CN205318594U - 一种现场仪表自取电式无线适配器 - Google Patents
一种现场仪表自取电式无线适配器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205318594U CN205318594U CN201521013326.4U CN201521013326U CN205318594U CN 205318594 U CN205318594 U CN 205318594U CN 201521013326 U CN201521013326 U CN 201521013326U CN 205318594 U CN205318594 U CN 205318594U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- wireless adapter
- signal
- module
- instrument
- 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
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种现场仪表自取电式无线适配器,取电电路从4-20mA现场仪表输出的电流信号取电存储,并供给主控电路作为维持工作的电源,主控MCU控制信号采集电路对4-20mA现场仪表输出信号进行采集,并将采集信号进行处理后送Zigbee无线传输无线输出,主控MCU将仪表变送的传感量和无线适配器的运行参数送液晶显示模块显示,主控MCU通过串口输出模块和上位机进行数据交互,主控MCU将采集信号送本地存储模块储存。无需外部供电,直接通过现场仪表输出的4-20mA储能充电,实现取电,对主控电路供电,可完成数据定时采集、传输、存储、显示等功能,解决无线适配器需要外部走线供电的问题,具有数据传输无线适配器零布线、低功耗等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号传输技术,特别涉及一种现场仪表自取电式无线适配器。
背景技术
工业现场仪表输出的信号通常是4-20mA的电流信号,且仪表与控制室之间的距离较远,中控室只能通过有线方式获取仪表的数据,而工业现场设备较多,现场环境较复杂,一旦仪表数量较多时造成布线困难、成本较高。
发明内容
本实用新型是针对工业现场仪表与控制室之间布线混乱,不易维护的问题,提出了一种现场仪表自取电式无线适配器,利用仪表输出的电流信号作为采集和无线适配器电路的能量源,并且也不会给原来的仪表变送信号带来影响,通过设计一种针对4-20mA仪表的取电电路获得一个稳定的电源信号,用来给主控电路供电,完成数据采集和传输,这样就解决了主控电路的供电问题,无需外部布线供电。
本实用新型的技术方案为:一种现场仪表自取电式无线适配器,包括主控MCU、4-20mA现场仪表、取电电路、串口输出模块、液晶显示模块、信号采集模块、本地存储模块、Zigbee无线传输模块。取电电路从4-20mA现场仪表输出的电流信号取电存储,并供给主控MCU作为维持工作的电源,主控MCU控制信号采集电路对现场仪表输出信号进行采集,并将采集信号进行处理后送Zigbee无线传输,主控MCU将仪表变送的传感量和无线适配器的运行参数送液晶显示模块显示,且通过串口输出模块和上位机进行数据交互,以及将采集信号送本地存储模块储存。
所述取电电路包括电流方向控制电路、充电电路、稳压电路、滤波电路,电流方向控制电路为一个整流桥电路,4-20mA现场仪表输出电流信号经过整流桥电路并联到充电电路,给充电电路中超级电容充电,充电电路输出经稳压电路稳压后经π形RC滤波电路滤波后给主控MCU供电。
本实用新型的有益效果在于:本实用新型现场仪表自取电式无线适配器,无需外部供电,直接通过现场仪表输出的4-20mA储能充电,实现取电,然后对主控电路供电,可完成数据定时采集、传输、存储、显示等功能,解决无线适配器需要外部走线供电的问题,具有数据无线适配器零布线、低功耗等优点。
附图说明
图1为本实用新型现场仪表自取电式无线适配器结构示意图;
图2为本实用新型现场仪表自取电式无线适配器成网络整体架构图。
具体实施方式
如图1所示为现场仪表自取电式无线适配器结构示意图,包括4-20mA现场仪表10、取电电路11(采样电阻12、超级电容13、电压调节器14、电压巡检15)、串口输出模块16、液晶显示模块17、信号采集模块18、本地存储模块19、主控MCU20,以及Zigbee无线传输21。其中,取电电路包括电流方向控制电路、充电电路、稳压电路、滤波电路,这些部分完成主控MCU的电源供电部分,保证无线适配器能够可靠地供电。取电电路11从4-20mA现场仪表10输出的电流信号取电储能,并供给主控MCU20作为维持工作的电源。主控MCU控制信号采集电路18对4-20mA现场仪表输出信号进行采集,并将采集信号进行处理后送Zigbee无线传输21无线输出。
所有的现场仪表通过该无线适配器能够自组网,实现信号采集和传输,无线适配器可以长时间稳定工作且无需外部供电,解决Zigbee数据采集无线传输需更换电池或供电布线的问题。
图2是无线适配器成网络的整体架构,本无线适配器实现将工业现场各个离散仪表组网起来,构成一个无线数据采集网路,实现数据采集和无线传输,并且各个仪表之间可以进行信息传递,所有的仪表数据通过无线网络传送到网关,主机通过网关可以访问到现场层各个仪表的工作状态。
取电电路模块11包括采样电阻12、超级电容13以及电压调节器14等部分,用来充电储能。先采用一块电源芯片并联到4-20mA电路中,通过采样电阻12和电压调节器14等作用动态调节其输出电压,再通过一块升压DC/DC芯片升压到5V给超级电容13充电,并经过一个降压DC/DC芯片降压到3.3V,用来给主控MCU提供一个稳定的电源。
充电电路包含一个电压巡检部分15,由专用的电源管理芯片控制,在取电过程中用来监测供电电源剩余电量,一旦电源电量较低,就降低无线适配器工作频率或者让无线适配器睡眠,防止无线适配器由于供电不足而出现故障。
如图2所示,电流方向控制电路是一个整流桥电路,其是用来变换电流方向,当现场仪表4-20mA输出方向接反时,仍能保证充电电路的电流输入方向唯一,起到充电电流输入方向防反的作用。
稳压电路由稳压管、调整管等部件构成,并且包括一个供电电压检测控制部分,具备输入电压取样、输出电压调节的功能,能够实现自动稳压,保证主控MCU能够供上一个高品质的电源电压。
滤波电路是利用π形RC滤波电路,由两个电容和一个电阻组成,两个电容同时进行滤波作用,后者滤波电容可以补偿前者电容滤波不完善的部分,两个电容共同作用滤波,从而大大提高滤波效果,降低干扰、减少噪声,确保电源供电稳定。
主控MCU采用基于Atmel的Cortex-M0系列低功耗、高能效的ARM处理器,可用来控制信号采集电路完成电流检测,即测量变送器的输出信号,包括信号调理电路、A/D转换电路、芯片处理电路等,转换得到的数字量经过主控芯片分析处理并等待传输。
液晶显示模块是采用一块超低功耗微安级LCD液晶屏,以较低速率刷新显示仪表变送的传感量和无线适配器的运行参数。
串口模块采用的是RS232通讯方式,直接和上位机进行数据交互,一方面上传采集数据,另一方面接受上位机命令配置无线适配器参数,如改变无线适配器采集、显示频率等。
本地存储模块是采用SD卡方式,首先初始化SPI设置低速模式,发送控制命令CMD,然后判断SD卡Ready状态,再设置SPI高速模式,以定时方式控制仪表数据和报警数据的写入。
无线适配器是利用Zigbee无线方式传输数据,其组网灵活、功耗较低,可以把现场仪表组网起来,构成一个无线数据采集网络,这样就无需将每个仪表(变送器)都接到控制室,解决了现场和控制室之间布线复杂的难题,只要在控制中心布置一个网关,负责收集现场层所有仪表的数据,并将其传输到上层主机进行分析和处理。
每个现场仪表连接该无线适配器就可以无线传输数据,并且通过该无线适配器将现场各个离散仪表组网起来,即将有线现场仪表接入到无线适配器中,每个仪表之间就可以相互传递信息,不但解决其布线的难题,而且改善了数据传输效率。无线适配器一方面负责收集现场仪表变送的关键参数,另一方面将这些数据以无线的方式传输送到网关,控制中心通过网关可对现场层各类数据进行分析和处理,整个现场仪表就可以集成到工业测控系统中,有效地进行管控和调度。
现场仪表自身输出4-20mA的电流信号,不但可以采集仪表变送的关键传感数据,而且通过对该电流信号取电储能供给无线适配器,无需给无线适配器配备电池,解决其供电问题。
Claims (2)
1.一种现场仪表自取电式无线适配器,其特征在于,包括主控MCU、4-20mA现场仪表、取电电路、串口输出模块、液晶显示模块、信号采集模块、本地存储模块、Zigbee无线传输模块;取电电路从4-20mA现场仪表输出的电流信号取电存储,并供给主控MCU作为维持工作的电源,主控MCU控制信号采集电路对现场仪表输出信号进行采集,并将采集信号进行处理后送Zigbee无线传输,主控MCU将仪表变送的传感量和无线适配器的运行参数送液晶显示模块显示,且通过串口输出模块和上位机进行数据交互,以及将采集信号送本地存储模块储存。
2.根据权利要求1所述现场仪表自取电式无线适配器,其特征在于,所述取电电路包括电流方向控制电路、充电电路、稳压电路、滤波电路,电流方向控制电路为一个整流桥电路,4-20mA现场仪表输出电流信号经过整流桥电路并联到充电电路,给充电电路中超级电容充电,充电电路输出经稳压电路稳压后经π形RC滤波电路滤波后给主控MCU供电。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201521013326.4U CN205318594U (zh) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | 一种现场仪表自取电式无线适配器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201521013326.4U CN205318594U (zh) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | 一种现场仪表自取电式无线适配器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN205318594U true CN205318594U (zh) | 2016-06-15 |
Family
ID=56315969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201521013326.4U Active CN205318594U (zh) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | 一种现场仪表自取电式无线适配器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN205318594U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105488977A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-13 | 上海工业自动化仪表研究院 | 一种现场仪表自取电式无线适配系统 |
-
2015
- 2015-12-08 CN CN201521013326.4U patent/CN205318594U/zh active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105488977A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-13 | 上海工业自动化仪表研究院 | 一种现场仪表自取电式无线适配系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN207460377U (zh) | 基于Lora无线传输的低功耗震动监控系统 | |
CN201583828U (zh) | 一种嵌入式机电设备状态监测及故障诊断系统 | |
CN104581058A (zh) | 一种风机信号采集器 | |
CN103944982A (zh) | 一种异构传感网络的数据采集控制装置及方法 | |
CN203153717U (zh) | 一种具有跌倒报警功能的移动健康监护装置 | |
CN212181635U (zh) | 基于lora通信技术的雪茄烟叶发酵温湿度监控系统 | |
CN202522915U (zh) | 一种基于振弦式传感器的数据采集系统 | |
CN101561408A (zh) | 基于无线微机控制的土壤湿度测量装置 | |
CN111141333A (zh) | 一种多通道集成式传感器数据采集器 | |
CN202066527U (zh) | 基于Zigbee模块的智能桥梁健康监测仪 | |
CN202281769U (zh) | 模块化的智能气体探测器 | |
CN113795007A (zh) | 一种测量变压器振动信号的无线传感器及低功耗工作方法 | |
CN205318594U (zh) | 一种现场仪表自取电式无线适配器 | |
CN105488977A (zh) | 一种现场仪表自取电式无线适配系统 | |
CN201464006U (zh) | 新型电子皮带秤控制器 | |
CN204007634U (zh) | 用于路基垂直管道倾斜度的检测装置 | |
CN204155436U (zh) | 一种用于土木结构健康监测的无线传感节点 | |
CN203011594U (zh) | 基于无线物联网的微功耗一体化示功仪 | |
CN104090504A (zh) | 基于单片机模块的机房综合环境检测系统 | |
CN201138441Y (zh) | 多通道水库动态监控装置 | |
CN203506715U (zh) | 便携式低功耗同步12导联数字心电图机 | |
CN202794917U (zh) | 供水数据采集分析系统 | |
CN205826036U (zh) | 一种无纸记录控制仪和红外线抄表器 | |
CN213515757U (zh) | 一种道岔转换设备在线监测系统 | |
CN108955867A (zh) | 一种多通道远程振动信号监示仪及监示系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |