CN2629369Y - 可重配置型数据采集与无线通信终端设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的是一种可重配置型数据采集与无线通信终端设备。其结构是由信号调理电路、量程调整与A/D电路、单片机电路、通信控制接口、GSM调制解调器、I/O电路组成，其中信号调理电路输出端与量程调整与A/D电路的输入端相接，量程调整与A/D电路中的模拟量/数字量转换器U1－6的输出端PB0－PB7与I/O电路中的并行接口电路U3－2的输入端PB0－PB7对应相接，单片机电路的输入/出端与I/O电路的输出/入端相接，单片机电路的输出端与通信控制接口的输入端相接，通信控制接口的输出端与GSM调制解调器的输入端相接。优点：它能够通过通信链路，对远程或分布的数据采集与无线通信终端设备实施参数调整、量程标定、工作组态等功能，实现了远程工作组态和无线通信传输两种功能的组合。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种用于水文遥测、矿山安全实时远程监控的功能可重新配置型数据采集与无线通信终端设备。属于信息处理与通信技术领域。
背景技术
利用超短波、微波、卫星、扩展频谱、流星余迹等无线通信手段进行遥测，已广泛地应用于水文遥测、矿山安全实时远程监控、电网系统监控、高速公路集中监视、车辆监控与调度、城市供水系统监控、环境自动监测等领域。目前随着我国邮电公用数字移动通信系统(GSM)的普及和租用费用的降低，基于GSM的工业遥测与数据传输系统很快地发展起来了，由于不需要另外建设专用的无线通信网络，使得系统的一次投入经费大大降低，而且GSM系统具有工作稳定可靠、通信协议开放等优点。目前市面现有的基于GSM的工业遥测与数据传输终端是一种将采集的数据仅仅进行传输的设备，但在水文遥测以及矿山安全实时远程监控应用中，遥测站无人值守且分布分散，被测量动态范围较大，这些特点要求遥测站设备不仅具有工作稳定可靠的通信信道，而且要求具有远程工作组态、功能可重配置的数据采集处理与无线通信传输两种功能有机组合的装置。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种采用89C58嵌入式单片机、GSM通信模块等器件，为水文遥测以及矿山安全实时远程监控而设计的可重配置型数据采集与无线通信终端设备。本实用新型的技术解决方案：其结构是由信号调理电路、量程调整与A/D电路、单片机电路、通信控制接口、GSM调制解调器、I/O电路组成，其中信号调理电路中的运算放大器U1-3的输出端经过电阻R1-11与量程调整与A/D电路中的程序控制电路U1-4的输入端VH2相连接；量程调整与A/D电路中的模拟量/数字量转换器U1-6的输出端PB0-PB7与I/O电路中的并行接口电路U3-2的输入端PB0-PB7对应相接，单片机电路中的单片机U2-1输出/入端与I/O电路中的并行接口电路U3-2的输入/出端DB0～DB7对应相接；单片机电路中的闪烁存储器电路U2-3的输出端(D0～D7)与通信控制接口中的通信控制接口电路U2-4输入端D0～D7对应连接；GSM调制解调器中的GSM调制解调器模块U2-11的RS232数据口与通信控制接口中的通信控制接口电路U2-4的接口RXA、TXA对应相接。
本实用新型的优点：它能够通过通信链路，对远程或分布的数据采集与无线通信终端设备实施参数调整、量程标定、工作组态等功能，实现了远程工作组态和无线通信传输两种功能的组合。可重配置型数据采集与无线通信终端设备的主要技术性能：网络拓扑：点对点/点对多点/树状网络；操作模式：主台模式/属台模式/中继模式；通信体制：GSM；通信方式：自报式/应答式/紧急事故告警式；通信协议：SMS协议；传输功率：100mW；I/O数据传输速率：RS-232：115.2Kbps/USB：512Kbps；模拟量输入：4～20mA/0～5V/0～1V/0～100mV；开关量输入：8路，无源接点/有源接点；在线量程转换数：6种；供电：直流12～24VDC/太阳能电池；使用条件：环境温度-45～+80℃，相对湿度5％～95％；外形尺寸：185×120×75mm3。
附图说明
附图1是本实用新型的实施例结构示图，其中
图1(a)是信号调理、量程调整与A/D电路原理图。
图1(b)是单片机、通信控制、GSM调制解调器电路原理图。
图1(c)是I/O电路原理图。
附图2是本实用新型的原理方框图。
图中的1”是信号调理电路、2”是量程调整与A/D电路、3”是单片机电路、4”是通信控制接口、5”是GSM调制解调器、6”是I/O电路。
具体实施方式
对照附图2，信号调理电路中的运算放大器U1-3的输出端经过电阻R1-11与量程调整与A/D电路中的程序控制电路U1-4的输入端VH2相连接；量程调整与A/D电路中的模拟量/数字量转换器U1-6的输出端PB0-PB7与I/O电路中的并行接口电路U3-2的输入端PB0-PB7对应相接，单片机电路中的单片机U2-1输出/入端接至I/O电路中的并行接口电路U3-2的输入/出端DB0～DB7对应相接；单片机电路中的闪烁存储器电路U2-3的输出端(D0～D7)与通信控制接口中的通信控制接口电路U2-4输入端D0～D7对应连接；GSM调制解调器中的GSM调制解调器模块U2-11的RS232数据口与通信控制接口中的通信控制接口电路U2-4的接口RXA、TXA对应相接。
对照附图1(a)、1(c)，集成电路U1-1～U1-3组成信号调理电路1”，输入信号经电容C1、电阻R1-4、R1-5送入放大器U1-2(型号：LF412)，电阻R1-1、R1-2、R1-3、R1-8、V1-0是分压电路，放大器U1-2的输出经电阻R1-9送入下一级放大器U1-3(型号：LF412)，放大器U1-1(型号：X9241U)为一精密稳压集成电路，其输出的5V直流电压精度达20ppm，从而降低了电源波动对输入信号的影响。放大器U1-3的输出经电阻R1-11与量程调整与A/D电路2”中的程序控制电路U1-4(型号：X9241U)的接口VH2端相连接。
集成电路U1-4～U1-6组成量程调整与A/D电路2”。其中程序控制电路U1-4、放大器U1-5组成量程调整电路，程序控制电路U1-4(型号：X9241U)内部集成了四个非易失性EEPOT，其中每一个EEPOT包含有63个电阻单元，一个滑动端计数寄存器(WCR)和四个可以由用户读出和写入的8位数据寄存器，滑动端计数寄存器的内容用来控制滑动端在电阻阵列中的位置，并且可以和数据寄存器之间进行双向的数据传输。本实用新型利用了滑动端计数寄存器和数据寄存器间的双向数据传输功能，通过单片机U2-1的输出口P1.6、P1.7向滑动端计数寄存器写入数据程序控制电路U1-4的输入端SDA、SDB)，从而实现了六种量程的在线转换。
集成电路模拟量/数字量转换器U1-6、稳压管Z2组成A/D电路，模拟量/数字量转换器U1-6(型号：ICL7136)属于微功耗单片三位半A/D转换器，采用外基准电压，由稳压管Z2(型号：ICL8069)提供的1.2V基准电压源，通过电阻R1-16、R1-17、VR2分压后得到基准电压UREF＝100.0mV。U1-6的A/D输出接至I/O电路的光隔U3-2的接口PB0～PB7。
对照附图1(b)，单片机电路3”中的集成电路U2-1～U2-9组成单片机电路。单片机U2-1(型号：89C58)的接口P00～P07与地址锁存器U2-2(型号：74H373)的接口D0～D7对应连接，单片机U2-1的接口P20～P27与闪烁存储器电路U2-3(型号：62C256)的接口A8～A15对应连接。地址锁存器U2-2的接口Q0～Q7与闪烁存储器电路U2-3的地址线A0～A7对应连接。
闪烁存储器电路U2-3的接口A0～A7对应连接。闪烁存储器电路U2-3的接口D0～D7与通信控制接口U2-4(型号：ST16C552)的接口D0～D7对应连接。RS232电路U2-7的接口CS、SO分别连接单片机U2-1的输出口P1.6、P1.7，RS232电路U2-5的接口RST与反相器U2-10的接口(RST)对应连接。
单片机电路3”通过闪烁存储器电路U2-3的数据输出口DB0～DB7与通信控制接口U2-4的数据输入口D0～D7对应连接，通信控制接口U2-4完成对GSM调制解调器模块U2-11的初始化和短消息的收发功能。接收和发送数据的格式是按照PDU格式进行，控制命令采用AT贺氏指令。GSM调制解调器模块U2-11采用摩托罗拉公司的d15GSM900/1800，调制解调器模块U2-11的RS232数据口与通信控制接口U2-4的RXA、TXA端对应相接。
Claims (4)
1、可重配置型数据采集与无线通信终端设备，其特征是由信号调理电路(1”)、量程调整与A/D电路(2”)、单片机电路(3”)、通信控制接口(4”)、GSM调制解调器(5”)、I/O电路(6”)组成，其中信号调理电路(1”)中的运算放大器U1-3的输出端经过电阻(R1-11)与量程调整与A/D电路(2”)中的程序控制电路U1-4的输入端VH2相连接；量程调整与A/D电路(2”)中的模拟量/数字量转换器U1-6的输出端(PB0-PB7)与I/O电路(6”)中的并行接口电路U3-2的输入端(PB0-PB7)对应相接，单片机电路(3”)中的单片机U2-1输出/入端与I/O电路(6”)中的并行接口电路U3-2的输入/出端(DB0～DB7)对应相接；单片机电路(3”)中的闪烁存储器电路U2-3的输出端(D0～D7)与通信控制接口(4”)中的通信控制接口电路U2-4输入端(D0～D7)对应连接；GSM调制解调器(5”)中的GSM调制解调器模块U2-11的RS232数据口与通信控制接口(4”)中的通信控制接口电路U2-4的接口(RXA)、(TXA)对应相接。
2、根据权利要求1所述的可重配置型数据采集与无线通信终端设备，其特征是信号调理电路1”由集成电路U1-1～U1-3组成，其输入信号经电容(C1)、电阻(R1-4)、(R1-5)送入放大器U1-2，放大器U1-2的输出经电阻(R1-9)接放大器U1-3的输入端。
3、根据权利要求1所述的可重配置型数据采集与无线通信终端设备，其特征是量程调整与A/D电路(2”)中的程序控制电路U1-4、放大器U1-5组成量程调整电路，模拟量/数字量转换器U1-6、稳压管Z2组成A/D电路。
4、根据权利要求1所述的可重配置型数据采集与无线通信终端设备，其特征是单片机电路3”由集成电路U2-1～U2-9组成，单片机U2-1的接口(P00)～(P07)与地址锁存器U2-2的接口(D0)～(D7)对应连接，单片机U2-1的接口(P20)～(P27)与闪烁存储器电路U2-3的接口(A8)～(A15)对应连接，地址锁存器U2-2的接口(Q0)～(Q7)与闪烁存储器电路U2-3的接口(A0)～(A7)对应连接，闪烁存储器电路U2-3的接口(D0)～(D7)与通信控制接口电路U2-4的接口(D0)～(D7)对应连接，RS232电路U2-7的接口(CS)、(SO)分别连接单片机U2-1的输出口(P1.6)、(P1.7)，触发控制电路U2-5的接口(RST)与反相器U2-10的接口(RST)对应连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102385331A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-03-21 | 淮南万泰电子股份有限公司 | 电控箱的信号采集语音功放模块 |
| CN106970567A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-21 | 深圳市蟠桃树科技有限公司 | 一种可配置无线数据采集装置及其实现方法 |
| CN106982261A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-07-25 | 深圳市蟠桃树科技有限公司 | 一种远程数据采集系统 |
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2003
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