CN212910065U - 一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，属于通信技术领域，包括MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、电源模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台，解决了单一通信故障导致数据不能及时上传的技术问，本实用新型集成WIFI模块、北斗模块、4G/5G模块、数传电台等多种通信模块，通信过程中可以按需切换信道，提高数据传输的可靠性，本实用新型可以与RTU相配合，用于各类环境监测自动站，实现多种通信模式的通信。
Description
技术领域
本实用新型属于通信技术领域，涉及一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机。
背景技术
现有的气象、水文、水质、环境要素的监测，已广泛采用各类自动站，实现面广量大的系统性部署，为日常自然现象的预测预报、各类灾害的监测预警提供更加丰富的实测数据。这些自动站通常在无人值守的状态下工作，要确保在恶劣的自然环境和通信条件下，按照业务要求及时回传数据。目前典型的数据采集传输方法是将各类传感器通过RTU进行现场搜集再转发上报，通常在安装时初期，工作人员根据现场通信条件选择一种信道，并为RTU配置相应参数。在使用过程中一旦发生传输故障，只有通过延时重传解决，极大地影响了数据传输的时效性，尤其是当通信模块本身发生故障时，无法自动变更通信方式，必须人工维修。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，解决了单一通信故障导致数据不能及时上传的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，包括MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、电源模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台，第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台均与MCU连接，电源模块为MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台供电；MCU通过IO口控制电源模块分别为WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台供电。
优选的，所述移动通信模块包括4G模块或5G模块；第一RS232模块、第二RS232模块和RS485模块分别与MCU的三个不同的UART接口通信；WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台均通过MCU的同一个UART接口进行通信。
优选的，所述MCU的型号为MSP430或STM32L系列芯片。
优选的，所述MCU具有3个以上的UART接口。
优选的，所述电源模块还包括12V稳压芯片、3.3V稳压芯片、3.3V电源控制电路和12V电源控制电路，3.3V电源控制电路包括场效应管Q8、电阻R3和电容C38，3.3V稳压芯片的输入端连接外部电源、输出端输出V33C电源，所述MCU的一个IO口连接场效应管Q8的G极，场效应管的S极连接V33C电源、D极输出R33V电源，电容C38为D极的滤波电容，电阻R3的一端连接V33C电源、另一端连接场效应管Q8的G极；
12V稳压芯片的输入端连接外部电源、输出端输出+12Vin电源，12V电源控制电路包括三极管Q3、电阻R8、电阻R9、电阻R5、场效应管Q2、电容C4、电容C5和电容E1，三极管Q3的基极通过电阻R8连接所述MCU的一个IO口、发射极连接地线、集电极通过电阻R5连接+12Vin电源，三极管Q3的基极还通过电阻R9连接地线，场效应管Q2的1脚、2脚和3脚均连接+12Vin电源，场效应管Q2的4脚连接三极管Q3的集电极，场效应管Q2的5脚、6脚、7脚和8脚均输出+12Vout电源，电容C5和电容E1并联连接后，一端连接地线、另一端连接场效应管Q2的8脚，三极管Q3的集电极通过电容C4连接场效应管Q2的8脚；
V33C电源和+12Vout电源分别为MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台提供3.3V和12V电源。
优选的，所述12V稳压芯片和所示3.3V稳压芯片的型号均为TPS54232。
本实用新型所述的一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，解决了单一通信故障导致数据不能及时上传的技术问，本实用新型集成WIFI模块、北斗模块、4G/5G模块、数传电台等多种通信模块，通信过程中可以按需切换信道，提高数据传输的可靠性，本实用新型可以与RTU相配合，用于各类环境监测自动站，实现多种通信模式的通信。
附图说明
图1为本实用新型的原理图方框图；
图2是本实用新型的MCU的最小单元原理图方框图；
图3是本实用新型的MCU和电源模块的电路图方框图；
图4是本实用新型的3.3V电源控制电路的电路图；
图5是本实用新型的12V电源控制电路的电路图。
具体实施方式
如图1-图5所示的一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，包括MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、电源模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台，第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台均与MCU连接，电源模块为MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台供电；
MCU通过IO口控制电源模块分别为WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台供电。
优选的，所述移动通信模块包括4G模块或5G模块；第一RS232模块、第二RS232模块和RS485模块分别与MCU的三个不同的UART接口通信；WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台均通过MCU的同一个UART接口进行通信。
使用时，第一RS232模块和RS485模块用于与外部RTU进行通信，读取外部RTU获取到的气象、水文、水质、环境要素的监测数据。
MCU通过WIFI模块、北斗模块、移动通信模块或数传电台将监测数据上传给中心站部署的中心服务器。
第二RS232模块为备用通信模块，用于与外部新添加的设备进行通信。
优选的，所述电源模块的型号为TPS54232；所述MCU的型号为MSP430或STM32L系列芯片。
优选的，所述MCU具有3个以上的UART接口。
本实用新型的MCU最小系统电路，电源为MCU提供3.3V直流电源；时钟电路产生8MHz和32768Hz频率的方波，为MCU提供工作时钟；复位电路提供MCU正常工作的必要信号，在MCU程序出错无法自动恢复时，可以通过复位电路复位；下载/调试接口采用2线制SW下载模式。
优选的，所述电源模块还包括12V稳压芯片、3.3V稳压芯片、3.3V电源控制电路和12V电源控制电路，3.3V电源控制电路包括场效应管Q8、电阻R3和电容C38，3.3V稳压芯片的输入端连接外部电源、输出端输出V33C电源，所述MCU的一个IO口连接场效应管Q8的G极，场效应管的S极连接V33C电源、D极输出R33V电源，电容C38为D极的滤波电容，电阻R3的一端连接V33C电源、另一端连接场效应管Q8的G极；
本实施例中，场效应管Q8起开关作用，RS3.3V-EN为MCU的IO口输出，控制Q8的断开和闭合，从而控制R33V的输出。场效应管Q8选用IRLML6402
12V稳压芯片的输入端连接外部电源、输出端输出+12Vin电源，12V电源控制电路包括三极管Q3、电阻R8、电阻R9、电阻R5、场效应管Q2、电容C4、电容C5和电容E1，三极管Q3的基极通过电阻R8连接所述MCU的一个IO口、发射极连接地线、集电极通过电阻R5连接+12Vin电源，三极管Q3的基极还通过电阻R9连接地线，场效应管Q2的1脚、2脚和3脚均连接+12Vin电源，场效应管Q2的4脚连接三极管Q3的集电极，场效应管Q2的5脚、6脚、7脚和8脚均输出+12Vout电源，电容C5和电容E1并联连接后，一端连接地线、另一端连接场效应管Q2的8脚，三极管Q3的集电极通过电容C4连接场效应管Q2的8脚；
Q3起电平转换作用，Q2起开关作用，+12Vout-EN为MCU的IO口输出，通过Q3控制Q2的断开与闭合，从而控制+12Vout的输出。Q3选用S9013，Q3选用IRF9310FbF。
V33C电源和+12Vout电源分别为MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台提供3.3V和12V电源。
优选的，所述12V稳压芯片和所示3.3V稳压芯片的型号均为TPS54232。
如图3所示，其中的通信模块即为WIFI模块、北斗模块、移动通信模块或数传电台。
本实施例中，电源模块为设备提供3.3V直流电，因设备中的通信模块较多，需要的电流较大，因此，选用TI公司的TPS系列电源芯片，如TPS54232芯片，可提供2A的输出电流，输入3.5V～30V，输出0.6V～30V。
MCU通过IO口实现对电源模块的供电控制，从而实现对WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台的供电控制，用户可以自行选择一种通信模块进行通信，实现了多种通信信道的集成。
本实用新型设备集成了多个通信模块，用户可以根据需求自由切换通信信道；单元各部件密封在一个密封箱内，泡沫填充，防水耐久性能强，适用于长期在野外工作。整体性强，易于装配、更换，具备与RTU的通信接口，为系统性智能化应用提供基础硬件。
本实用新型能够解决由于单一通信模块故障导致丢报的问题，方便设备生产方集成安装，填补了此类无线传输一体机的空白。
本实用新型所述的一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，解决了单一通信故障导致数据不能及时上传的技术问，本实用新型集成WIFI模块、北斗模块、4G/5G模块、数传电台等多种通信模块，通信过程中可以按需切换信道，提高数据传输的可靠性，本实用新型可以与RTU相配合，用于各类环境监测自动站，实现多种通信模式的通信。
Claims (6)
1.一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，其特征在于：包括MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、电源模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台，第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台均与MCU连接，电源模块为MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台供电；
MCU通过IO口控制电源模块分别为WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台供电。
2.如权利要求1所述的一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，其特征在于：所述移动通信模块包括4G模块或5G模块；第一RS232模块、第二RS232模块和RS485模块分别与MCU的三个不同的UART接口通信；WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台均通过MCU的同一个UART接口进行通信。
3.如权利要求1所述的一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，其特征在于：所述MCU的型号为MSP430或STM32L系列芯片。
4.如权利要求3所述的一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，其特征在于：所述MCU具有3个以上的UART接口。
5.如权利要求1所述的一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，其特征在于：所述电源模块还包括12V稳压芯片、3.3V稳压芯片、3.3V电源控制电路和12V电源控制电路，3.3V电源控制电路包括场效应管Q8、电阻R3和电容C38，3.3V稳压芯片的输入端连接外部电源、输出端输出V33C电源，所述MCU的一个IO口连接场效应管Q8的G极，场效应管的S极连接V33C电源、D极输出R33V电源，电容C38为D极的滤波电容，电阻R3的一端连接V33C电源、另一端连接场效应管Q8的G极；
12V稳压芯片的输入端连接外部电源、输出端输出+12Vin电源，12V电源控制电路包括三极管Q3、电阻R8、电阻R9、电阻R5、场效应管Q2、电容C4、电容C5和电容E1，三极管Q3的基极通过电阻R8连接所述MCU的一个IO口、发射极连接地线、集电极通过电阻R5连接+12Vin电源，三极管Q3的基极还通过电阻R9连接地线，场效应管Q2的1脚、2脚和3脚均连接+12Vin电源，场效应管Q2的4脚连接三极管Q3的集电极，场效应管Q2的5脚、6脚、7脚和8脚均输出+12Vout电源，电容C5和电容E1并联连接后，一端连接地线、另一端连接场效应管Q2的8脚，三极管Q3的集电极通过电容C4连接场效应管Q2的8脚；
V33C电源和+12Vout电源分别为MCU、第一RS232模块、第二RS232模块、RS485模块、WIFI模块、北斗模块、移动通信模块和数传电台提供3.3V和12V电源。
6.如权利要求5所述的一种遥测数据多信道自适应无线传输一体机，其特征在于：所述12V稳压芯片和所示3.3V稳压芯片的型号均为TPS54232。
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|---|---|---|---|---|
| CN115580831A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-01-06 | 成都星航微波技术有限公司 | 一种自适应多模智能通信装置 |
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- 2020-09-28 CN CN202022166597.0U patent/CN212910065U/zh active Active
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