一種基于wia無線網絡的多通道模擬量采集遠程控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)無線通信網絡，具體地說是一種基于WIA無線網絡的多通道模擬量采集遠程控制器。
【背景技術】
[0002]工業(yè)控制網絡的發(fā)展經歷了從傳統(tǒng)控制網絡到現(xiàn)場總線，再到目前廣泛研宄的無線網絡的過程。近年來，隨著工業(yè)無線網絡標準逐漸成熟，工業(yè)無線通信系統(tǒng)不斷發(fā)展，但在某些應用場合，工業(yè)無線網絡并不能完成取代有線工業(yè)網絡，而是與有線網絡共存，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，這就需要工業(yè)無線通信設備即具有無線通信接口，又具有有線設備通信的接口。
[0003]目前WIA-PA工業(yè)無線設備中，遠程控制器只具有數(shù)字量輸入輸出接口及無線接口，用于監(jiān)視現(xiàn)場設備狀態(tài)、啟?？刂萍芭c無線儀表的通信，若工業(yè)現(xiàn)場無法安裝無線儀表，而只有有線儀表時，現(xiàn)有的遠程控制器無法采集有線儀表信號，目前大部分有線儀表都具有4?20mA變送器接口，所以具有4?20mA模擬量采集的無線通信設備，可以實現(xiàn)無線及有線儀表的數(shù)據(jù)采集，具備更廣闊的應用前景。
【實用新型內容】
[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種能夠采集多通道模擬量信號的基于WIA-PA無線網絡的遠程控制器。
[0005]本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是:
[0006]一種基于WIA無線網絡的多通道模擬量采集遠程控制器，包括數(shù)字量輸入輸出模塊連接處理器模塊，用于采集現(xiàn)場狀態(tài)信息以及現(xiàn)場設備的啟停控制；本地通信模塊連接處理器模塊，與處理器模塊進行雙向通信；WIA無線通信模塊連接處理器模塊，通過串口與處理器模塊進行雙向通信，通過天線與無線設備通信，交換控制信息以及收發(fā)采集數(shù)據(jù)；多通道模擬量采集模塊連接處理器模塊，采集現(xiàn)場設備的模擬量輸入信號，發(fā)送至處理器模塊。
[0007]所述多通道模擬量采集模塊中，信號防護電路、采樣電阻、信號濾波電路、電壓跟隨器、AD轉換電路、數(shù)據(jù)隔離電路和處理器模塊依次連接，模擬量信號通過采樣電阻將電流信號轉換成電壓信號，通過濾波器消除現(xiàn)場信號的噪聲干擾，通過電壓跟隨器實現(xiàn)高低阻抗變換，通過AD轉換電路將電壓信號轉換成數(shù)字信號后經過數(shù)據(jù)隔離電路發(fā)送至處理器豐旲塊。
[0008]所述信號防護電路包括熱敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管，用于過流保護及過壓保護。
[0009]所述數(shù)字量輸入輸出模塊包括數(shù)字量輸入接口和數(shù)字量輸出接口，所述數(shù)字量輸入接口用于采集現(xiàn)場狀態(tài)信息；所述數(shù)字量輸出接口用于現(xiàn)場設備的啟?？刂?。
[0010]電源管理模塊連接數(shù)字量輸入輸出模塊、本地通信模塊、WIA無線通信模塊、多通道模擬量采集模塊，對所述模塊進行供電管理。
[0011 ] 所述電源管理模塊包括順序連接的電源防護電路、電源濾波電路、隔離DC-DC模塊和LDO模塊。
[0012]WIA-PA無線通信模塊包括WIA-PA芯片、存儲單元、收發(fā)器單元、功率放大單元和濾波單元;WIA-PA芯片與存儲單元、收發(fā)器單元連接；收發(fā)器單元與功率放大單元、濾波單元順序連接。
[0013]所述WIA-PA芯片采用CPU芯片，用于實現(xiàn)WIA-PA無線通信協(xié)議棧，該芯片包括串口、SPI接口和I/O控制接口 ；
[0014]所述收發(fā)器單元采用調制解調芯片，具有SPI接口和RF射頻接口 ；
[0015]所述功率放大單元采用功率放大芯片，其RF射頻輸入接口與收發(fā)器單元的RF射頻接口連接，其RF射頻輸出接口與濾波單元的RF射頻輸入接口連接；
[0016]所述濾波單元采用帶通濾波器，其RF射頻輸出端口用于與天線連接；
[0017]所述濾波單元采用帶通濾波器，其RF射頻輸出端口用于與TDD功率放大單元連接。
[0018]本實用新型具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0019]1.本實用新型在無線遠程控制器的基礎上，兼容有線儀表的模擬量采集功能，可以同時實現(xiàn)有線儀表及無線儀表的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視，故障判斷等功能。
[0020]2.本實用新型的模擬量采集功能具有精度高、溫度穩(wěn)定性好、防護功能強等特點。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的WIA測控系統(tǒng)的架構圖；
[0022]圖2是本實用新型的結構框圖；
[0023]圖3是本實用新型的多通道模擬量采集模塊結構框圖；
[0024]圖4是本實用新型的多通道模擬量采集模塊信號采樣電路圖；
[0025]圖5是本實用新型的多通道模擬量采集模塊AD轉換電路圖；
[0026]圖6是本實用新型的多通道模擬量采集模塊數(shù)據(jù)隔離電路圖；
[0027]其中，10和12為WIA儀表，11和13為有線儀表，14和15為WIA無線遠程控制器，16為WIA網關，17為中控室，18為外殼，19為數(shù)字量輸入輸出模塊，20為多通道模擬量采集模塊，21為本地通信模塊，22為處理器模塊，23為電源管理模塊，24為WIA-PA無線通信模塊，25為天線，31為4?20mA模擬量信號，32為信號防護電路，33為米樣電阻，34為信號濾波電路，35為電壓跟隨器，36為AD轉換電路，37為數(shù)據(jù)隔離電路，38為MCU。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0029]基于WIA-PA的多通道模擬量采集遠程控制器在WIA測控系統(tǒng)中的架構如圖1所示，工業(yè)現(xiàn)場安裝的無線儀表(10、12)可以包括WIA無線示功儀，WIA無線溫度表、WIA無線壓力表和WIA無線流量表等儀表。工業(yè)現(xiàn)場安裝的有線儀表(11、13)可以包括溫度變送器、壓力變送器、流量變送器等儀表。WIA無線儀表將采集到的信息通過WIA無線網絡傳送到遠程控制器中(14、15)，有線儀表將采集到的信息通過電纜傳輸?shù)竭h程控制器中，遠程控制器將采集信息進行存儲、管理并轉發(fā)到WIA網關16，在由WIA網關16將數(shù)據(jù)通過以太網上傳到中心控制室17。WIA網關16接收到中心控制室17的指令，將其發(fā)送至遠程控制器，遠程控制器通過設置數(shù)字量輸出接口狀態(tài)，控制現(xiàn)場設備的啟停。此過程完成了現(xiàn)場所有儀表的數(shù)據(jù)采集上報及遠程控制。
[0030]基于WIA-PA的多通道模擬量采集遠程控制器基于ARM平臺開發(fā)，采用32位處理器，并集成多通道模擬量采集功能，可實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息采集、數(shù)據(jù)存儲、儀表狀態(tài)診斷、故障報警等功能，具有可靠性高、處理速度快、通信穩(wěn)定、維護成本低等特點。
[0031]基于WIA-PA的多通道模擬量采集遠程控制器結構組成框圖如圖2所示，主要包括外殼18及設置于外殼18內的電子器件組成，主要包括數(shù)字量輸入輸出模塊19，多通道模擬量采集模塊20，本地通信模塊21，處理器模塊22，電源管理模塊23，WIA-PA無線通信模塊24，天線25。
[0032]數(shù)字量輸入輸出模塊19主要包括數(shù)字量輸入接口及數(shù)字量輸出接口。
[0033]數(shù)字量輸入接口用于采集現(xiàn)場狀態(tài)信息信號，支持12V?24V高電平輸入。
[0034]數(shù)字量輸出接口用于現(xiàn)場設備的啟停控制，采用繼電器輸出。每一路輸出支持一個常開觸點和一個常閉觸點。
[0035]多通道模擬量采集模塊20支持4?20mA電流信號輸入，用于連接現(xiàn)場有線儀表，輸入信號與MCU之間使用隔離芯片進行信號隔離。其檢測精度可高達0.