CN218788228U - 一种无线传输的压力变送器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线传输的压力变送器装置，包括压力变送器、发送终端及接收终端，压力变送器与发送终端通过线缆连接，发送终端与接收终端无线连接，发送终端包括发送主板、与发送主板相连的数据发送扩展板，接收终端包括接收主板、与接收主板相连的数据接收扩展板；发送主板与接收主板结构相同，发送主板、接收主板上均设置有控制器及与控制器相连的LoRa无线模组。本实用新型能够实现一个压力变送器应用于多个独立系统以及实现有线、无线系统混合组网的组网方式。

Description

一种无线传输的压力变送器装置

技术领域

本实用新型涉及变送器技术领域，更具体的说，是一种无线传输的压力变送器装置。

背景技术

现代工业自动化领域越来越依赖传感器，随着科学技术的不断进步，传统的模拟量传感器逐步向数字化通讯的传感器演变，有线的传输方式逐步向无线的传输方式演变。另外，随着传感器数量的不断增多，工业自动化工厂所获得的数据会呈几何式增长，而同一传感器所送出的数据也可能报送至多个毫无关联的跨部门独立系统进行数据分析。

传统的线缆式模拟量远传式传感器，只能有一个采集模块采集数据，且数据只能提供给同一套系统使用。当多个系统需要使用时，一方面由于布线距离的限制制约了采集系统数量上的扩展，另一方面多个系统同时在一个有线的信号回路上采集数据，会容易形成相互干扰，导致数据采集失真。因而当多个系统需要使用时，需要在同一个回路上采集信号。

目前常用的RS485 Modbus-RTU数据通讯式传感器，只能实现一对一的数据交互，并且必须是基于线缆传输，较难实现扩展至多个独立系统内应用。

目前无线发送数据的传感器主要是基于通讯运行商及云平台服务器的无线仪表及自建网络式的无线系统。自建网络式的无线系统多是一对一或多对一式的自建网络系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无线传输的压力变送器装置，能够实现一个压力变送器应用于多个独立系统以及实现有线、无线系统混合组网的组网方式。

其技术方案如下：

一种无线传输的压力变送器装置，包括压力变送器、发送终端及接收终端，压力变送器与发送终端通过线缆连接，发送终端与接收终端无线连接，发送终端包括发送主板、与发送主板相连的数据发送扩展板，接收终端包括接收主板、与接收主板相连的数据接收扩展板；发送主板与接收主板结构相同，发送主板、接收主板上均设置有控制器及与控制器相连的LoRa无线模组。

在一实施例中，所述发送终端还包括发送壳体、发送壳盖及充电电池，发送壳体与发送壳盖相配合，发送壳体与发送壳盖之间形成容置空腔，发送主板、数据发送扩展板及充电电池均置于容置空腔内，充电电池与数据发送扩展板相连。

在一实施例中，所述发送壳体上设置有充电接口，所述充电接口与数据发送扩展板相连；充电电池为压力变送器供电。

在一实施例中，所述数据发送扩展板上设置有模数转换器，所述压力变送器与模数转换器相连，模数转换器与发送主板相连。

在一实施例中，所述接收终端还包括接收壳体、接收壳盖及RS485模块，RS485模块设置于数据接收扩展板上，接收壳体与接收壳盖相配合，接收壳体与接收壳盖之间形成容置空腔，接收主板及数据接收扩展板均置于容置空腔内。

在一实施例中，所述数据接收扩展板上还设置有PWM模块，PWM模块与接收主板相连。

在一实施例中，所述数据接收扩展板上还设置有电源模块及蜂鸣器，电源模块为接收终端供电。

在一实施例中，发送主板、接收主板上设置有显示屏、按键、通讯接口及蜂鸣器连接接口。

在一实施例中，压力变送器装置还包括无线中继器，发送终端与无线中继器相连，无线中继器与接收终端无线连接。

在一实施例中，压力变送器装置还包括无线压力变送器整机，无线压力变送器整机与接收终端无线连接；接收终端可为多个，发送终端分别与多个接收终端无线连接。

下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

压力变送器装置的压力变送器与发送终端通过线缆有线连接，发送终端与接收终端无线连接。发送终端接收压力变送器检测的压力变化数据后，通过线缆将压力数据传输至发送终端，发送终端将数据无线传输至接收终端，接收终端将数据无线传输至上位机系统。

接收终端及发送终端均是基于LoRa的无线发送仪表，是一个可自建网络的小型系统。压力变送器、发送终端及接收终端可实现一对一的模拟信号输出系统。当一台压力变送器的数据需要提供给多个独立的上位机系统使用时，可设置多个接收终端，并将多个接收终端的本地地址设置为相同的地址，便可同时接收来自同一台发送终端发送的数据，从而实现一对多的模拟信号输出。本实用新型压力变送器装置能够实现一个压力变送器应用于多个独立系统以及实现有线、无线系统混合组网的组网方式。

附图说明

图1是本实用新型的压力变送器装置的结构示意图；

图2是本实用新型的接收主板或发送主板的结构示意图；

图3是本实用新型的数据发送扩展板的结构示意图；

图4是本实用新型的数据接收扩展板的结构示意图；

图5是本实用新型的发送终端的结构示意图；

图6是本实用新型的接收终端的结构示意图；

图7是一实施例中的压力变送器装置的结构示意图；

图8是另一实施例的压力变送器装置的结构示意图；

图9是再一实施例中的压力变送器装置的结构示意图；

附图标记说明：

1、压力变送器；2、发送终端；3、接收终端；21、发送主板；22、数据发送扩展板；23、发送壳体；24、发送壳盖；25、充电电池；26、充电接口；27、天线；28、模数转换器；210、控制器；211、LoRa无线模组；212、显示屏；213、按键；214、蜂鸣器连接接口；215、传感器串口通讯接口；216、串口通讯接口；29、显示窗口；30、接收主板；31、数据接收扩展板；32、接收壳体；33、接收壳盖；34、RS485模块；35、PWM模块；36、电源模块；37、蜂鸣器；4、无线中继器；5、无线压力变送器整机。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“中”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实施例公开了一种无线传输的压力变送器装置，包括压力变送器1、发送终端2及接收终端3，压力变送器1与发送终端2通过线缆连接，发送终端2与接收终端3无线连接。接收终端3可通过有线传输方式与各种类型的上位机系统相连，如PLC系统、分布式集散系统、工控机等。

压力变送器1用于实时在线感知现场工业系统内受测介质的压力变化，并将测得的当前的压力物理量转换成标准的模拟信号。然后压力变送器1通过线缆把与压力物理量成正比例变化的模拟量信号传输至发送终端2。

如图5所示，本实施例的发送终端2包括发送主板21、与发送主板21相连的数据发送扩展板22、发送壳体23、发送壳盖24及充电电池25。其中，发送壳体23与发送壳盖24相配合，发送壳体23与发送壳盖24之间形成容置空腔，发送主板21、数据发送扩展板22及充电电池25均置于容置空腔内。充电电池25与数据发送扩展板22相连。所述发送壳体23上设置有充电接口26，所述充电接口26与数据发送扩展板22相连。充电电池25为压力变送器1供电，通过充电接口26可为充电电池25供电。发送壳体23上设置有天线27，天线27与发送主板21电连接。

进一步地，如图3所示，所述数据发送扩展板22上设置有模数转换器28(ADC)，所述压力变送器1与模数转换器28相连，模数转换器28与发送主板21相连。优选地，如图2所示，发送主板21上设置有控制器210、与控制器210相连的LoRa无线模组211、显示屏212、按键213、通讯接口及蜂鸣器连接接口214。其中，控制器210为MCU。发送主板21上的通讯接口至少为三个，分别为用于连接变送器的传感器串口通讯接口215，用于连接数据发送扩展板22的串口通讯接口216，用于连接数据接收扩展板31的串口通讯接口216。

本实施例在发送壳盖24上设置有显示窗口29，发送主板21上的显示屏212置于显示窗口29处，并通过显示窗口29显示。显示屏212用于实时显示压力变送器1发送的检测得到的参数数据。显示屏212还可显示当前的充电电池25的电量。

发送终端2可把接收到的压力变送器1检测得到的数据转换成数字信号并以无线通讯方式发送出去。无线发送的时间间隔可以根据需要进行设置，无线发送的时间间隔最短为每隔100ms发送一次，最长为99999ms。充电电池25的电压为3.7V，容量为10500mAh。

发送终端2还可设置无线网络的传输参数、设置本发送终端2的网络地址、设置发送的网络目的地址，还可设置其工作模式，工作模式有两种：低功耗模式、常规供电模式。

如图3、图6所示，接收终端3包括接收主板30、与接收主板30相连的数据接收扩展板31、接收壳体32、接收壳盖33及RS485模块34。其中，RS485模块34设置于数据接收扩展板31上，接收壳体与接收壳盖33相配合，接收壳体与接收壳盖33之间形成容置空腔，接收主板30及数据接收扩展板31均置于容置空腔内。所述数据接收扩展板31上还设置有PWM模块35，PWM模块35与接收主板30相连。数据接收主板30上还设置有电源模块36及蜂鸣器37，电源模块36为接收终端3供电。

接收终端3的接收主板30与发送终端2的发送主板21结构相同。接收主板30上设置有控制器210、与控制器210相连的LoRa无线模组211、显示屏212、按键213、通讯接口及蜂鸣器37连接接口214。其中，控制器210为MCU。接收主板30上的通讯接口至少为三个，分别为传感器串口通讯接口215，用于连接数据发送扩展板22的串口通讯接口216，用于连接数据接收扩展板31的串口通讯接口216。接收壳盖33上设置有显示窗口29，接收主板30上的显示屏212置于显示窗口29处，并通过显示窗口29显示。接收壳体32上设置有天线27，天线27与接收主板30电连接。

接收主板30的显示屏212可用于实时显示接收终端3发送的压力变送器1检测得到的压力参数，并可将接收到的压力参数转换成不同的输出模式：电流型模型量信号、电压型模拟量信号、RS485Modbus-RTU数字信号。在模拟量信号模式时，当发送终端2在低电或故障时均会通过蜂鸣器37告警。接收终端3可检测发送终端2的剩余电量、可设置无线网络的传输参数、可设置本接收终端3的网络地址、设置发送目的地的网络地址。还可切换工作模式，如中继器模式及网关模式。

本实施例的发送主板21与接收主板30可通过操作切换成多种工作模式：发送模式、转换成模拟量输出的接收模式、转换成RS485Modbus-RTU数字通讯的接收模式、延长无线通讯距离的中继模式。其中，在发送模式下，用于接收到与压力物理量按比例变化的模拟量信号，实时的显示于屏幕上，并将其转换成数字信号并以无线通讯的方式发送出去。

接收终端3、发送终端2的无线发送模式是采用工作频率为433MHz的LoRa无线通讯方式，该通讯方式具有低功耗、传输距离远以及可自组网等特点。本实施例的发送终端2，在每秒发送五个数据，使用10500mAh的充电工作模式下，工作时长可到80至100小时，其传输距离最远达500米。在通过修改网络参数、降低传输速率后，最远传输距离达10公里。

在一实施例中，压力变送器1装置还包括无线中继器4，发送终端2与无线中继器4相连，无线中继器4与接收终端3无线连接。

在另一实施例中，压力变送器1装置还包括无线压力变送器整机5，无线压力变送器整机5与接收终端3无线连接。接收终端3可为多个，发送终端2分别与多个接收终端3无线连接。

本实施例的压力变送器装置是一个可以自建网络的小型系统，其能达到以下几种典型的网络系统：

(1)一对一的模拟信号输出系统。如图1所示，一个压力变送器1通过线缆有线连接于一个发送终端2，一个发送终端2发送无线信号至一个接收终端3，接收终端3接收数据后转换成一组模拟信号输出至上位机系统。

(2)一对一或多对一的数字通讯输出系统。如图7所示，多组压力变送器1(或无线压力变送器整机5)及发送终端2，把其设置为同一个通讯网络段及唯一的网络地址，发送至同一个接收终端3，接收终端3以RS485 Modbus_RTU的数字通讯方式把所有压力变送器1(或无线压力变送器整机5)的数据输出至上位机系统。

(3)无线中继器4模式。如图8所示，当信号干扰较大导致传输信号较差时，在发送终端2(或无线压力变送器整机5)与接收终端3之间加入一台无线中继器4。然后把发送终端2(或无线压力变送器整机5)的目的发送地址设置为无线中继器4的本机地址，把无线中继器4的目的地发送地址设置为接收终端3本机地址，通过无线中继器4实现增强信号或延长无线通讯距离的中继功能。

(4)一对多的输出系统。如图9所示，当一台压力变送器1的数据需要提供个多个独立的系统使用时，只需要把多个接收终端3的本机地址设置为相同地址，多个接收终端3即可同时接收来自同一台发送终端2发送的数据。通过以上设置，可按需采集模拟信号或数字信号的数据。

本实施例的无线压力变送器整机5上的主板与接收主板30、发送主板21的结构相同，其上设置有LoRa无线模组用于无线传输。本实施例的压力变送器1装置可实现多种组网模式，满足客户的不同使用需求。通过设置无线中继器4可解决布线难和传输距离的问题。本实施例能够实现现场实时传输、长距离无线通讯，由于是自建网络的小型系统，还可解决数据的安全性问题。同时一个压力变送器1检测的数据可供多个独立系统使用，实现有线与无线的混合组网。

在本实施例中，每一个发送终端2的本地网络ID都是唯一的，而多个接收终端3的本机网络ID也可设置成相同的，从而接收来自同一个发送终端2发送的数据。每一个发送终端2、接收终端3都设置了通讯协议、载波频率、通讯频率、通讯宽带、本地网络ID、发送目的ID。发送终端2与接收终端3的通讯协议、载波频率、通讯速率、通讯带宽必须一致才能进行通讯。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线传输的压力变送器装置，其特征在于，包括压力变送器、发送终端及接收终端，压力变送器与发送终端通过线缆连接，发送终端与接收终端无线连接，发送终端包括发送主板、与发送主板相连的数据发送扩展板，接收终端包括接收主板、与接收主板相连的数据接收扩展板；发送主板与接收主板结构相同，发送主板、接收主板上均设置有控制器及与控制器相连的LoRa无线模组。

2.如权利要求1所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，所述发送终端还包括发送壳体、发送壳盖及充电电池，发送壳体与发送壳盖相配合，发送壳体与发送壳盖之间形成容置空腔，发送主板、数据发送扩展板及充电电池均置于容置空腔内，充电电池与数据发送扩展板相连。

3.如权利要求2所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，所述发送壳体上设置有充电接口，所述充电接口与数据发送扩展板相连；充电电池为压力变送器供电。

4.如权利要求2所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，所述数据发送扩展板上设置有模数转换器，所述压力变送器与模数转换器相连，模数转换器与发送主板相连。

5.如权利要求1所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，所述接收终端还包括接收壳体、接收壳盖及RS485模块，RS485模块设置于数据接收扩展板上，接收壳体与接收壳盖相配合，接收壳体与接收壳盖之间形成容置空腔，接收主板及数据接收扩展板均置于容置空腔内。

6.如权利要求5所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，所述数据接收扩展板上还设置有PWM模块，PWM模块与接收主板相连。

7.如权利要求5所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，所述数据接收扩展板上还设置有电源模块及蜂鸣器，电源模块为接收终端供电。

8.如权利要求5所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，接收主板、发送主板上设置有显示屏、按键、通讯接口及蜂鸣器连接接口。

9.如权利要求1至8任一项所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，压力变送器装置还包括无线中继器，发送终端与无线中继器相连，无线中继器与接收终端无线连接。

10.如权利要求1至8任一项所述的无线传输的压力变送器装置，其特征在于，压力变送器装置还包括无线压力变送器整机，无线压力变送器整机与接收终端无线连接；接收终端可为多个，发送终端分别与多个接收终端无线连接。

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