本实用新型专利技术公开了电压信号无线传输装置，该电压信号无线传输装置的电路包括电源电路、AD转换电路、主控制器、信息存储和显示电路、以及无线通信模块；本实用新型专利技术采集现场仪器仪表输出的电压信号（0-5V），经温度补偿后，由发射模块发送数据信息，响应速度快，AD转换精度高，稳定性高，无线模块启动后无需人工配置自主形成网络，方便现场和远程同时监控。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种电压信号采集转换无线发送装置，具体涉及工业现场电压信 号无线传输装置。 电压信号无线传输装置
技术介绍
仪器仪表信号的采集在工业自动化系统中起到至关重要作用，各个连锁反应，过 程控制都离不开现场仪器仪表的测量信号及反馈信号的采集。传统工业现场，工厂各点的 仪器仪表与控制室内DCS和PLC之间相连接线方式均采用一对一的物理连接或现场总线方 式。采用有线方式连接仪器仪表与控制系统通常存在以下缺陷：1、成本高昂。电缆、桥架、 安全栅、隔离器、补偿导线、DCS卡件以及电线电缆铺设空间采等需要花费大量费用，施工周 期漫长，人工费用高昂，布线成本是制约有线测控系统应用的瓶颈；2、维护困难。传统有线 仪表线路复杂，出现故障后，需要工人从现场仪表到电缆再到控制室逐项排查，线路维护工 作难度大、工期长、效率低，线路改造时面对成千上万根线缆更加困难。3、难以实施。当测 量和控制节点分散，受河流、铁路等地理障碍、环境影响时，布线难度更大，特殊场合，如水 泥回转窑等旋转或移动平台，信号线缆更是无法铺设。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种电压信号无线传输装置，采集现场仪器仪表输 出的电压信号（0-5V)，经温度补偿后，由发射模块发送数据信息，响应速度快，AD转换精度 高，稳定性高，无线模块启动后无需人工配置自主形成网络，方便现场和远程同时监控，现 场仪表上的LCD也能直观的显示温度以及各个通道的实时电压信号和无线连接状态。 本技术的技术解决方案是：该电压信号无线传输装置的电路包括电源电路、 AD转换电路、主控制器、信息存储和显示电路、以及无线通信模块；电源电路采用的是5V锂 电池作为电源，经过AMS11173. 3V稳压芯片来为MCU以及各个模块提供稳定的3. 3V电源； AD转换电路：输入电压0-5V通过电阻R17和电阻R18分压后送入LT6350模块电路，输出两 路差分信号，一路经过电阻R13连接ADS1115的4脚，另外一路经过电阻R16连接ADS1115 的5脚；ADS1115的1脚和3脚连接地，ADS1115的8脚接VDD，ADS1115的3、6、7脚悬空， ADS1115的4、5脚接单端至差分转换电路的两路差分信号，ADS1115的9、10两脚分别接皿(^ 的29和31脚进行SPI总线的通信；信息存储和显示电路：片外存储器选用Atmel公司的 AT24C16芯片，采用IIC接口，由3. 3V电源供电接8脚，1、2、3物理地址引脚和4脚与地线 相连，写使能位7脚与MCU的18脚相连，5脚和6脚分别连至IIC接口的2、3脚，并且都接 10K的上拉电阻；显示电路选用12864带字库液晶，外引出20脚排针，对应电路图的20插 槽，电路图上lcdl的1脚接地，2、3接3. 3V电源，4、5、6、15、16、17脚分别接MCU的12-17 脚，lcdl的7-14脚分别接MCU的20-27脚，lcdl的18脚串接一 1K电阻后与lcdl的20 脚相连，lcdl的19脚接3. 3V电源；无线通信模块：无线通信模块采用的是中科院提供的 WIAPA-M1800芯片，MCU的32、33脚分别与WIAPA-M1800无线通信模块的串口接口相连。 本技术具有以下优点： 1、本技术采用了锂电池供电，无需铺线缆，桥架，安装十分方便，节省大量施 工费用，不受地理天气外界因素的干扰，能够适应恶劣的室外环境。 2、本技术采用低功耗技术，高性能锂电池可使用两年，采用无线通信技术，通 过无线方式实现对半径一千米范围内的信号进行传递，从而很大程度上减少了施工难度， 每台无线电压转换器之间形成网络，可覆盖厂区各区域，不受地理环境影响，当测量点在回 转窑等转动平台时，无线电压转换器能解决线缆无法铺设的难题。 3、本技术通过天线增益将承载电压信号的无线信号发送出去，经由网关进入 上位机系统，适用面广，可以与各类输出信号是0-5V的仪器仪表配套使用。 4、本技术具有硬件升级功能，内置ADS1115芯片具有2路差分信号输入功能， 现只用了一路，如果现场需要，还可以再接一路。 5、每个电压信号传输装置都内置了一块记忆芯片，这样就很方便我们记录和区分 每一个信号源的地理位置信息和所测信号种类，方便工程人员检测和维护。 6、液晶显示模块支持热拔插，排针型的接口电路简单，在MCU的强大支撑下完全 可以通过软件模拟时序来实现数据的显示，而不用驱动芯片，节省设计的成本。 7、温度模块可以有效的检测现场的环境温度，进行温补，另外系统中也同时调用 温度参数进行现场的环境勘测，一旦发现异常，及时通过无线传输给工作人员知晓。 8、内置RS485模块，如果有需要可以做无线的冗余设备，提高传输信号的准确信。 【附图说明】 图1为本技术的电路原理方框图。 图2为图1的电路原理图。 【具体实施方式】 下面结合附图进一步说明本技术的技术解决方案，不应理解为对技术解决方 案的限制。 如图1、2所示，该电压信号无线传输装置的电路包括电源电路、AD转换电路、主 控制器、信息存储和显示电路、以及无线通信模块；该电压信号无线传输装置的电路连接如 下： 电源：选用AMS11173. 3V稳压芯片，避免锂电池电压不稳定，3. 3V电源由电容C2、 电容C3、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21滤波，AMS1117的3脚 接锂电池正极1脚接地，2脚接信号正极VDD ; MCU :选用美国德州仪器公司的MSP430F149芯片，程序下载使用标准的Jtag接口， MCU的54、55、56、57脚分别与双排座JTAG的1、3、5、7脚相连，MCU的58脚与JTAG的11脚 相连，高速晶振选用4M，低速晶振选用32. 768KHz，XT20UT、XT2IN与4M晶振相连，经过电容 C7、电容C9到地，XT0UT、XTIN与32. 768KHz晶振相连，经过电容C6、电容C8到地；MCU的58 脚与复位电路的RST相连； 差分转换：输入电压0-5V通过电阻R17和电阻R18分压后送入LT6350模块电路， 输出两路差分信号，一路经过电阻R13连接ADS1115的4脚，另外一路经过电阻R16连接 ADS1115 的 5 脚； 16路A/D模块：选用德州仪器的ADS1115芯片，ADS1115的1脚和3脚连接地，8 脚接￥00,3、6、7脚悬空，4、5脚接单端至差分转换电路的两路差分信号，9、10两脚，分别接 MCU的29和31脚进行SPI总线的通信； EEPR0M存储器：片外存储器选用Atmel公司的AT24C16芯片，采用IIC接口，由 3. 3V电源供电接8脚，1、2、3物理地址引脚和4脚与地线相连，写使能位7脚与MCU的18 脚相连，5脚和6脚分别连至IIC接口的2、3脚，并且都接10K的上拉电阻； 液晶显不屏：选用12864带字库液晶，外引出20脚排针，对应电路图的20插槽， 电路图上1〇(11的1脚接地，2、3接3.3￥电源，4、5、6、15、16、17脚分别接厦^的12-17脚， lc本文档来自技高网...
【技术保护点】
电压信号无线传输装置，其特征在于：该电压信号无线传输装置的电路包括电源电路、AD转换电路、主控制器、信息存储和显示电路、以及无线通信模块；该电压信号无线传输装置的电路连接如下：电源：选用AMS1117 3.3V稳压芯片，避免锂电池电压不稳定，3.3V 电源由电容C2、电容C3、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21滤波，AMS1117的3脚接锂电池正极1脚接地，2脚接信号正极VDD；MCU：选用美国德州仪器公司的MSP430F149芯片，程序下载使用标准的Jtag接口，MCU的54、55、56、57脚分别与双排座JTAG的1、3、5、7脚相连，MCU的58脚与JTAG的11脚相连，高速晶振选用4M，低速晶振选用32.768KHz，XT2OUT、XT2IN与4M晶振相连，经过电容C7、电容C9到地，XTOUT、XTIN与32.768KHz晶振相连，经过电容C6、电容C8到地；MCU的58脚与复位电路的RST相连；差分转换：输入电压0‑5V通过电阻R17和电阻R18分压后送入LT6350模块电路，输出两路差分信号，一路经过电阻R13连接ADS1115的4脚，另外一路经过电阻R16连接ADS1115的5脚；16路A/D模块：选用德州仪器的ADS1115芯片，ADS1115的1脚和3脚连接地，8脚接VDD，3、6、7脚悬空，4、5脚接单端至差分转换电路的两路差分信号，9、10两脚，分别接MCU的29和31脚进行SPI总线的通信；EEPROM存储器：片外存储器选用Atmel公司的AT24C16芯片，采用IIC接口，由3.3V电源供电接8脚，1、2、3物理地址引脚和4脚与地线相连，写使能位7脚与MCU的18脚相连，5脚和6脚分别连至IIC接口的2、3脚，并且都接10K的上拉电阻；液晶显示屏：选用12864带字库液晶，外引出20脚排针，对应电路图的20插槽，电路图上lcd1的1脚接地，2、3接3.3V电源，4、5、6、15、16、17脚分别接MCU的12‑17脚，lcd1的7‑14脚分别接MCU的20‑27脚，lcd1的18脚串接一1K电阻后与lcd1的20脚相连，lcd1的19脚接3.3V电源；RS485电路：选用适用3.3V电压的MAX3485芯片，MAX3485的1脚和4脚分别接MCU的32、33脚，MAX3485的2、3脚连接后接到MCU的19脚，MAX3485的5脚接地，8脚接3.3V电源，MAX3485的6脚连接20KR4后通过10K的上拉电阻R5接到JP1的3脚，MAX3485的7脚连接20KR3后通过10K的下拉电阻R2接到JP1的2脚，JP1的1脚接地，4脚接3.3V电压；温度模块：选用达拉斯公司的DS18B20芯片，DS18B20的1脚接地，2脚通过4.7K的上拉电阻R9接到MCU的28脚，DS18B20的3脚接3.3V电源，电源和地之间通过104电容来去耦；独立按键：S2一端接3.3V电源，另一端通过4.7K的下拉电阻R20接到MCU的29脚，S3一端接3.3V电源，另一端通过4.7K的下拉电阻R21到MCU的30脚；无线通信：MCU的32、33脚分别与WIAPA‑M1800无线通信模块的串口接口相连。...
【技术特征摘要】
1.电压信号无线传输装置，其特征在于：该电压信号无线传输装置的电路包括电源电 路、AD转换电路、主控制器、信息存储和显示电路、以及无线通信模块；该电压信号无线传 输装置的电路连接如下： 电源：选用AMS1117 3. 3V稳压芯片，避免锂电池电压不稳定，3. 3V电源由电容C2、电容 C3、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21滤波，AMS1117的3脚接锂电 池正极1脚接地，2脚接信号正极VDD ; MCU :选用美国德州仪器公司的MSP430F149芯片，程序下载使用标准的Jtag接口，MCU 的54、55、56、57脚分别与双排座JTAG的1、3、5、7脚相连，MCU的58脚与JTAG的11脚相 连，高速晶振选用4M，低速晶振选用32. 768KHz，XT20UT、XT2IN与4M晶振相连，经过电容 C7、电容C9到地，XTOUT、XTIN与32. 768KHz晶振相连，经过电容C6、电容C8到地；MCU的58 脚与复位电路的RST相连； 差分转换：输入电压0-5V通过电阻R17和电阻R18分压后送入LT6350模块电路，输出 两路差分信号，一路经过电阻R13连接ADS1115的4脚，另外一路经过电阻R16连接ADS1115 的5脚； 16路A/D模块：选用德州仪器的ADS1115芯片，ADS1115的1脚和3脚连接地，8脚接 VDD，3、6、7脚悬空，4、5脚接单端至差分转换电路的两路差分信号，9、10两脚，分别接MCU的 29和31脚进行SPI总线的通信； EEPROM存储器：片外存储器选用Atmel公司的AT24C16芯片，采用IIC...
【专利技术属性】
技术研发人员：史伟超，陈云，李伯全，崔善超，
申请(专利权)人：江苏红光仪表厂有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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