一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器，CPU电路单元分别与ZIGBEE模块、GPRS模块、GPS模块、继电器输出单元、扩展接口、电源模块、人机交互单元和AD采集单元相互电连接，电源模块为上述各电路单元、模块电路提供电力。有益效果是，通过采用集成通信模块，分别负责ZIGBEE、GPRS、GPS通信任务，液晶屏显示被控设备的工作状态，配置输入模块调节设备的配置信息，整合集成后工业储罐控制器，加强了设备集成密度，降低了设备的重量与体积，在降低成本和工程造价的同时，提高了设备可靠性，延长了设备使用寿命，操作更加安全方便，太阳能组建及GPRS远传组件，可以满足灵活的需求及成本要求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器
本技术涉及一种智能控制器，特别涉及一种具备ZIGBEE通信的工业低温储罐控制器。
技术介绍
随着工业发展对于工业低温气体的需求逐日增大，世界几大气体公司为自身供气产业链定制有自己的一套气体监管体制，其中储罐液位及压力监控设备是所有产业链体制中必不可少的，十多年前此类产品的供应，基本上依赖国外进口，国内几乎没有完备的同类产品。近几年，国有企业开始自主研发针对工业低温气体储罐的监控的控制箱，并出现了早期产品的雏形，很大程度上降低了依赖进口的巨大采购成本，但是，该产品的缺点是，外形都比较大，单独监控液位参数，由于该产品的内部零部件是由分散的供应商提供的，故障率比较高。另外，运输地形复杂，需要监测点多和较大的网络覆盖，现有移动网络存在的覆盖盲区，所以在很大程度上限制了客户选择采购国内工业低温液体储罐液位监控产品。随着ZIGBEE通信技术、GPRS通信技术、GPS定位技术、太阳能技术的普及与应用，市场迫切需要功能齐全的工业低温液体储罐监控产品。特别是ZIGBEE通信技术是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个ZIGBEE网络数传模块，类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个ZIGBEE网络还可以与现有的其它的各种网络实现连接。例如，可以通过互联网在北京监控云南某地的一个ZIGBEE控制网络。ZIGBEE通信技术的特点，省电，两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间；可靠，采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZIGBEE网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。时延短，针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。网络容量大，可支持达65000个节点。安全，ZIGBEE提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128。高保密性，64位出厂编号和支持AES-128加密。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器。本技术所采用的技术方案是，一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器，包括，ZIGBEE模块、GPRS模块、GPS模块、继电器输出单元、CPU电路单元、扩展接口、电源模块、人机交互单元、AD采集单元，所述的CPU电路单元分别与ZIGBEE模块、GPRS模块、GPS模块、继电器输出单元、扩展接口、电源模块、人机交互单元和AD采集单元相互电连接，电源模块为上述各电路单元、模块电路提供电力。所述的AD采集单元包括，压力模块A和压力模块B，压力模块A检测低压输入，压力模块B检测高压输入，并提供给CPU电路单元；人机交互单元包括，液晶显示模块和输入选择模块，通过液晶显示模块显示被控设备的工作状态，通过输入选择模块本地设置和操作监控设备；电源模块通过AC电源和太阳能电源输入获得电能，锂电池组，可提供24小时储备电源；扩展接口包括，USB接口电路，JTAG接口电路、GPIO接口电路和485通信电路；CPU电路单元通过AD采集单元和/或串口通信电路对被控设备进行数据采集并通过继电器输出单元发送控制信号。所述的AD采集单元前级设有减法器，可以兼容标准4-20ma工业变送信号的第三方变送器设备；电源模块，支持AC50HzAC转24VDC，额定输出功率10W。所述CPU电路单元中微处理器采用集成电路的型号是STM32F103VE，所述ZIGBEE模块采用集成电路的是德州仪器生产的CC253X，并配合德州仪器生产的CC2591增益集成电路，所述GPS模块集成电路的型号是基于北斗定位系统的SKYTOPSM1108MTR，所述GPRS模块采用集成电路的型号是NEOWAYM950ER2，所述电源模块采用集成电路的型号有控制太阳能充电的德州仪器产BQ24650和控制AC-DC转换的MORNSUN生产的LS05-15B24SS。本技术的有益效果是，通过采用集成的通信模块，分别负责ZIGBEE、GPRS、GPS的通信任务，通过ZIGBEE通信机制组建本地拓扑网络，GPS模块实时接收卫星定位信号，GPRS模块与互联网通过无线电连接，液晶屏显示被控设备的工作状态，配置输入模块调节设备配置信息，整合集成后的工业储罐控制器，加强设备的集成密度，很大程度上降低了设备的重量与体积，成本和工程造价降低的同时，有效提高了设备的可靠性，延长了设备的使用寿命，操作更加安全方便，选配的太阳能组建及GPRS远传组件，可以满足灵活的需求及成本要求。附图说明图1是本技术组成结构的原理框图；图2是本技术CPU外围电路；图3是本技术A/D采集模块电路（模拟量：4-20mA）；图4是本技术液晶屏控制电路；图5是本技术液晶显示驱动集成电路电路；图6是本技术ZIGBEE模块电路。图7是本技术GPRS模块集成电路外围电路；图8是本技术GPS模块电路；图9是本技术JTAG接口电路；图10是本技术供电模块电路；图11是本技术太阳能充电电路。图中：1、ZIGBEE模块2、GPRS模块3、GPS模块4、继电器输出单元5、CPU电路单元6、扩展接口7、锂电池组8、电源模块9、人机交互单元10、AD采集单元11、太阳能电池模块12、AC电源模块13、液晶显示模块14、输入选择模块15、压力模块A16、压力模块B。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明：图1是本技术组成结构的原理框图；如图1所示，一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器，包括，ZIGBEE模块1、GPRS模块2、GPS模块3、继电器输出单元4、CPU电路单元5、扩展接口6、电源模块8、人机交互单元9、AD采集单元10，所述的CPU电路单元5分别与ZIGBEE模块1、GPRS模块2、GPS模块3、继电器输出单元4、扩展接口6、电源模块8、人机交互单元9和AD采集单元10相互电连接，电源模块8为上述各电路单元、模块电路提供电力，电源模块8，支持AC50HzAC转24VDC，额定输出功率10W。ZIGBEE模块1主要负责本地设备组建拓扑局域网，GPRS模块2与互联网通过无线电连接，GPS模块3实时接收卫星定位信号。所述的AD采集单元10包括，压力模块A15和压力模块B16，压力模块A15检测低压输入，压力模块B16检测高压输入，并提供给CPU电路单元5，高、低压值将被CPU电路单元5用作差压液位计算，压力模块B16的高压值校准后将同时用于计算储罐压力值，在压力模块A15和压力模块B16中，把带有感温二极管的硅压阻压力传感器直接集成进控制器，利用两个传感器配合演算公式直接获取外接储罐的压力与液位信息，所述的AD采集单元10前级设有减法器，可以兼容标准4-20ma工业变送信号的第三方变送器设备。人机交互单元9包括，液晶显示模块13和输入选择模块14，通过液晶显示模块13显示被控设备的工作状态，通过输入选择模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器，其特征在于，包括，ZIGBEE模块（1）、GPRS模块（2）、GPS模块（3）、继电器输出单元（4）、CPU电路单元（5）、扩展接口（6）、电源模块（8）、人机交互单元（9）、AD采集单元（10），所述的CPU电路单元（5）分别与ZIGBEE模块（1）、GPRS模块（2）、GPS模块（3）、继电器输出单元（4）、扩展接口（6）、电源模块（8）、人机交互单元（9）和AD采集单元（10）相互电连接，电源模块（8）为上述各电路单元、模块电路提供电力。

【技术特征摘要】
1.一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器，其特征在于，包括，ZIGBEE模块（1）、GPRS模块（2）、GPS模块（3）、继电器输出单元（4）、CPU电路单元（5）、扩展接口（6）、电源模块（8）、人机交互单元（9）、AD采集单元（10），所述的CPU电路单元（5）分别与ZIGBEE模块（1）、GPRS模块（2）、GPS模块（3）、继电器输出单元（4）、扩展接口（6）、电源模块（8）、人机交互单元（9）和AD采集单元（10）相互电连接，电源模块（8）为上述各电路单元、模块电路提供电力。2.根据权利要求1所述具备ZIGBEE通信的工业储罐控制器，其特征在于，所述的AD采集单元（10）包括，压力模块A（15）和压力模块B（16），压力模块A（15）检测低压输入，压力模块B（16）检测高压输入，并提供给CPU电路单元（5）；人机交互单元（9）包括，液晶显示模块（13）和输入选择模块（14），通过液晶显示模块（13）显示被控设备的工作状态，通过输入选择模块（14）本地设置和操作监控设备；电源模块（8）通过AC电源（12）和太阳能电源（11）输入获得电能，锂电池组（7），可提供24小时储备电源；扩展接口（6）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，孙超，
申请(专利权)人：天津市詹佛斯科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12