水位儀無線收發(fā)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種水位儀無線收發(fā)裝置，天線、射頻收發(fā)器模塊、微控制器模塊和傳感器連接模塊依次相連，電源模塊分別與射頻收發(fā)器模塊、微控制器模塊、傳感器連接模塊電連接，所述電源模塊供電給射頻收發(fā)模塊、微控制器模塊和傳感器連接模塊。本實(shí)用新型提供的水位儀無線收發(fā)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，功耗較低，能安裝在有線傳輸?shù)臒o線流速儀上，既能發(fā)揮射頻信號無方向性、不受障礙物影響以及遙控距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢，又能雙向傳輸，具有一定的控制作用，且利用無線中繼裝置，可以長距離的對控制數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)進(jìn)行收發(fā)，不需要布線，同時(shí)成本低廉。
【專利說明】水位儀無線收發(fā)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無線收發(fā)裝置。具體涉及一種用于河流海岸模型無線流速儀的無線收發(fā)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大部分水利設(shè)施中無線流速儀的水位數(shù)據(jù)是通過有線的方式傳送到控制中心或中繼點(diǎn)。這些有線傳輸?shù)臏y量設(shè)備一般比較的陳舊，在使用時(shí)存在很多不足之處:如果測量設(shè)備比較多，就需要布置很多的傳輸電纜；當(dāng)傳輸距離比較遠(yuǎn)時(shí)，信號衰減嚴(yán)重，數(shù)據(jù)出錯率比較高，要保證數(shù)據(jù)有效性需要加輔助設(shè)備處理信號；有線設(shè)備靈活性差，若需要更換測量位置則需要重新布線；不能兼容其他設(shè)備，不同測量設(shè)備往往采用的傳輸協(xié)議不同，若增加設(shè)備則需要重新布線；成本高，一般傳輸電纜價(jià)格比較昂貴，因此有線通訊成本比較高，而現(xiàn)有設(shè)備大多不具有無線傳輸功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的發(fā)明目的:本實(shí)用新型的水位儀無線收發(fā)裝置克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無線射頻信號收發(fā)控制器，解決現(xiàn)有水位測量中有線傳輸布線雜亂，傳輸距離有限，成本高，現(xiàn)有設(shè)備不具有無線傳輸功能的問題。
[0004]本實(shí)用新型的發(fā)明目的:水位儀無線收發(fā)裝置，包括天線、射頻收發(fā)器模塊、微控制器模塊、傳感器連接模塊和電源模塊；天線、射頻收發(fā)器模塊、微控制器模塊和傳感器連接模塊依次相連，電源模塊分別與射頻收發(fā)器模塊、微控制器模塊、傳感器連接模塊電連接，電源模塊供電給射頻收發(fā)模塊、微控制器模塊和傳感器連接模塊。
[0005]作為優(yōu)選，所述天線上還安裝有信號放大器
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:水位儀無線收發(fā)裝置既能發(fā)揮無線射頻信號無方向性、不受障礙物影響以及遙控距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢，又能雙向傳輸，具有一定的控制作用，且利用水位儀無線收發(fā)裝置，可以長距離的對控制數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)進(jìn)行收發(fā)，同時(shí)又具有極低的功耗，不需要布線，可以和現(xiàn)有有線傳輸?shù)臒o線流速儀組合，成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的解釋。
[0010]如圖1所示，本實(shí)用新型的水位儀無線收發(fā)裝置，包括天線1、射頻收發(fā)器模塊2、微控制器模塊3、傳感器連接模塊4和電源模塊5。
[0011]天線I與射頻收發(fā)器模塊2相連，射頻收發(fā)器模塊2、傳感器連接模塊4均與微控制器模塊3相連。電源模塊5分別與射頻收發(fā)器模塊2、微控制器模塊3和傳感器連接模塊4相連，為它們供電；傳感器連接模塊4與無線流速儀6相連。
[0012]射頻收發(fā)器模塊2通過天線I接收中繼器發(fā)出的無線射頻信號，并向外發(fā)送無線流速儀6的無線射頻信號；微控制器模塊3將射頻收發(fā)器模塊2傳輸過來的無線射頻信號轉(zhuǎn)換成電平信號，然后發(fā)送給傳感器連接模塊4 ;微控制器模塊3將接收到的傳感器連接模塊4的電平信號轉(zhuǎn)換成無線射頻信號，并發(fā)送給射頻收發(fā)器模塊2 ;傳感器連接模塊4與無線流速儀6連接，傳感器連接模塊4將無線流速儀6采集的水位數(shù)據(jù)發(fā)送給微控制器模塊
3;傳感器連接模塊4將微控制器模塊3的電平信號發(fā)送給無線流速儀6。
[0013]天線I向中繼器發(fā)射無線射頻信號，或者接收中繼器發(fā)出的無線射頻信號。通?？梢愿鶕?jù)設(shè)備尺寸、安裝位置要求，選擇合適的天線1，水位儀無線收發(fā)裝置要安裝的無線流速儀6內(nèi)部，無線流速儀6為金屬外殼，所以優(yōu)選使用吸盤天線，將天線I吸附在無線流速儀6的金屬外殼之上，天線I的質(zhì)量直接影響無線射頻信號傳輸?shù)木嚯x和無線射頻信號的質(zhì)量。
[0014]射頻收發(fā)器模塊2負(fù)責(zé)天線I傳輸信號的收發(fā)。一方面，將從微控制器模塊3接收到的無線射頻信號通過天線I發(fā)送出去。另一方面，射頻收發(fā)器模塊2接收由天線I接收到的無線射頻信號，并發(fā)送到微控制器模塊3 ;射頻收發(fā)器模塊2還會接收發(fā)送控制應(yīng)答
號等。
[0015]微控制器模塊3與射頻收發(fā)器模塊2通過同步串行總線(SPI)相連，當(dāng)射頻收發(fā)器模塊2收到相應(yīng)控制命令的無線射頻信號后，通知微控制器模塊3，微控制器模塊3從射頻收發(fā)器模塊2得到無線射頻信號的控制命令，并根據(jù)協(xié)議解析分析收到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換協(xié)議將控制命令的無線射頻信號轉(zhuǎn)化為TTL電平信號，并發(fā)送給傳感器連接模塊
4;另一方面，微控制器模塊3將從傳感器連接模塊4采集的水位儀測量數(shù)據(jù)的電平信號，根據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議轉(zhuǎn)化為無線射頻信號，并傳送至射頻收發(fā)器模塊2。
[0016]為了增強(qiáng)設(shè)備的靈活和擴(kuò)展性能，可以采用微控制器模塊3和射頻收發(fā)器模塊2獨(dú)立的解決方案；微控制器模塊3可采用恩智浦(NXP)的LPClIXX系列的微控制器，射頻收發(fā)器模塊2可以采用德州儀器(TI)的CCllOl無線射頻收發(fā)芯片。恩智浦(NXP)的LPClIXX系類處理器可以做到系統(tǒng)兼容，同時(shí)價(jià)格便宜，用戶可以根據(jù)需要在LPC11XX選擇不同性能和型號的微控制器，同時(shí)LPC11XX系列微控制器有著不錯的功耗控制。經(jīng)過功耗控制優(yōu)化也可以非常容易的將功耗控制在μA級別。同時(shí)這個系列的微控制器接口豐富，可以提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性。德州儀器(TI)的CCllOl無線收發(fā)芯片同樣具有出色的功耗表現(xiàn)。
[0017]傳感器連接模塊4是水位儀無線收發(fā)裝置和無線流速儀6之間的通訊接口，使用485總線通訊。傳感器連接模塊4通過485總線向無線流速儀6請求水位數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給微控制器模塊3 ;同時(shí)也將相應(yīng)的控制命令信號發(fā)送給無線流速儀6，實(shí)現(xiàn)無線流速儀6的遠(yuǎn)程控制。
[0018]電源模塊5分別與射頻收發(fā)器模塊2、微控制器模塊3、傳感器連接模塊4相連，為它們提供電源。水位儀無線收發(fā)裝置可使用無線流速儀6內(nèi)部的5V電源，經(jīng)過電源模塊5的電壓轉(zhuǎn)換之后為射頻收發(fā)器模塊2、微控制器模塊3、傳感器連接模塊4供電。
[0019]為了將水位儀無線收發(fā)裝置和無線流速儀6組裝在一起，可以使用雙面膠貼在無線流速儀6內(nèi)部；當(dāng)傳輸距離較大時(shí)，在水位儀無線收發(fā)裝置的天線I上安裝信號放大器，從而可以大大增加傳輸距離。
[0020]實(shí)施例:水位儀無線收發(fā)裝置安裝在無線流速儀6上，配合無線射頻中繼器7使用，網(wǎng)關(guān)10與CAN總線8連接，上位機(jī)9通過以太網(wǎng)或485總線11與網(wǎng)關(guān)連接，CAN總線8根據(jù)需求連接一個或者多個無線射頻中繼器7，無線射頻中繼器7和無線流速儀6通過無線射頻信號進(jìn)行通信；水位儀無線收發(fā)裝置接收無線流速儀6采集的水位數(shù)據(jù)，微控制器模塊3將其轉(zhuǎn)換為符合協(xié)議的無線射頻信號，通過射頻收發(fā)器模塊2將無線射頻信號傳輸出去，由無線射頻中繼器7接收并轉(zhuǎn)換為分差信號，通過CAN總線8傳輸至網(wǎng)關(guān)10，再發(fā)送至上位機(jī)9，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸；或由上位機(jī)9發(fā)送控制指令，通過以太網(wǎng)或485總線11向網(wǎng)關(guān)10發(fā)送，網(wǎng)關(guān)10發(fā)通過CAN總線8傳輸至無線射頻中繼器7，由河流海岸模型CAN總線式無線射頻中繼器9中微控制器模塊3轉(zhuǎn)換成無線射頻信號，并由射頻收發(fā)器模塊2發(fā)送至水位儀無線收發(fā)裝置，水位儀無線收發(fā)裝置將接收到的無線射頻信號轉(zhuǎn)化為控制指令的電平信號，通過傳感器連接模塊4發(fā)送給無線流速儀6，從而實(shí)現(xiàn)無線控制無線流速儀6的動作。
[0021]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.水位儀無線收發(fā)裝置，其特征在于:包括天線(I)、射頻收發(fā)器模塊(2)、微控制器模塊(3)、傳感器連接模塊(4)和電源模塊(5);天線(I)、射頻收發(fā)器模塊(2)、微控制器模塊(3)和傳感器連接模塊(4)依次相連，電源模塊(5)分別與射頻收發(fā)器模塊(2)、微控制器模塊(3)、傳感器連接模塊(4)電連接，所述電源模塊(5)供電給射頻收發(fā)模塊(2)、微控制器模塊(3 )和傳感器連接模塊(4 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位儀無線收發(fā)裝置，其特征在于:所述天線(I)上還安裝有信號放大器。
【文檔編號】G08C17/02GK203503142SQ201320618819
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】夏云峰, 黃海龍, 吳道文, 王馳, 周良平 申請人:水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院