CN215265076U - 一种无线模拟量传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无线模拟量传输系统，包括：发射端、以及与所述发射端连接的若干接收端，发射端包括：发射端主控电路、外部接口电路、以及发射端无线模块电路，接收端包括：接收端主控电路、数模转换电路、输出接口电路、以及接收端无线模块电路，发射端与接收端通过发射端无线模块电路以及接收端无线电路进行无线连接，发射端主控电路包括发射端MCU以及信号转换电路，接收端主控电路包括接收端MCU。本实用新型通过将电流信号转变为电压信号，再转变为数据信号，从而通过无线传输的方式发射到接收端，以此取代现有的有线传输方式进行数据传输，同时兼容原有仪器仪表的二线制接口，改造成本低，使用方便。

Description

一种无线模拟量传输系统

技术领域

本实用新型涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种无线模拟量传输系统。

背景技术

工业控制中，经常需要将温度、压力、速度、角度等各种非电物理量转换成模拟量电信号传输。其中，4-20mA电流信号是广泛应用的模拟量信号。该传输方式通讯方式简单，抗干扰能力强，具有比较可靠的故障诊断功能。采用电流信号的原因是不容易受干扰，并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限取4mA是为了避免干扰和给传感器提供电路的静态工作电流用。此外，因为当传输线因故障断路，环路电流降为0mA，所以0mA被用于断线检测，通常取2mA作为断线报警值。

使用4-20mA电流信号的仪器仪表接口是两线制，两根线既是电源线，需要提供24VDC电源给仪器仪表供电；也是信号线，输出为4-20MA电流信号给仪器仪表。然而，4-20mA电流信号需要通过导线传输。实际应用中，会遇到布线不便的问题。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种无线模拟量传输系统。

本实用新型的技术方案如下：提供一种无线模拟量传输系统，包括：发射端、以及与所述发射端连接的若干接收端，所述发射端包括：发射端主控电路、外部接口电路、以及发射端无线模块电路，所述发射端主控电路与外部接口电路以及发射端无线模块电路连接，所述接收端包括：接收端主控电路、数模转换电路、输出接口电路、以及接收端无线模块电路，所述接收端主控电路与数模转换电路以及接收端无线模块电路连接，所述数模转换电路与输出接口电路连接，所述发射端与接收端通过发射端无线模块电路以及接收端无线电路进行无线连接，所述发射端主控电路包括：发射端MCU、以及信号转换电路，所述信号转换电路与发射端MCU以及外部接口电路连接，所述接收端主控电路包括接收端MCU。

进一步地，所述发射端无线模块电路包括：无线模块U1、电容C6、电容C7以及天线ANT2，所述电容C6以及电容C7并联接入无线模块U1的第 1引脚与第2引脚之间，所述无线模块U1的第1引脚接入+5V电压，所述无线模块U1的第2引脚接地，所述无线模块U1的第9引脚与发射端MCU 的第15引脚连接，所述无线模块U1的第10引脚与发射端MCU的第16引脚连接，所述无线模块U1的第11引脚与发射端MCU的第17引脚连接，所述无线模块U1的第16引脚与天线ANT2连接，所述无线模块U1的第8引脚以及第15引脚接地，所述无线模块U1的型号为LORAF30。

进一步地，所述接收端无线模块电路包括：无线模块U2、电容C8、电容C9以及天线ANT1，所述电容C8以及电容C9并联接入无线模块U2的第 1引脚与第2引脚之间，所述无线模块U2的第1引脚接入+5V电压，所述无线模块U2的第2引脚接地，所述无线模块U21的第9引脚与接收端MCU 的第15引脚连接，所述无线模块U2的第10引脚与接收端MCU的第16引脚连接，所述无线模块U2的第11引脚与接收端MCU的第17引脚连接，所述无线模块U2的第16引脚与天线ANT1连接，所述无线模块U2第8引脚以及第15引脚接地，所述无线模块U2的型号为LORAF30。

进一步地，所述发射端还包括发射端开关信号输入电路，所述发射端开关信号输入电路与发射端MCU连接，所述发射端开关信号输入电路包括：拨码开关K5、电阻R20、电阻R22、电阻R23、电阻R25、电阻R26、电阻 R27、电阻R28、以及电阻R29，所述拨码开关K5的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第7引脚以及第8引脚接地，所述拨码开关K5的第16引脚与发射端MCU的第32引脚以及电阻R20的一端连接，所述拨码开关K5的第15引脚与发射端MCU的第33引脚以及电阻 R22的一端连接，所述拨码开关K5的第14引脚与发射端MCU的第38引脚以及电阻R23的一端连接，所述拨码开关K5的第13引脚与发射端MCU的第43引脚以及电阻R25的一端连接，所述拨码开关K5的第12引脚与发射端MCU的第45引脚以及电阻R26的一端连接，所述拨码开关K5的第11引脚与发射端MCU的第46引脚以及电阻R27的一端连接，所述拨码开关K5 的第10引脚与发射端MCU的第21引脚以及电阻R28的一端连接，所述拨码开关K5的第9引脚与发射端MCU的第22引脚以及电阻R29的一端连接，所述电阻R20的另一端、电阻R22的另一端、电阻R23的另一端、电阻R25 的另一端、电阻R26的另一端、电阻R27的另一端、电阻R28的另一端、以及电阻R29的另一端接入+3.3V电压。

进一步地，所述接收端还包括：接收端开关信号输入电路以及开关控制电路U7，所述开关控制电路U7与接收端MCU以及接收端开关信号输入电路连接，所述接收端开关信号输入电路包括：拨码开关K6、电阻R50、电阻R52、电阻R53、电阻R55、电阻R56、电阻R57、电阻R58、以及电阻R59，所述拨码开关K6的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第7引脚以及第8引脚接地，所述拨码开关K6的第16引脚与开关控制电路U7的第11引脚以及电阻R50的一端连接，所述拨码开关K6 的第15引脚与开关控制电路U7的第12引脚以及电阻R52的一端连接，所述拨码开关K6的第14引脚与开关控制电路U7的第13引脚以及电阻R53 的一端连接，所述拨码开关K6的第13引脚与开关控制电路U7的第14引脚以及电阻R55的一端连接，所述拨码开关K6的第12引脚与开关控制电路U7的第3引脚以及电阻R56的一端连接，所述拨码开关K6的第11引脚与开关控制电路U7的第4引脚以及电阻R57的一端连接，所述拨码开关K6 的第10引脚与开关控制电路U7第5引脚以及电阻R58的一端连接，所述拨码开关K6的第9引脚与开关控制电路U7的第6引脚以及电阻R59的一端连接，所述电阻R50的另一端、电阻R52的另一端、电阻R53的另一端、电阻R55的另一端、电阻R56的另一端、电阻R57的另一端、电阻R58的另一端、电阻R59的另一端、以及开关控制电路U7的第16引脚接入+3.3V 电压，所述开关控制电路U7的第1引脚与接收端MCU的第41引脚连接，所述开关控制电路U7的第2引脚与接收端MCU的第42引脚连接，所述开关控制电路U7的第9引脚与接收端MCU的第40引脚连接。

采用上述方案，本实用新型通过将电流信号转变为电压信号，再转变为数据信号，从而通过无线传输的方式发射到接收端，以此取代现有的有线传输方式进行数据传输，同时兼容原有仪器仪表的二线制接口，改造成本低，使用方便。

附图说明

图1为发射端的电路连接框图。

图2为外部接口电路的电路连接示意图。

图3为发射端无线模块电路的电路连接示意图。

图4为发射端MCU的电路连接示意图。

图5为信号转换电路的电路连接示意图。

图6为接收端的电路连接框图。

图7为接收端主控电路的电路连接示意图。

图8为数模转换电路的电路连接示意图。

图9为输出接口电路的电路连接示意图。

图10为接收端无线模块电路的电路连接示意图。

图11为发射端开关信号输入的电路连接示意图。

图12为开关控制模块的电路连接示意图。

图13为接收端开关信号输入电路的电路连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1至图10，本实用新型提供一种无线模拟量传输系统，包括：发射端、以及与所述发射端连接的若干接收端，所述发射端包括：发射端主控电路、外部接口电路、以及发射端无线模块电路。所述发射端主控电路与外部接口电路以及发射端无线模块电路连接。所述接收端包括：接收端主控电路、数模转换电路、输出接口电路、以及接收端无线模块电路。所述接收端主控电路与数模转换电路以及接收端无线模块电路连接，所述数模转换电路与输出接口电路连接。所述发射端与接收端通过发射端无线模块电路以及接收端无线电路进行无线连接。所述发射端主控电路包括：发射端MCU、以及信号转换电路，所述信号转换电路与发射端MCU以及外部接口电路连接。所述接收端主控电路包括接收端MCU。

发射端通过外部接口电路接收输入的4-20mA电流信号，通过信号转换电路将电流信号转换成电压信号，然后将电压信号传递到发射端MCU中，将电压信号转换成数据信号。发射端MCU将接收的数据信号传输到发射端无线模块电路，并将数据信号发射出去。接收端持续侦测无线信号，当接收到从发射端发射的信号时，通过接收端MCU将信号处理后发送到数模转换电路中，将电压信号转换成4-20mA电流信号，最后通过输出接口电路送出。本实用新型通过将电流信号转变为电压信号，再转变为数据信号，从而通过无线传输的方式发射到接收端，以此取代现有的有线传输方式进行数据传输，同时兼容原有仪器仪表的二线制接口，改造成本低，使用方便。

请参阅图3，所述发射端无线模块电路包括：无线模块U1、电容C6、电容C7以及天线ANT2。所述电容C6以及电容C7并联接入无线模块U1的第1引脚与第2引脚之间，所述无线模块U1的第1引脚接入+5V电压，所述无线模块U1的第2引脚接地。所述无线模块U1的第9引脚与发射端MCU 的第15引脚连接。所述无线模块U1的第10引脚与发射端MCU的第16引脚连接。所述无线模块U1的第11引脚与发射端MCU的第17引脚连接。所述无线模块U1的第16引脚与天线ANT2连接。所述无线模块U1的第8引脚以及第15引脚接地。所述无线模块U1的型号为LORAF30。所述发射端无线模块电路采用LoRa无线连接方式，具有功耗低、传输距离远的特点，在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

请参阅图10，所述接收端无线模块电路包括：无线模块U2、电容C8、电容C9以及天线ANT1。所述电容C8以及电容C9并联接入无线模块U2的第1引脚与第2引脚之间，所述无线模块U2的第1引脚接入+5V电压，所述无线模块U2的第2引脚接地。所述无线模块U21的第9引脚与接收端MCU 的第15引脚连接。所述无线模块U2的第10引脚与接收端MCU的第16引脚连接。所述无线模块U2的第11引脚与接收端MCU的第17引脚连接。所述无线模块U2的第16引脚与天线ANT1连接。所述无线模块U2第8引脚以及第15引脚接地。所述无线模块U2的型号为LORAF30。所述接收端无线模块电路采用LoRa无线连接方式，具有功耗低、传输距离远的特点，在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

请参阅图11，所述发射端还包括发射端开关信号输入电路。所述发射端开关信号输入电路与发射端MCU连接。所述发射端开关信号输入电路包括：拨码开关K5、电阻R20、电阻R22、电阻R23、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、以及电阻R29。所述拨码开关K5的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第7引脚以及第8引脚接地。所述拨码开关K5的第16引脚与发射端MCU的第32引脚以及电阻R20 的一端连接。所述拨码开关K5的第15引脚与发射端MCU的第33引脚以及电阻R22的一端连接。所述拨码开关K5的第14引脚与发射端MCU的第38 引脚以及电阻R23的一端连接。所述拨码开关K5的第13引脚与发射端MCU的第43引脚以及电阻R25的一端连接。所述拨码开关K5的第12引脚与发射端MCU的第45引脚以及电阻R26的一端连接。所述拨码开关K5的第11 引脚与发射端MCU的第46引脚以及电阻R27的一端连接。所述拨码开关K5 的第10引脚与发射端MCU的第21引脚以及电阻R28的一端连接。所述拨码开关K5的第9引脚与发射端MCU的第22引脚以及电阻R29的一端连接。所述电阻R20的另一端、电阻R22的另一端、电阻R23的另一端、电阻R25 的另一端、电阻R26的另一端、电阻R27的另一端、电阻R28的另一端、以及电阻R29的另一端接入+3.3V电压。通过设置发射端开关信号输入电路，使得本系统在传输模拟量的同时，也可以传输开关信号，提高本系统的兼容性。

请参阅图12、图13，所述接收端还包括：接收端开关信号输入电路以及开关控制电路U7。所述开关控制电路U7与接收端MCU以及接收端开关信号输入电路连接。所述接收端开关信号输入电路包括：拨码开关K6、电阻 R50、电阻R52、电阻R53、电阻R55、电阻R56、电阻R57、电阻R58、以及电阻R59。所述拨码开关K6的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第7引脚以及第8引脚接地。所述拨码开关K6 的第16引脚与开关控制电路U7的第11引脚以及电阻R50的一端连接。所述拨码开关K6的第15引脚与开关控制电路U7的第12引脚以及电阻R52 的一端连接。所述拨码开关K6的第14引脚与开关控制电路U7的第13引脚以及电阻R53的一端连接。所述拨码开关K6的第13引脚与开关控制电路U7的第14引脚以及电阻R55的一端连接。所述拨码开关K6的第12引脚与开关控制电路U7的第3引脚以及电阻R56的一端连接。所述拨码开关 K6的第11引脚与开关控制电路U7的第4引脚以及电阻R57的一端连接。所述拨码开关K6的第10引脚与开关控制电路U7第5引脚以及电阻R58的一端连接。所述拨码开关K6的第9引脚与开关控制电路U7的第6引脚以及电阻R59的一端连接。所述电阻R50的另一端、电阻R52的另一端、电阻R53的另一端、电阻R55的另一端、电阻R56的另一端、电阻R57的另一端、电阻R58的另一端、电阻R59的另一端、以及开关控制电路U7的第 16引脚接入+3.3V电压。所述开关控制电路U7的第1引脚与接收端MCU的第41引脚连接。所述开关控制电路U7的第2引脚与接收端MCU的第42引脚连接。所述开关控制电路U7的第9引脚与接收端MCU的第40引脚连接。通过设置接收端开关信号输入电路以及开关控制电路U7，使得本系统在传输模拟量的同时，也可以传输开关信号，提高本系统的兼容性。

综上所述，本实用新型通过将电流信号转变为电压信号，再转变为数据信号，从而通过无线传输的方式发射到接收端，以此取代现有的有线传输方式进行数据传输，同时兼容原有仪器仪表的二线制接口，改造成本低，使用方便。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无线模拟量传输系统，其特征在于，包括：发射端、以及与所述发射端连接的若干接收端，所述发射端包括：发射端主控电路、外部接口电路、以及发射端无线模块电路，所述发射端主控电路与外部接口电路以及发射端无线模块电路连接，所述接收端包括：接收端主控电路、数模转换电路、输出接口电路、以及接收端无线模块电路，所述接收端主控电路与数模转换电路以及接收端无线模块电路连接，所述数模转换电路与输出接口电路连接，所述发射端与接收端通过发射端无线模块电路以及接收端无线电路进行无线连接，所述发射端主控电路包括：发射端MCU、以及信号转换电路，所述信号转换电路与发射端MCU以及外部接口电路连接，所述接收端主控电路包括接收端MCU。

2.根据权利要求1所述的无线模拟量传输系统，其特征在于，所述发射端无线模块电路包括：无线模块U1、电容C6、电容C7以及天线ANT2，所述电容C6以及电容C7并联接入无线模块U1的第1引脚与第2引脚之间，所述无线模块U1的第1引脚接入+5V电压，所述无线模块U1的第2引脚接地，所述无线模块U1的第9引脚与发射端MCU的第15引脚连接，所述无线模块U1的第10引脚与发射端MCU的第16引脚连接，所述无线模块U1的第11引脚与发射端MCU的第17引脚连接，所述无线模块U1的第16引脚与天线ANT2连接，所述无线模块U1的第8引脚以及第15引脚接地，所述无线模块U1的型号为LORAF30。

3.根据权利要求1所述的无线模拟量传输系统，其特征在于，所述接收端无线模块电路包括：无线模块U2、电容C8、电容C9以及天线ANT1，所述电容C8以及电容C9并联接入无线模块U2的第1引脚与第2引脚之间，所述无线模块U2的第1引脚接入+5V电压，所述无线模块U2的第2引脚接地，所述无线模块U21的第9引脚与接收端MCU的第15引脚连接，所述无线模块U2的第10引脚与接收端MCU的第16引脚连接，所述无线模块U2的第11引脚与接收端MCU的第17引脚连接，所述无线模块U2的第16引脚与天线ANT1连接，所述无线模块U2第8引脚以及第15引脚接地，所述无线模块U2的型号为LORAF30。

4.根据权利要求1所述的无线模拟量传输系统，其特征在于，所述发射端还包括发射端开关信号输入电路，所述发射端开关信号输入电路与发射端MCU连接，所述发射端开关信号输入电路包括：拨码开关K5、电阻R20、电阻R22、电阻R23、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、以及电阻R29，所述拨码开关K5的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第7引脚以及第8引脚接地，所述拨码开关K5的第16引脚与发射端MCU的第32引脚以及电阻R20的一端连接，所述拨码开关K5的第15引脚与发射端MCU的第33引脚以及电阻R22的一端连接，所述拨码开关K5的第14引脚与发射端MCU的第38引脚以及电阻R23的一端连接，所述拨码开关K5的第13引脚与发射端MCU的第43引脚以及电阻R25的一端连接，所述拨码开关K5的第12引脚与发射端MCU的第45引脚以及电阻R26的一端连接，所述拨码开关K5的第11引脚与发射端MCU的第46引脚以及电阻R27的一端连接，所述拨码开关K5的第10引脚与发射端MCU的第21引脚以及电阻R28的一端连接，所述拨码开关K5的第9引脚与发射端MCU的第22引脚以及电阻R29的一端连接，所述电阻R20的另一端、电阻R22的另一端、电阻R23的另一端、电阻R25的另一端、电阻R26的另一端、电阻R27的另一端、电阻R28的另一端、以及电阻R29的另一端接入+3.3V电压。

5.根据权利要求1所述的无线模拟量传输系统，其特征在于，所述接收端还包括：接收端开关信号输入电路以及开关控制电路U7，所述开关控制电路U7与接收端MCU以及接收端开关信号输入电路连接，所述接收端开关信号输入电路包括：拨码开关K6、电阻R50、电阻R52、电阻R53、电阻R55、电阻R56、电阻R57、电阻R58、以及电阻R59，所述拨码开关K6的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第7引脚以及第8引脚接地，所述拨码开关K6的第16引脚与开关控制电路U7的第11引脚以及电阻R50的一端连接，所述拨码开关K6的第15引脚与开关控制电路U7的第12引脚以及电阻R52的一端连接，所述拨码开关K6的第14引脚与开关控制电路U7的第13引脚以及电阻R53的一端连接，所述拨码开关K6的第13引脚与开关控制电路U7的第14引脚以及电阻R55的一端连接，所述拨码开关K6的第12引脚与开关控制电路U7的第3引脚以及电阻R56的一端连接，所述拨码开关K6的第11引脚与开关控制电路U7的第4引脚以及电阻R57的一端连接，所述拨码开关K6的第10引脚与开关控制电路U7第5引脚以及电阻R58的一端连接，所述拨码开关K6的第9引脚与开关控制电路U7的第6引脚以及电阻R59的一端连接，所述电阻R50的另一端、电阻R52的另一端、电阻R53的另一端、电阻R55的另一端、电阻R56的另一端、电阻R57的另一端、电阻R58的另一端、电阻R59的另一端、以及开关控制电路U7的第16引脚接入+3.3V电压，所述开关控制电路U7的第1引脚与接收端MCU的第41引脚连接，所述开关控制电路U7的第2引脚与接收端MCU的第42引脚连接，所述开关控制电路U7的第9引脚与接收端MCU的第40引脚连接。

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