；
所述无线传输电路单元连接CPU模块，进行无线通信；
所述无线通信模块供电单元连接无线传输电路单元，为无线传输电路单元供电。
还包括液晶显示模块连接CPU模块，接收CPU模块的输出信号，进行液晶显示。
还包括系统供电模块连接各个模块，对有线传输方式或无线传输方式供电。
还包括按键接口模块连接CPU模块，以中断的方式进行信息输入，用于切换无线传输方式和有线传输方式。
本实用新型具有以下有益效果及优点：
1.用户在具体的现场，可以根据现场环境具体选择应用方式，只需要进行简单的设置，即可使所选功能生效。
2.在需要改造的现场，也无需再购买新的数字压力表，节省成本。
附图说明
图1是本实用新型的模块结构图；
图2是本实用新型的系统供电模块结构图；
图3是本实用新型的精密基准电压电路图；
图4是本实用新型的传感器供电单元结构图；
图5是本实用新型的运算放大单元结构图；
图6是本实用新型的无线通信模块供电单元结构图；
图7是本实用新型的无线传输电路单元结构图；
图8是本实用新型的有线传输模块结构图；
图9是本实用新型的液晶显示模块结构图；
图10是本实用新型的按键接口模块结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
本实用新型实现WIA-PA无线传输方式与4～20mA有线传输方式同时应用到一台数字压力表当中，现场具体采用哪种传输方式可通过按键进行选择。
如图1所示是本实用新型的模块结构图；系统所有功能通过CPU来协调控制。CPU间隔(可设置)控制传感器上电，延时5ms后进行压力数据采集。采集到的压力数据通过液晶显示模块本地显示。按键可以设置采集间隔、显示方式、传输方式、网络参数等信息。CPU根据按键预先设置的传输方式，选择是通过WIA-PA无线方式传输压力数据，或者是通过4～20mA的有线方式传输压力数据。
图2所示是本实用新型的系统供电模块结构图；数字压力表电源可采用两种不同的方式供电，无线传输方式通常使用3.6V的电池模块，有线传输方式通常使用外部供电，两种供电方式只能够采用一种(只有一个接口J1)。系统供电模块输入电压为1.8～5.5VDC，输出电压为3.3VDC。
电源电路核心器件为TPS63000，该芯片为低功耗、宽输入、可调输出的开关电源芯片。输入电压范围为1.8～5.5VDC，可适应电池电压从3.6V至2.0V的逐渐下降的工作过程，而输出一直稳定在3.3V。同时，有线供电电源可选择标准5V输入，实现一种电源电路，两种不同输入方式的功能。
图3所示是本实用新型的精密基准电压电路图；精密基准电路单元主要为CPU内部A/D转换电路提供高精度电压基准，为传感器供电单元提供电压基准，为运算放大单元提供优质电源。
Q1控制压力数据采集模块供电，其为CMOS开关芯片，自身具有很低功耗(几个uA)，同时，在间隔采集的间隔期内，控制压力数据采集模块断电，有效降低系统电源的消耗。
U3和U4为精密基准电压芯片，分别可稳定输出1.2V和3.0V精密电压。在系统电源波动的情况下，其输出波动很小，可达到0.2％的精度。同时，能够在温度变化的情况下保持稳定输出，温飘可控制在75ppm以内。
1.2V电压基准除了供单片机内部A/D转换电路使用外，还为传感器供电单元电路提供电压参考。3.0V电压基准为压力数据采集模块中的所有芯片供电，保证压力采集相关电路在任何情况下均能稳定工作。
图4所示是本实用新型的传感器供电单元结构图；该电路中使用运算放大器，将电压转换为电流源，其计算公式为：I＝V/R，其中V为运算放大器同相输入端(第3管脚：IN+)电压值，R为R9阻值。经过R5、R6与R7、R8的分压，可得到电压V的值，从而计算得到电流I为0.48mA，为传感器供电。
图5所示是本实用新型的运算放大单元结构图；其中的运算放大器为TI公司产品，属仪表类运算放大器系列，内部集成3片运算放大器。仪表运算放大器内部为对称设计结构，可有效减小同相、反相输入端的差模干扰。信号放大的放大倍数，通过调节R12的大小即可获得。其计算公式为：G＝1+(100K/R)，其中R即为R12的阻值大小。其对应的电阻选择如下表1所示：
| 放大倍数 | 理论电阻 | 选择电阻 |
| 1 | NC | NC |
| 2 | 100k | 100k |
| 5 | 25k | 24.9k |
| 10 | 11.1k | 11k |
| 20 | 5.26k | 5.23k |
| 50 | 2.04k | 2.05k |
| 100 | 1.01k | 1k |
| 200 | 502.5 | 499 |
| 500 | 200.4 | 200 |
| 1000 | 100.1 | 100 |
表1
图6所示是本实用新型的无线通信模块供电单元结构图；由于无线通信模块属于射频类电路，对电源中的纹波较为敏感，开关电源芯片输出的3.3V电源串入了其开关频率，导致无线通信模块的EVM指标恶化。所以采用LDO型的TPS79930进行二次转换，该电路输入3.3V，输出3.0V，前后端压降只要不小于100mV，即可保证3.0V的稳定输出，有效改善EVM。
图7所示是本实用新型的无线传输电路单元结构图；无线通信模块通信标准符合WIA-PA标准，与CPU通过UART口相连接，接口电平为TTL信号。其中，RS2为干簧管，具有磁铁触发闭合功能，在使用手操器与数字压力表进行无线操作时起作用。不使用该功能时，端口接地，可有效降低系统功耗。
图8所示是本实用新型的有线传输模块结构图；有线传输模块信号为4～20mA的电流信号。如下图7所示，CPU将采集到的压力值转化为电压信号，电压信号进行4级滤波处理，到达运算放大器的输入端。运算放大器输出端控制NPN三极管输出电流信号。电流值为运算放大器U7同相输入端(3脚)电压与R23的比值。
图9所示是本实用新型的液晶显示模块结构图；数字压力表的压力内容通过断码液晶显示。数据接口包括4个公共端，16个数据线，显示内容通过CPU内部自带的液晶控制器刷新实现。
图10所示是本实用新型的按键接口模块结构图；节省空间，数字压力表共设置两个按键：数字键、确认健。两个按键以中断的方式进行信息输入。可通过按键设置数字压力表是工作在无线传输模式，还是有线传输模式。在无线模式，还可以设置无线网络的网络信息，包括PANID、信道号、组号、编号等。在按键不工作的时候，将数据口接至低电平，可有效降低系统功耗。
本实用新型所述数字压力表，将WIA-PA无线传输方式与4～20mA有线传输方式相结合，通过按键随意设置数字压力表的传输模式，可以单一方式传输，也可以两种方式共存，有效解决了无线传输与有线传输在工程现场单独使用的弊端，同时为用户节约了成本。
Claims (6)
1.一种结合无线与有线传输的数字压力表，其特征在于：
CPU模块，用于对系统各个模块进行协调控制，并且选择通过无线和/或有线的方式传输压力数据；
压力数据采集模块连接CPU模块，将压力数据输入到CPU模块，用于对压力数据进行采集；
无线传输模块连接CPU模块，接收CPU模块发送的无线信号，进行无线通信；
有线传输模块连接CPU模块，接收CPU模块发出的有线信号，进行有线通信。
2.根据权利要求1所述的结合无线与有线传输的数字压力表，其特征在于：所述压力数据采集模块包括精密基准压力电路连接CPU模块、传感器供电电路、压力传感器和运算放大器；
所述精密基准电压电路连接CPU模块，为CPU模块提供高精度电压基准，另一端连接传感器供电单元，为传感器供电单元提供电压基准；精密基准电压电路还连接运算放大器，为运算放大器供电；
所述传感器供电单元另一端连接压力传感器，为压力传感器供电；
所述运算放大器一端连接压力传感器，采集压力传感器的信号，进行放大处理；另一端连接CPU，将放大后的信号输入到CPU模块。
3.根据权利要求1所述的结合无线与有线传输的数字压力表，其特征在于：所述无线传输模块包括无线传输电路单元和无线通信模块供电单元；
所述无线传输电路单元连接CPU模块，进行无线通信；
所述无线通信模块供电单元连接无线传输电路单元，为无线传输电路单元供电。
4.根据权利要求1所述的结合无线与有线传输的数字压力表，其特征在于：还包括液晶显示模块连接CPU模块，接收CPU模块的输出信号，进行液晶显示。
5.根据权利要求1所述的结合无线与有线传输的数字压力表，其特征在于：还包括系统供电模块连接各个模块，对有线传输方式或无线传输方式供电。
6.根据权利要求1所述的结合无线与有线传输的数字压力表，其特征在于：还包括按键接口模块连接CPU模块，以中断的方式进行信息输入，用于切换无线传输方式和有线传输方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420769725.2U CN204255533U (zh) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | 一种结合无线与有线传输的数字压力表 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420769725.2U CN204255533U (zh) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | 一种结合无线与有线传输的数字压力表 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204255533U true CN204255533U (zh) | 2015-04-08 |
Family
ID=52959829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420769725.2U Active CN204255533U (zh) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | 一种结合无线与有线传输的数字压力表 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204255533U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107030706A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-08-11 | 上海未来伙伴机器人有限公司 | 一种新型家用机器人 |
| CN109493580A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 奥维飞越通信有限公司 | 一种基于wia-pa多功能手持机控制系统 |
-
2014
- 2014-12-09 CN CN201420769725.2U patent/CN204255533U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107030706A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-08-11 | 上海未来伙伴机器人有限公司 | 一种新型家用机器人 |
| CN109493580A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 奥维飞越通信有限公司 | 一种基于wia-pa多功能手持机控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204474223U (zh) | 一种基于无线技术的绞盘控制系统 | |
| CN103170403B (zh) | 球磨机群监测系统的数据采集监测模块及其监测方法 | |
| CN104123825A (zh) | 一种移动通信终端与仪表进行通信的方法和系统 | |
| CN204255533U (zh) | 一种结合无线与有线传输的数字压力表 | |
| CN204614195U (zh) | 一种带485通讯功能的无线智能仪表 | |
| CN203575260U (zh) | 一种低功耗灌溉系统 | |
| CN203759570U (zh) | 一种温室智能控制装置 | |
| CN104964755A (zh) | 电力系统无线测温装置 | |
| CN203376007U (zh) | 用于远程自动抄表的燃气表 | |
| CN104345759A (zh) | 一种获取直流恒流源的装置 | |
| CN203386080U (zh) | 用于大棚的无线温度监控系统 | |
| CN203302089U (zh) | 气象站式灌溉控制装置 | |
| CN203054632U (zh) | 一种基于蓝牙传输的温度采集控制装置 | |
| CN205015121U (zh) | 低功耗智能压力变送器 | |
| CN202331166U (zh) | 注水井智能远程监控装置 | |
| CN204314706U (zh) | 分离式物联网膜式燃气表远程控制结构 | |
| CN104483944A (zh) | 分离式物联网膜式燃气表远程控制系统 | |
| CN204439171U (zh) | 监测变压器油液位的液位提醒装置 | |
| CN202793423U (zh) | 一种铂电阻和模拟电流变送电路 | |
| CN103528751A (zh) | 基于无线hart通讯技术的压力传感器 | |
| CN204215280U (zh) | 高位水箱二次供水系统的水位无线监控装置 | |
| CN203837739U (zh) | 一种带有太阳能装置的无线网络的农业信息采集系统 | |
| CN205015115U (zh) | 新型数字式压力变送器 | |
| CN105203232A (zh) | 两线制压力采集变送器 | |
| CN205564246U (zh) | 一种能够监控广告播放效用的广告机系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |