CN206961306U - 一种盾构机无线信号传输系统 - Google Patents
一种盾构机无线信号传输系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206961306U CN206961306U CN201720845252.3U CN201720845252U CN206961306U CN 206961306 U CN206961306 U CN 206961306U CN 201720845252 U CN201720845252 U CN 201720845252U CN 206961306 U CN206961306 U CN 206961306U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transistroute
- radio transmitting
- shield machine
- wireless signal
- signal transmission
- 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
本实用新型涉及盾构机施工系统技术领域，尤其为一种盾构机无线信号传输系统，包括全站仪、数据采集模块、中继路由、上位机，所述全站仪经过数据采集模块连接中继路由，所述中继路由通过RS485通讯端口连接上位机，所述中继路由包括MCU、无线收发芯片，所述中继路由连接电源模块，所述无线收发芯片与天线之间设置有功率放大器，所述功率放大器与无线收发芯片之间设有收/发开关，所述功率放大器与天线之间设有收/发开关Ⅱ，本盾构机无线信号传输系统具有低功耗、集成度高、抗干扰能力强的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及盾构机施工系统技术领域，具体为一种盾构机无线信号传输系统。
背景技术
盾构机作为大型的工程设备，其系统十分的庞大且结构复杂，工作环境也相对恶劣，因此容易出现故障，而盾构的工作状态对施工进度又有很大的影响，因此施工方希望能够实时的了解盾构的工作情况，并能够对常见的故障进行预报，以便尽早干预以免盾构出现更严重的故障；同时希望对于突发故障进行检测，并提出相应的解决方案，以方便施工人员快速的排除故障，从而减小盾构故障而引起的停机时间
专利号CN201983782U，公告日为20101110的实用新型公开了一种盾构测量与传输系统，包括全站仪和数据处理系统，其还包括与全站仪联接的数据采集模块，所述数据采集模块与数据处理系统之间通过无线发射接收模块联接，本实用新型减少了移站次数，减轻测量人员劳动强度、测量与信号传输不受外界条件制约，广泛应用于盾构隧道施工中的盾构测量与传输的作业当中。
然而上述方案仍存在以下问题:无线信号需穿过整个密封舱且传输过程受到刀盘驱动的电磁干扰，低功率的无线信号无法进行正常通信；系统工作时能耗的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种盾构机无线信号传输系统，以解决上述背景技术中提出的问题。所述盾构机无线信号传输系统具有低功耗、抗干扰性能好的特点。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种盾构机无线信号传输系统，包括全站仪、数据采集模块、中继路由、上位机，所述全站仪经过数据采集模块连接中继路由，所述中继路由通过RS485通讯端口连接上位机，所述中继路由包括MCU、无线收发芯片，所述中继路由连接电源模块，所述无线收发芯片与天线之间设置有功率放大器，所述功率放大器与无线收发芯片之间设有收/发开关Ⅰ，所述功率放大器与天线之间设有收/发开关Ⅱ。
优选的，所述MCU为MSP430MCU，所述无线收发芯片为CC1101无线收发芯片。
优选的，所述电源模块通过RS485和3.6V锂电池结合供电。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本系统的终极路由采用CC1101作为主芯片，增加一个外部的功率放大器，利用收/发开关Ⅰ、收/发开关Ⅱ实现在接收模式下断开功率放大器的功能，中继路由通过RS485通讯接口与上位机7通讯连接，抗共模干扰能力强，抗噪声干扰性好，中继路由使用RS485有线供电结合3.6V锂电池供电，在RS485供电正常的情况下由RS485向中继路由提供5V电源，在RS485供电出现故障时，将由所配备的锂电池进行供电，本系统低功耗、集成度高、抗干扰能力强。
附图说明
图1为本实用新型结构原理示意图；
图2为本实用新型功率放大器与收/发开关Ⅰ、收/发开关Ⅱ连接示意图。
图中：全站仪1、数据采集模块2、中继路由3、MCU4、无线收发芯片5、RS485通讯端口6、上位机7、电源模块8、RS485 9、锂电池10、收/发开关Ⅰ11、功率放大器12、收/发开关Ⅱ13、天线14。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～2，本实用新型提供一种技术方案：
一种盾构机无线信号传输系统，包括全站仪1、数据采集模块2、中继路由3、上位机7，所述全站仪1经过数据采集模块2连接中继路由3，所述中继路由3通过RS485通讯端口6连接上位机7，所述中继路由3包括MCU4、无线收发芯片5，所述中继路由3连接电源模块8，所述无线收发芯片5与天线14之间设置有功率放大器12，所述功率放大器12与无线收发芯片5之间设有收/发开关Ⅰ 11，所述功率放大器12与天线14之间设有收/发开关Ⅱ 13；所述MCU4为MSP430 MCU，所述无线收发芯片5为CC1101无线收发芯片；所述电源模块8通过RS485 9和3.6V锂电池10结合供电。
工作时，全站仪1处通过数据采集仪、无线传输转换器、收发天线测量数据，所述数据采集模块2是利用目标棱镜组、后视棱镜组、数据采集仪组成，得出相应的信号传送给微控单元，再由微控单元进行数据分析处理，处理后的数值以一定的数据格式传送给无线收发模块的，无线收发模块对需发送的数据包进行调制后发送给中继路由3，中继路由3接收到全站仪1所发送的信号后，通过功率放大器12相应的放大解调后将数字信号通过RS485通讯端口6有线的方式传输给操作间上位机7的监控系统，上位机7监控系统进行相应的处理，将信号转化为方便操作人员观测的图、表等形式，实现对盾构机的实时监控功能。
本盾构机无线信号传输系统的主要是用于监测盾构机工作状态，其终端 节点可设置于位于充满泥水混合物的刀盘上，节点体积要尽量小且足够坚固耐磨，由于工作环境限制节点不能使用有线供电，且盾构开挖后开仓更换电池十分不易，因此需要尽量降低功耗从而延长工作时间，此外，应选择适当的无线发射频率并设置合适的功率，使信号能够正常传输，同时为方便工人的操作，上位机7界面应简洁易懂并包含所需的检测信息。
中继路由3通过RS485通讯接口6与上位机7通讯连接，RS485通讯接口6电平较低，更加不易损坏接口电路芯片，数据传输速率方面，RS485的最高数据传输速率可达10Mbps，抗噪声干扰性方面，RS485采用平衡驱动器和差分接收器相结合的方式，因此RS485抗共模干扰能力强，抗噪声干扰性好，RS485通讯接口6可与多种现场总线匹配，应用起来更加灵活；本系统采用的是RS485串行通讯方式，RS485是差分输出，因此可在两者之间增加一个芯片实现电平的转化，可选用MAX3485芯片，该芯片供电电压为3.0V～5.5V，单电源供电方式，工作模式下消耗电流为1.1m A，通过芯片控制端可使其进入低功耗模式，低功耗下消耗电流仅为0.002u A，芯片的RE和DE端用来控制芯片的发送模式和接收模式。
终极路由3采用CC1101作为主芯片，CC1101无线收发芯片5可以工作在315、433、868和915MHZ的ISM和SRD频率波段，具有低功耗、集成度高、外围元件少、体积小的优势，CC1101无线收发芯片5工作电压为2.3V-3.6V，有四种工作模式，包括睡眠模式、空闲模式、接收模式、发送模式，在接收状态下电流消耗仅为15.6mA，睡眠状态下的工作电流仅为2.5，数据传输速率可高达500kbps，CC1101无线收发芯片5具有优秀的接收器选择性及模块化性能，支持多种调试模式，提供同步词汇的侦测、地址检查、长度检测及CRC校验处理等，CC1101无线收发芯片5可以通过串行总线接口编程改变主要参数，且对数据包处理、突发数据传输、数据缓冲、连接质量 指示、清除信道评估等提供硬件支持，使用起来非常的灵活。
CC1101无线收发芯片5最大输出功率仅10mW，由于无线信号需穿过整个密封舱且传输过程受到刀盘驱动的电磁干扰，低功率的无线信号无法进行正常通信，因此延长链路距离，增大发射功率是十分必要的，因此本系统增加一个外部的功率放大器12。
由于功率放大器12只在发射时需要使用而接收数据时不需开启，因此将功率放大器12放置在天线12和无线收发芯片5之间，利用收/发开关Ⅰ11、收/发开关Ⅱ13两个开关实现在接收模式下断开功率放大器12的功能，经过放大后，无线发送最大功率可达到100mW，发送电流约为250mA，除发送之外的其余状态下，功放模块均处于关断状态不消耗额外的电量，因此其余状态下电流消耗情况保持不变，节约能耗。
中继路由3使用RS485 9有线供电结合3.6V锂电池10供电，在RS485 9供电正常的情况下由RS485 9向中继路由3提供5V电源，在RS485 9供电出现故障时，将由所配备的锂电池10进行供电，从而实现中继路由3在有线供电异常的状态下依旧能够正常工作，其中中继路由3包括低功耗的MSP430 MCU 4、CC1101无线收发芯片5。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种盾构机无线信号传输系统，包括全站仪(1)、数据采集模块(2)、中继路由(3)、上位机(7)，所述全站仪(1)经过数据采集模块(2)连接中继路由(3)，其特征在于，所述中继路由(3)通过RS485通讯端口(6)连接上位机(7)，所述中继路由(3)包括MCU(4)、无线收发芯片(5)，所述中继路由(3)连接电源模块(8)，所述无线收发芯片(5)与天线(14)之间设置有功率放大器(12)，所述功率放大器(12)与无线收发芯片(5)之间设有收/发开关Ⅰ(11)，所述功率放大器(12)与天线(14)之间设有收/发开关Ⅱ(13)。
2.根据权利要求1所述的盾构机无线信号传输系统，其特征在于：所述MCU(4)为MSP430MCU，所述无线收发芯片(5)为CC1101无线收发芯片。
3.根据权利要求1所述的盾构机无线信号传输系统，其特征在于：所述电源模块(8)通过RS485(9)和3.6V锂电池(10)结合供电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720845252.3U CN206961306U (zh) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | 一种盾构机无线信号传输系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720845252.3U CN206961306U (zh) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | 一种盾构机无线信号传输系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206961306U true CN206961306U (zh) | 2018-02-02 |
Family
ID=61384334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720845252.3U Active CN206961306U (zh) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | 一种盾构机无线信号传输系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206961306U (zh) |
-
2017
- 2017-07-13 CN CN201720845252.3U patent/CN206961306U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207780960U (zh) | 一种无线数据采集系统 | |
| CN101281187B (zh) | 基于ZigBee无线技术的水环境监测节点 | |
| CN101730284A (zh) | 基于传感器网络的空气质量监测设备 | |
| CN102228319A (zh) | 多传感器融合的智能头盔 | |
| CN201287714Y (zh) | 列车车辆制动机监测装置 | |
| CN204613367U (zh) | 一种基于无线传输的电池管理系统 | |
| CN201314243Y (zh) | 基于射频技术的瓦斯含量检测无线发射接收装置 | |
| CN103543731A (zh) | 一种波峰焊机远程智能监控系统 | |
| CN110248332A (zh) | 一种变电站现场sf6泄漏报警监测装置及监测方法 | |
| CN206961306U (zh) | 一种盾构机无线信号传输系统 | |
| CN201335992Y (zh) | 基于电力线载波的远程温度监控系统 | |
| CN111585342B (zh) | 一种基于uhf的远程电力信息采集系统及方法 | |
| CN103546565A (zh) | 一种贴片机远程智能监控系统 | |
| CN208190661U (zh) | 一种LoRa信号强度监测终端设备 | |
| CN103152803A (zh) | 基于固定网络结构的超轻量级无线通信协议 | |
| CN206248763U (zh) | 一种基于LoRa技术的故障指示器 | |
| CN212304871U (zh) | 一种基于uhf的远程电力信息采集系统 | |
| CN204536793U (zh) | 一种矿压信号转换器 | |
| CN208462057U (zh) | 一种基于LoRa技术的自组网低功耗水务监测RTU | |
| CN203117362U (zh) | 一种用于架空线路的单相故障录波装置 | |
| CN202815515U (zh) | 远程无线数据监控系统 | |
| CN218497638U (zh) | 一种远距离的开关量信号无线实时传输装置 | |
| CN201411032Y (zh) | 双向无线遥控抛饵钓鱼船 | |
| CN210928096U (zh) | 一种航标灯遥测遥控终端 | |
| CN109922507A (zh) | 一种基于低功耗传感器的无线传输系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 230088 Room 807, 8th Floor, F3 Floor, Phase II, Innovation Industrial Park, 2800 Innovation Avenue, Hefei High-tech Zone, Anhui Province Patentee after: Hefei gravity wave data Technology Co Ltd Address before: 230088 Room 403, R&D Center, Research Institute of Intelligent Manufacturing Technology, Hefei University of Technology, Southwest corner of the intersection of Xiyou Road and Innovation Avenue, Hefei Hi-tech Zone, Anhui Province Patentee before: Hefei gravity wave data Technology Co Ltd |