用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是：包括與上位機(jī)連接的主模塊和安裝在氣電量?jī)x上的從模塊，從模塊為多個(gè)，從模塊與主模塊無(wú)線連接。所述從模塊包括AD轉(zhuǎn)換芯片、從模塊單片機(jī)、從模塊無(wú)線傳輸芯片和從模塊天線，AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與從模塊單片機(jī)的輸入端連接，從模塊單片機(jī)連接從模塊無(wú)線傳輸芯片，從模塊無(wú)線傳輸芯片連接從模塊天線。所述主模塊包括USB轉(zhuǎn)串口芯片、主模塊無(wú)線傳輸芯片、主模塊單片機(jī)和主模塊天線；所述主模塊天線與主模塊無(wú)線傳輸芯片連接，主模塊無(wú)線傳感芯片與主模塊單片機(jī)連接，主模塊單片機(jī)連接USB轉(zhuǎn)串口芯片。本發(fā)明能夠滿足多臺(tái)氣電式數(shù)顯量?jī)x和上位機(jī)之間數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)男枰?br>【專利說(shuō)明】
用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，尤其是一種無(wú)線傳輸模塊，用于將氣電量?jī)x的測(cè)量數(shù)據(jù)上傳至上傳至上位機(jī)，屬于無(wú)線傳輸及物聯(lián)感知技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)通信的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)線傳輸需要具有高可靠性、實(shí)時(shí)性。智能工廠對(duì)生產(chǎn)管理提出了實(shí)時(shí)化、智能化的要求，原有的氣電式數(shù)顯量?jī)x在檢測(cè)完工件的尺寸后，通過(guò)通訊串口用有線連接的方式將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。當(dāng)有多臺(tái)氣電式數(shù)顯量?jī)x同時(shí)工作的時(shí)候，則需在每臺(tái)測(cè)量?jī)x和上位機(jī)之間布線，其布線成本就很高，對(duì)時(shí)間、安裝和調(diào)試成本都有較高的要求，因此測(cè)量質(zhì)檢方面的有線方式越發(fā)難于滿足日益發(fā)展的智能工廠物聯(lián)網(wǎng)需要。而現(xiàn)有的無(wú)線模塊如ZigBee，WiFi直接應(yīng)用于生產(chǎn)線質(zhì)檢測(cè)量方面存在一些問(wèn)題。若將物聯(lián)感知技術(shù)與之相結(jié)合，則可以加強(qiáng)量?jī)x及上位機(jī)間的信息交換，簡(jiǎn)化一些校正操作，使其更實(shí)時(shí)化、智能化。
[0003]因此，確有必要進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，能夠滿足多臺(tái)氣電式數(shù)顯量?jī)x和上位機(jī)之間數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)男枰?br>[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:包括與上位機(jī)連接的主模塊和安裝在氣電量?jī)x上的從模塊，從模塊為多個(gè)，從模塊與主模塊無(wú)線連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述從模塊包括接收氣電量?jī)x輸出的電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換芯片、從模塊單片機(jī)、從模塊無(wú)線傳輸芯片和從模塊天線，所述AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與從模塊單片機(jī)的輸入端連接，從模塊單片機(jī)連接從模塊無(wú)線傳輸芯片，從模塊無(wú)線傳輸芯片連接從模塊天線。
[0007]進(jìn)一步的，所述從模塊還包括用于與氣電量?jī)x連接的接口。
[0008]進(jìn)一步的，所述從模塊還包括用于取電的從模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片。
[0009]進(jìn)一步的，所述從模塊還包括時(shí)鐘芯片，時(shí)鐘芯片與從模塊單片機(jī)連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述從模塊還包括從模塊蜂鳴器和從模塊LED燈，從模塊蜂鳴器和從模塊LED燈與從模塊單片機(jī)連接。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述主模塊包括USB轉(zhuǎn)串口芯片、主模塊無(wú)線傳輸芯片、主模塊單片機(jī)和主模塊天線;所述主模塊天線與主模塊無(wú)線傳輸芯片連接，主模塊無(wú)線傳感芯片與主模塊單片機(jī)連接，主模塊單片機(jī)連接USB轉(zhuǎn)串口芯片。
[0012]進(jìn)一步的，所述主模塊還包括與上位機(jī)連接的USB接口。
[0013]進(jìn)一步的，所述主模塊還包括主模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片，主模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片連接主模塊單片機(jī)。
[0014]進(jìn)一步的，所述主模塊還包括主模塊蜂鳴器和主模塊LED燈，主模塊蜂鳴器和主模塊LED燈連接主模塊單片機(jī)。
[0015]本發(fā)明具有如下有益效果:
(1)本發(fā)明采用無(wú)線傳輸能大大降低布線成本，本發(fā)明采用無(wú)線傳輸技術(shù)代替原有的有線RS485網(wǎng)，能夠點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，多個(gè)無(wú)線發(fā)送模塊與一個(gè)無(wú)線接收模塊連接組成網(wǎng)絡(luò)，最多可擴(kuò)展至100個(gè)；
(2)本發(fā)明在原有LED燈閃爍的基礎(chǔ)上，增加蜂鳴器，通過(guò)不同聲音來(lái)提示操作者數(shù)據(jù)是否接收成功，如果接收失敗，則操作者重新發(fā)送數(shù)據(jù)，這大大增加了數(shù)據(jù)接收成功的可靠性，避免丟失需要保存的數(shù)據(jù)；
(3)本發(fā)明專用于質(zhì)檢測(cè)量?jī)x器，可根據(jù)測(cè)量值計(jì)算多種參數(shù)，并附加測(cè)量實(shí)時(shí)時(shí)間作為數(shù)據(jù)包發(fā)送保存，便于生產(chǎn)管理；
(4)對(duì)于電氣特性相同，誤差產(chǎn)生單一的檢測(cè)情況，可通過(guò)主從模塊間的物聯(lián)感知簡(jiǎn)化量具校正，被動(dòng)增加校準(zhǔn)次數(shù)，降低校準(zhǔn)儀器數(shù)量。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊的框圖。
[0017]圖2為所述從模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3為所述主模塊的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]如圖1?圖3所示:所述用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊包括上位機(jī)1、主模塊
2、USB接口201、USB轉(zhuǎn)串口芯片202、主模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片203、主模塊無(wú)線傳輸芯片204、主模塊單片機(jī)205、主模塊蜂鳴器206、主模塊LED燈207、主模塊天線208、氣電量?jī)x3、從模塊4、接口 401、AD轉(zhuǎn)換芯片402、從模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片403、從模塊無(wú)線傳輸芯片404、時(shí)鐘芯片405、從模塊單片機(jī)406、從模塊蜂鳴器407、從模塊LED燈408、從模塊天線409等。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明所述用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，包括與上位機(jī)I連接的主模塊2和安裝在氣電量?jī)x3上的從模塊4，從模塊4為多個(gè)、均與主模塊2連接。
[0022]如圖2所示，所述從模塊4包括接口401、AD轉(zhuǎn)換芯片402、從模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片403、從模塊無(wú)線傳輸芯片404、時(shí)鐘芯片405、從模塊單片機(jī)406、從模塊蜂鳴器407、從模塊LED燈408和從模塊天線409;所述接口 401用于與氣電量?jī)x3連接;所述AD轉(zhuǎn)換芯片402用于接收氣電量?jī)x3輸出的電壓信號(hào)，并將氣電量?jī)x3輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào);所述從模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片403用于取電，工作電壓為5V;所述AD轉(zhuǎn)換芯片402的輸出端連接從模塊單片機(jī)406的輸入端，從模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片403分別連接從模塊單片機(jī)406和時(shí)鐘芯片405，從模塊單片機(jī)406連接從模塊無(wú)線傳輸芯片404、從模塊蜂鳴器407和從模塊LED燈408，從模塊無(wú)線傳輸芯片404連接從模塊天線409。
[0023]如圖3所示，所述主模塊2包括USB接口201、USB轉(zhuǎn)串口芯片202、主模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片203、主模塊無(wú)線傳輸芯片204、主模塊單片機(jī)205、主模塊蜂鳴器206、主模塊LED燈207和主模塊天線208;所述主模塊天線208與主模塊無(wú)線傳輸芯片204連接，主模塊無(wú)線傳感芯片204與主模塊單片機(jī)205連接，主模塊單片機(jī)205連接USB轉(zhuǎn)串口芯片202、主模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片203、主模塊蜂鳴器206和主模塊LED燈207 ；所述USB接口 201用于與上位機(jī)I連接;所述主模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片203與USB接口 201連接，用于取電，工作電壓為5V。
[0024]所述從模塊的工作電壓為5V，工作頻率選擇433MHz，調(diào)制方式LoRa，靈敏度為_(kāi)111至IJ-148 dBm，單幀數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間小于0.5s。所述主模塊的工作電壓為5V，工作頻率選擇433MHz，調(diào)制方式LoRa，靈敏度為_(kāi)111到-148 dBm。
[0025]單片機(jī)與無(wú)線傳輸芯片之間通過(guò)SPI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)協(xié)議格式為:起始位(0X40)+設(shè)備地址號(hào)+測(cè)量數(shù)據(jù)+數(shù)據(jù)校驗(yàn)和+分隔位(0X40)+設(shè)備組號(hào)+結(jié)束位(0X52)。設(shè)備地址號(hào)為氣電量?jī)x的編號(hào)，其范圍為1-100，設(shè)備組號(hào)范圍為1-5。測(cè)量數(shù)據(jù)為氣電量?jī)x實(shí)際所測(cè)工件尺寸。
[0026]所述AD轉(zhuǎn)換芯片402采用RS-485收發(fā)芯片，用于接收RS-485信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字TTL信號(hào)。
[0027]本發(fā)明所述用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊的工作過(guò)程:
(I)將主模塊與電腦的任意USB 口連接，通過(guò)上位機(jī)軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化；
(2 )將從模塊安裝在氣電量?jī)x上，氣電量?jī)x通過(guò)從模塊接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，向上位機(jī)發(fā)出組號(hào)地址請(qǐng)求，上位機(jī)返回當(dāng)前空置的地址位，從模塊自動(dòng)設(shè)置好設(shè)備組號(hào)地址;一臺(tái)主模塊分配固定組號(hào)地址，氣電量?jī)x通過(guò)從模塊自動(dòng)分配分組地址，最多可以將100臺(tái)氣電量?jī)x的測(cè)量數(shù)據(jù)上傳至一臺(tái)上位機(jī)；
氣電量?jī)x本身具備獨(dú)立的地址，操作者可在I號(hào)到100號(hào)之間任意設(shè)置，從模塊不參與設(shè)置這個(gè)地址。從模塊的組號(hào)地址用來(lái)將數(shù)量超過(guò)100臺(tái)氣電量?jī)x分組。在一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以最多使用5個(gè)主模塊來(lái)接收最多500臺(tái)氣電量?jī)x的數(shù)據(jù)；
(3)打開(kāi)上位機(jī)軟件，用來(lái)接收測(cè)量數(shù)據(jù)；
(4)氣電量?jī)x測(cè)量工件尺寸完畢，從模塊將氣電量?jī)x輸出的RS-485信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字TTL信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到工件的實(shí)際工件尺寸值，并計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和作為數(shù)據(jù)包發(fā)送;主模塊接收到數(shù)據(jù)，地址匹配合格后，反饋一個(gè)接收完成信號(hào)，同時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)USB接口傳輸給上位機(jī);測(cè)量端從模塊通過(guò)蜂鳴器產(chǎn)生不同的聲音和LED燈發(fā)出不同的顏色，來(lái)提示操作者數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功。
[0028]本發(fā)明專用于氣電量?jī)x的數(shù)據(jù)傳輸，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫蟛桓?，選用433MHz頻段，該頻段無(wú)線信號(hào)的穿透能力強(qiáng)，傳輸?shù)木嚯x可在200m以上，滿足多臺(tái)氣電量?jī)x遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)的要求。
[0029]現(xiàn)有技術(shù)中的中央節(jié)點(diǎn)要與多機(jī)連接，線路較多，采用無(wú)線傳輸之后能大大降低布線成本。本發(fā)明采用無(wú)線傳輸技術(shù)代替原有的有線RS-485網(wǎng)，如圖1所示，能夠點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，多個(gè)從模塊與一個(gè)主模塊連接組成網(wǎng)絡(luò)，最多可擴(kuò)展至500個(gè)。
[0030]現(xiàn)有技術(shù)中的一些無(wú)線傳輸模塊，使用LED燈閃爍來(lái)提示數(shù)據(jù)接收成功，由于LED燈較小，在使用過(guò)程中容易忽視。一些通訊接口常設(shè)置在儀器背面，也會(huì)造成指示燈不容易觀察的情況。本發(fā)明在原有LED燈閃爍的基礎(chǔ)上，增加蜂鳴器，通過(guò)不同聲音來(lái)提示操作者數(shù)據(jù)是否接收成功。主模塊成功接收到數(shù)據(jù)后，會(huì)反饋一個(gè)接收完成信號(hào)，從模塊接收這個(gè)反饋信號(hào)從而判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功。操作者可通過(guò)蜂鳴器的聲音提示或者通過(guò)LED燈的閃爍方式來(lái)判斷測(cè)量數(shù)據(jù)是否上傳成功。如果接收失敗，則操作者重新發(fā)送數(shù)據(jù)，這大大增加了數(shù)據(jù)接收成功的可靠性，避免丟失需要保存的數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:包括與上位機(jī)(I)連接的主模塊(2)和安裝在氣電量?jī)x(3)上的從模塊(4)，從模塊(4)為多個(gè)，從模塊(4)與主模塊(2)無(wú)線連接。2.如權(quán)利要求1所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述從模塊(4)包括接收氣電量?jī)x(3)輸出的電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換芯片(402)、從模塊單片機(jī)(406)、從模塊無(wú)線傳輸芯片(404)和從模塊天線(409)，所述AD轉(zhuǎn)換芯片(402)的輸出端與從模塊單片機(jī)(406)的輸入端連接，從模塊單片機(jī)(406)連接從模塊無(wú)線傳輸芯片(404)，從模塊無(wú)線傳輸芯片(404)連接從模塊天線(409)。3.如權(quán)利要求2所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述從模塊(4)還包括用于與氣電量?jī)x(3)連接的接口(401)。4.如權(quán)利要求2所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述從模塊(4 )還包括用于取電的從模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片(403 )。5.如權(quán)利要求2所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述從模塊(4)還包括時(shí)鐘芯片(405)，時(shí)鐘芯片(405)與從模塊單片機(jī)(406)連接。6.如權(quán)利要求2所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述從模塊(4)還包括從模塊蜂鳴器(407)和從模塊LED燈(408)，從模塊蜂鳴器(407)和從模塊LED燈(408)與從模塊單片機(jī)(406)連接。7.如權(quán)利要求1所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述主模塊(2)包括USB轉(zhuǎn)串口芯片(202)、主模塊無(wú)線傳輸芯片(204)、主模塊單片機(jī)(205)和主模塊天線(208);所述主模塊天線(208)與主模塊無(wú)線傳輸芯片(204)連接，主模塊無(wú)線傳感芯片(204)與主模塊單片機(jī)(205)連接，主模塊單片機(jī)(205)連接USB轉(zhuǎn)串口芯片(202)。8.如權(quán)利要求7所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述主模塊(2)還包括與上位機(jī)(I)連接的USB接口(201)。9.如權(quán)利要求7所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述主模塊(2)還包括主模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片(203)，主模塊電壓轉(zhuǎn)換芯片(203)連接主模塊單片機(jī)(205)。10.如權(quán)利要求7所述的用于氣電量?jī)x的主從式無(wú)線傳輸模塊，其特征是:所述主模塊(2)還包括主模塊蜂鳴器(206)和主模塊LED燈(207)，主模塊蜂鳴器(206)和主模塊LED燈(207)連接主模塊單片機(jī)(205)。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK105869378SQ201610403842
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】周豐偉, 宋東風(fēng), 朱奎, 彭詩(shī)暉, 康信坤
【申請(qǐng)人】無(wú)錫富瑞德測(cè)控儀器股份有限公司