CN211979460U - 一种贴片式模块化多级网络无线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多级模块化贴片式的无线传输模块；包括数据采集发送装置，数据接收传输装置；数据采集发送装置包括：壳体、安装片以及组装片、数据采集发送板块、电池板块。数据接收传输装置包括：数据接收传输板块；数据采集发送板块上IO模块、放大模块、稳压模块、单片机、发送模块依次连接；数据接收传输板块上单片机和接口、接收模块、电源转换模块依次连接。本实用新型提供的贴片式模块化多级网络无线装置，采用ZigBee蜂巢无线传输网络，使之更加适合多点，大数据工业级的数据传输；而采用modbus传输方式更加的兼容上位机和PLC；采用贴片式的固定方式更是利于装置的固定；采用的无线传输模式可降低工业成本，易于升级维护。

Description

一种贴片式模块化多级网络无线装置

技术领域

本实用新型涉及一种多级网络无线装置，具体涉及一种贴片式模块化多级网络无线装置；其可以不用通过外接电源对其进行接线来对其提供电压，同时贴片式的设计更容易对装置进行固定，最主要的是减少布线，增加采集数据量，有效减少布线造成的产品成本，方便售后维修。

背景技术

无线传输技术是未来发展的趋势，但是在对传感器的无线采集，市场上虽然有很多种产品，但是因其价格高昂，再加上其所需的供电方式大多数是由外部电源通过有线方式进行供电，往往很难被广泛引用，现在大多数的传感器还是通过布线的方式进行数据采集；但是，采用布线的方式会使产品必须给传感器到控制箱的布线预留空间，预留布线的空间从而使产品的成本提升；而且中小产品在拥挤的情况下很难去穿线，造成时间成本的增加；在一些高温产品中，对线的品质有着较高的要求，这也会导致成本的增加；后期线坏掉进行更换，也会造成售后难以去更换。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种贴片式模块化多级网络无线装置；其可以不用通过外接电源对其进行接线来对其提供电压，同时贴片式的设计更容易对装置进行固定，最主要的是减少布线，增加采集数据量，有效减少布线造成的产品成本，方便售后维修。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种贴片式模块化多级网络无线装置，贴片式模块化多级网络无线装置，包括：数据采集发送装置，数据接收传输装置；数据采集发送装置包括：壳体、安装片以及组装片、数据采集发送板块、电池板块。数据接收传输装置包括：数据接收传输板块；

数据采集发送板块上IO模块、放大模块、稳压模块、单片机、发送模块依次连接；数据接收传输板块上单片机和接口、接收模块、电源转换模块依次连接。

在本实用新型的具体实施例子中；数据采集发送装置分为两部分：主体以及组装片；主体包括：壳体、安装片以及数据采集发送板块、电池板块；其中主体与组装片是分开的。

在本实用新型的具体实施例子中；主体内的供电没有外部电源提供供电，主体内部的电池板块独立于数据采集发送板块，且电池板块有一备一用两组供电模块，且两组供电模块也是单独隔离的，由专门的开关对供电电源进行切换。

在本实用新型的具体实施例子中；主体的外形为长方体，并且四周有四支安装片。

在本实用新型的具体实施例子中；所述数据传输模式是单向传输，只具有单片机向上位机或PLC传输数据，上位机或者PLC不能往单片机发送数据。

在本实用新型的具体实施例子中；所述发送给上位机或者PLC的协议为modbus协议。

在本实用新型的具体实施例子中；组装片由保温棉以及铁片构成。

在本实用新型的具体实施例子中；数据接收传输板块既可以向PLC或者单片机传输数据，又可以往上级的网络进行传输数据。

在本实用新型的具体实施例子中；发送接收模块采用的是ZigBee无线传输模式。

在本实用新型的具体实施例子中；可以在内部进行模式选择，选择的模式包括电压测量、电流测量以及电阻测量，以上几种模式可以对传感器传输过来的电压、电流以及电阻信号进行处理。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的贴片式模块化多级网络无线装置具有如下优点：本实用新型提供的贴片式模块化多级网络无线装置，采用ZigBee蜂巢无线传输网络，使之更加适合多点，大数据工业级的数据传输；而采用modbus传输方式更加的兼容上位机和PLC；采用贴片式的固定方式更是利于装置的固定；一备一用的电池模式，方便电池更换，使数据采集发送装置可以一直持续采集以及发送信号；而采用的无线传输模式可降低工业成本，易于升级维护；体积小，易于维护，无需操作，便于推广，具有一定的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的网络系统结构图。

图2为本实用新型的控制器电路图。

图3-1为本实用新型的切换电路图之一。

图3-2为本实用新型的切换电路图之二。

图3-3为本实用新型的切换电路图之三。

图4为本实用新型的复位电路图。

图5为本实用新型的24V转换电路图。

图6为本实用新型的桥型电压放大电路图。

图7为本实用新型的稳压(放大)电路图。

图8为本实用新型的3V转换电路图。

图9为本实用新型的数据发送电路图。

图10为本实用新型的数据接收电路图。

图11为ZigBee网络传输模式图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

图1为本实用新型的系统结构示意图，传输模块即数据采集发送装置。传感器把其模拟量信号传输到数据采集发送装置，根据传感器传递模拟量信号的不同，应当选择相应的开关，以保证数据采集发送装置可以准确的接收和处理传感器传输上来的数据。数据采集发送装置为最底层的网络，一级网络装置即数据接收传输装置。数据接收传输装置接收到的数据可以通过串口传输到PLC或者上位机，也可以继续往上级网络进行传输数据。由于采用的是ZigBee网络无线传输，根据ZigBee网络传输模式，最多可以有256个从机点，即在一级网络下方最多可以接256个数据采集发送装置，也就是说可以接256个传感器；根据zigbee网络的传输模式可知，在有zigbee中继器的情况下，可以进行多级网络的数据传输，而本实用新型的数据接收传输装置是设计为zigbee中继装置，因此其可以满足多级网络的传输，ZigBee网络传输模式具体见图11；数据接收传输装置接收到数据采集发送装置传输过来的数据，并通过串口的形式传输到上位机、PLC或者直接传输到更上一级的网络。根据zigbee网络传输模式中可以看出，zigbee与传感器有着相互传输数据的结构，本实用新型只是把数据采集发送装置采集到的数据传输到数据接收传输装置，这样可以减少单片机上的编程。

图2为本实用新型的控制器电路图，本实用新型所采用的单片机为CC2530,CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KBRAM和许多其它强大的功能。CC2530有四种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB的闪存。CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。CC2530F256结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee协议栈(Z-Stack^TM)，提供了一个强大和完整的ZigBee解决方案。强大的5通道DMA、IEEE 802.5.4MAC定时器，通用定时器(一个16位定时器，二个8位定时器)、IR发生电路、具有捕获功能的32-kHz睡眠定时器、具有8路输入和可配置分辨率的12位ADC、2个支持多种串行通信协议的强大USAR、21个通用I/O引脚(19×4mA，2×20mA)、看门狗定时器等外设。

本实用新型的切换电路图如图3-1、3-2、3-3，由于传感器传输信号的类型不同，导致数据接收发送板块内部对应着不同的电路，这些电路对应不同类型的传感器输入信号，已确保在发送数据时的准确性。切换电路分为三组，一组是在IO模块处，见图3-1其功能是把传感器传输的数据类型对应相应的电路中；另一组是切换程序用见图3-2，不同的传感器信号对应着不同的程序；还有一组是在切换供电电池时使用见图3-3。

图4为本实用新型的复位电路图，高电平复位。图5为本实用新型的24V转换电路图，由于没有外部电源用电，且为了方便固定，减少体积，因此只能使用电池进行供电，但是一些传感器的电压为DC24V，因此只能采用放大电压电路，使输出到传感器的电压为DC24V。本实用新型的电压转换电路采用的是MC34063A芯片，其可以把较小的电压转换为较大的电压，具体升降压细节请见图5。

图6为本实用新型的桥型电压放大电路图，桥型电压放大电路图一般是采集电阻信号,其桥型结构是采集的电压具有稳定性的特点，且在桥型电阻中加入可变电阻，可以精细的调节后面电路采集的电压；放大电路采用LM358芯片，可对采集过来的电压进行放大以及稳定电压。

图7为本实用新型的稳压(放大)电路图，其主要功能是将采集过来的电压信号进行放大，以确保单片机接收的电压信号符合单片机的要求电压，采用电容可以减少电路中的震荡，确保传输到单片机的电压是可靠的电压信号。

图8为本实用新型的3V转换电路图，本实用新型的数据接收传输装置一般是由控制柜提供DC24V电压，而单片机所使用的电压为3V左右的电压，因此要对24V的电压进行转换，以满足单片机的需求。

图9为本实用新型的数据发送电路图，单片机CC2530通过引脚RF_N,RF_P通过功率放大电路与外部的天线相连接，用来发送采集的传感器信号。XOSC_Q1/XOSC_Q2为单片机CC2530的晶振连接端。

图10为本实用新型的数据接收电路图，在CC2530单片机前添加CC2591,已达到可以接收数据采集发送装置发送过来的信息，以及把数据传输到下一级网络。

图11为ZigBee网那句络传输模式图，zigbee网络传输模式是常用的近程无线偶传输模式。其具有低功耗、网络容量大、成本低、安全性高等特点非常适合短距离无线传输。

本实用新型装置的工作过程是：单片机采集外部传感器的信号，单片机处理接收传感器的信号，接着单片机把处理过后的数据通过发送模块以电磁波的形式发送出去，然后在另一侧加装的接收模块解读电磁波中的数据，最终再把数据通过Modbus协议传输到上位机、PLC或者下一级网络。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：贴片式模块化多级网络无线装置，包括：数据采集发送装置，数据接收传输装置；数据采集发送装置包括：壳体、安装片以及组装片、数据采集发送板块、电池板块；数据接收传输装置包括：数据接收传输板块；

数据采集发送板块上IO模块、放大模块、稳压模块、单片机、发送模块依次连接；数据接收传输板块上单片机和接口、接收模块、电源转换模块依次连接。

2.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：数据采集发送装置分为两部分：主体以及组装片；主体包括：壳体、安装片以及数据采集发送板块、电池板块；其中主体与组装片是分开的。

3.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：主体内的供电没有外部电源提供供电，主体内部的电池板块独立于数据采集发送板块，且电池板块有一备一用两组供电模块，且两组供电模块也是单独隔离的，由专门的开关对供电电源进行切换。

4.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：主体的外形为长方体，并且四周有四支安装片。

5.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：所述数据接收传输板块的数据传输模式是单向传输，只具有单片机向上位机或PLC传输数据，上位机或者PLC不能往单片机发送数据。

6.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：所述发送给上位机或者PLC的协议为modbus协议。

7.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：组装片由保温棉以及铁片构成。

8.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：数据接收传输板块既可以向PLC或者单片机传输数据，又可以往上级的网络进行传输数据。

9.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：发送接收模块采用的是ZigBee无线传输模式。

10.根据权利要求1所述的贴片式模块化多级网络无线装置，其特征在于：可以在内部进行模式选择，选择的模式包括电压测量、电流测量以及电阻测量，以上几种模式可以对传感器传输过来的电压、电流以及电阻信号进行处理。

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