CN213023990U - 一种近距离的无线传输模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种近距离的无线传输模块；一种近距离的无线传输模块，其主要组成部分为：单片机、电压转换模块、电流转电压模块、传输以及接收模块、稳压模块、IO输入模块。其中IO输入模块主要是连接传感器；电压转换模块主要是为单片机、外部传感器以及传输接收模块提供电压；单片机模块负责采集，处理以及传输信号；电流转电压模块主要是把传感器反馈的电流转换成0‑5V电压；稳压模块的主要作用是保证传感器发出的信号准确的传输到单片机中；传输接收模块负责无线发送以及接收信号并把信号传输到上位机或者PLC。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无线传输模块，具体涉及一种近距离的工业无线传输技术，采用工业常见的modbus通讯方式，可以有效的保证可以兼容所有的 PLC以及上位机系统；采用ZigBee传输模式可以在短距离的传输上，保证采集数据的安全以及可靠，并且还具有采集数据量大，抗干扰能力强等特点；数据采集单方面传输，可以降低单片机的选型，从而降低产品总体的价格。
背景技术
数据采集是整个控制系统必不可少的环节，但是在一些产品体积很小，但是采集的数据点超级多的情况下，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保证。
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近距离无线传输模块，减少布线，增加采集数据量，有效减少布线造成的厂品成本，方便售后维修的近距离的无线传输模块。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种近距离的无线传输模块，所述近距离的无线传输模块包括两个板块：数据采集发送模块，数据接收传输模块；数据采集发送模块和数据接收传输模块通过无线或电连接的方式配合；
数据采集发送板块包括：单片机、电压转换模块、电流转电压模块、传输以及接收模块、稳压模块、IO输入模块；
电压转换模块、电流转电压模块、传输以及接收模块、稳压模块、IO输入模块均与单片机电连接；
数据接收传输板块包括：IO模块、电流转电压模块、采样以及稳压模块、发送模块；
IO模块、电流转电压模块、采样以及稳压模块、发送模块均与单片机电连接。
在具体的实施例子中，单片机采用由宏晶科技制造的STC12C5A60S2型单片机。
在具体的实施例子中，稳压模块采用的是深圳市海瑞康电子有限公司生产的LM358型双运算放大器。
在具体的实施例子中，电压转换模块使用的是由德州科技生产的LM2596集成性稳压芯片。
在具体的实施例子中，传输以及接收模块使用的是深圳可蓝物联生产的 LRF215C型集成无线传输芯片；IO模块采用的是宁波新三和连接电气有限公司生产的SH110-2.54型端子。
在具体的实施例子中，发送接收模块采用的是ZigBee无线传输模式，这种模式下可以有着大规模的数据传输以及安全性。
在具体的实施例子中，所述发送给上位机或者PLC的协议为modbus协议。
在具体的实施例子中，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。
在具体的实施例子中，所述数据传输距离应不超过30米。
在具体的实施例子中，所述电压转换模块是独立模块，分别为AC220转 DC24V，DC24V转DC 3.3V以及DC5V。
电源转换模块为整个系统提供连续不断的电源，电源采用的是主控制箱提供的220V交流电。
在工作过程中，首先是传感器传输的电流信号，经过电流转电压模块，使其转化成0-5V电压信号，单片机AD转换接口通常采集的电压为0-5V左右，经过转化的电压信号直接连接到单片机的AD转换接口，所使用的单片机型号为 STC12C5A60S2，其本身拥有8个AD转化接口，在外加AD转换模块的情况下，其最多可以接收24组模拟量的输入。经过单片机处理之后的数据通过串口传输到数据发送模块；发送于接收模块采用的ZigBee通讯，实际上就是透传模式，因此要在单片机内部编写程序，使发出的信号复合modbus协议。而由于本产品主要功能是只发送数据到上位机装置，因此只需要满足modbus中的03功能码，即读取保持寄存器内部数据，在一个或多个保存寄存器中读取当前二进制数据。 Modbus通讯还有一点注意事项就是需要有读取和写入，那么就需要一个点使得下位机的数据是传输到上位机，而不是上位机把数据读入到下位机，那么就需要定义一个点，使单片机一直是处于输入数据到上位机的状态；由于本产品是把数据一只上传，因此定义了P0.0使之在单片机程序运行后，一直处于通电状态。在独立的电压模块中采用了电压转化电路，使之能够为单片机以及外部电器元件进行供电。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的近距离无线传输模块，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；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为本实用新型的系统结构图。
图2为本实用新型的控制器电路图。
图3为本实用新型的晶振电路图。
图4为本实用新型的复位电路图。
图5-1为本实用新型的5V转换电路图。
图5-2为本实用新型的3.3V转换电路图。
图6为本实用新型的电流转电压电路图。
图7为本实用新型的发送与接收模块电路图。
图8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，从机即由电源模块，单片机、电流转电压模块、稳压模块、IO输入模块。从机采集被测元件的电流信号，根据所选单片机的采集能力最多采集24组，如果想增多采集点可以更换单片机，或者增加单片机数量。接着是从机把处理好的数据通过串口的形式发送到数据发送模块，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；ZigBee网络传输模式具体见图8；数据接收模块可以接收这些下位机传输过来的数据，并通过串口的形式传输到上位机或者PLC。上位机与下位机有着相互传输数据的结构，本实用新型只是把下位机数据传输到上位机，这样防止数据在传输上发生错误。
在工作过程中，首先是传感器传输的电流信号，经过电流转电压模块，使其转化成0-5V电压信号，单片机AD转换接口通常采集的电压为0-5V左右，经过转化的电压信号直接连接到单片机的AD转换接口，所使用的单片机型号为 STC12C5A60S2，其本身拥有8个AD转化接口，在外加AD转换模块的情况下，其最多可以接收24组模拟量的输入。经过单片机处理之后的数据通过串口传输到数据发送模块；发送于接收模块采用的ZigBee通讯，实际上就是透传模式，因此要在单片机内部编写程序，使发出的信号复合modbus协议。而由于本产品主要功能是只发送数据到上位机装置，因此只需要满足modbus中的03功能码，即读取保持寄存器内部数据，在一个或多个保存寄存器中读取当前二进制数据。 Modbus通讯还有一点注意事项就是需要有读取和写入，那么就需要一个点使得下位机的数据是传输到上位机，而不是上位机把数据读入到下位机，那么就需要定义一个点，使单片机一直是处于输入数据到上位机的状态；由于本产品是把数据一只上传，因此定义了P0.0使之在单片机程序运行后，一直处于通电状态。在独立的电压模块中采用了电压转化电路，使之能够为单片机以及外部电器元件进行供电。
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STC12C5A60S2,STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期 (1T)的单片机。是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代单片机。其内部集成 MAX810专用复位电路，2路PWM，8位高速10位A/D转换，适用于强干扰场合。外围电路主要包括晶振、复位电路、放大电路与数据发送电路。用于与发送电路连接的端口为P3.0、P3.1。P0.0到P0.7为模拟量转换接口，用来连接放大电路。
图3为本实用新型的晶振电路图，控制器采用11.952MHZ晶振。图4为本实用新型的复位电路图，高电平复位。
图5-1为本实用新型的5V转换电路图。图5-2为本实用新型的3.3V转换电路图，DC5V为单片机提供电压，3.3V为数据发送模块提供电压。图6为本实用新型的流转电压电路图，其中包括稳压电路，使用LM358模块可以使转换后的电压稳定，从而保证传输到单片就的内部的电压是一个可靠值。
图7为本实用新型的发送于接收模块电路图，该模块采用的是深圳可蓝物联的LRF215无线传输模块，该模块的TX与RX用来接收单片机发送过来的数据，并通过自身的带有的天线把数据发送出去，这一套模块采用的是透传模式。
图8为ZigBee网络传输模式图，zigbee网络传输模式是常用的近程无线传输模式。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协议传输到上位机或者PLC。
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)
1.一种近距离的无线传输模块，其特征在于：所述近距离的无线传输模块包括两个板块：数据采集发送模块，数据接收传输模块；数据采集发送模块和数据接收传输模块通过无线或电连接的方式配合；
数据采集发送板块包括：单片机、电压转换模块、电流转电压模块、传输以及接收模块、稳压模块、IO输入模块；
电压转换模块、电流转电压模块、传输以及接收模块、稳压模块、IO输入模块均与单片机电连接；
数据接收传输板块包括：IO模块、电流转电压模块、采样以及稳压模块、发送模块；
IO模块、电流转电压模块、采样以及稳压模块、发送模块均与单片机电连接。
2.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：单片机采用STC12C5A60S2型单片机。
3.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：稳压模块采用的是LM358型双运算放大器。
4.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：电压转换模块使用的是LM2596集成性稳压芯片。
5.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：传输以及接收模块使用的是LRF215C型集成无线传输芯片；IO模块采用的是SH110-2.54型端子。
6.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：发送接收模块采用的是ZigBee无线传输模式，这种模式下可以有着大规模的数据传输以及安全性。
7.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：所述发送给上位机或者PLC的协议为modbus协议。
8.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：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。
9.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：所述数据传输距离应不超过30米。
10.根据权利要求1所述的近距离的无线传输模块，其特征在于：所述电压转换模块是独立模块，分别为AC220转DC24V，DC24V转DC 3.3V以及DC5V。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020447870.4U CN213023990U (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 一种近距离的无线传输模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020447870.4U CN213023990U (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 一种近距离的无线传输模块 |
Publications (1)
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| CN213023990U true CN213023990U (zh) | 2021-04-20 |
Family
ID=75442670
Family Applications (1)
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| CN202020447870.4U Active CN213023990U (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 一种近距离的无线传输模块 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-03-31 CN CN202020447870.4U patent/CN213023990U/zh active Active
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