本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集，具體涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無線管控系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

目前管網(wǎng)系統(tǒng)的管控技術(shù)發(fā)展比較快，大部分管網(wǎng)都建設(shè)了無線控制系統(tǒng)，極大地提高了管控效率。但是就閥門的控制而言，大部分都還停留在有線控制系統(tǒng)上，隨著智能化城市建設(shè)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)有線控制諸多弊端體現(xiàn)的尤為明顯，如需要鋪設(shè)大量電纜、建設(shè)投資大、維護(hù)成本高等等，因此，在很多場合已不再被使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種管控系統(tǒng)及其工作方法，以實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集及管理控制。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種管控系統(tǒng)，包括：

若干個(gè)控制基站，該控制基站適于采集相應(yīng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)；以及控制總站，用于匯總各控制基站采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向各控制基站發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述控制基站包括：信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，與該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器相連的無線網(wǎng)關(guān)；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器適于通過無線網(wǎng)關(guān)與控制總站進(jìn)行無線通訊。

進(jìn)一步，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器包括：處理器模塊，與該處理器模塊相連的兩485通訊模塊，其中一485通訊模塊與無線網(wǎng)關(guān)相連，以及另一485通訊模塊與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。

進(jìn)一步，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器還包括：至少一組模擬量輸入、輸出口，若干數(shù)字量輸入、輸出口；其中

所述模擬量輸入口對應(yīng)模擬量輸入模塊；

所述模擬量輸入模塊包括：同相比例運(yùn)算電路，以及與該同相比例運(yùn)算電路相連的電壓跟隨器；所述電壓跟隨器與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，以將模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器模塊；以及

所述模擬量輸出口對應(yīng)模擬量輸出模塊；

所述模擬量輸出模塊包括：與處理器模塊相連的數(shù)字隔離器，所述處理器模塊適于輸出PWM信號(hào)以通過數(shù)字隔離器輸入至模擬量轉(zhuǎn)換模塊，該模擬量轉(zhuǎn)換模塊適于根據(jù)PWM信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)三極管Q1控制模擬量輸出口的模擬量輸出信號(hào)。

進(jìn)一步，所述模擬量轉(zhuǎn)換模塊包括：第一、第二集成運(yùn)算放大器，其中

第一集成運(yùn)算放大器的同相端通過電阻R3與數(shù)字隔離器的輸出端相連，且該第一集成運(yùn)算放大器的反相端通過RC并聯(lián)電路與第一集成運(yùn)算放大器的輸出端相連；以及所述數(shù)字隔離器的輸出端與第一集成運(yùn)算放大器的輸出端之間還連接有電容；

所述第一集成運(yùn)算放大器的輸出端通過電阻R5連接第二集成運(yùn)算放大器的同相端，該第二集成運(yùn)算放大器的反相端與驅(qū)動(dòng)三極管Q1的發(fā)射極相連，該四集成運(yùn)算放大器的輸出端通過電阻R7與驅(qū)動(dòng)三極管Q1的基極相連；所述驅(qū)動(dòng)三極管Q1的集電極與一穩(wěn)壓管TVS2的陽極相連，以及一電源與二極管D2的陽極相連，其中所述穩(wěn)壓管TVS2的陽極和二極管D2的陰極作為一組模擬量輸出口。

進(jìn)一步，各數(shù)字量輸入口對應(yīng)數(shù)字量輸入模塊，所述數(shù)字量輸入模塊包括：若干光耦器件，各光耦器件分別對應(yīng)相應(yīng)數(shù)字量輸入口，并且

所述處理器模塊通過移位寄存器拓展IO以控制各光耦器件；以及

各數(shù)字量輸出口對應(yīng)數(shù)字量輸出模塊，所述數(shù)字量輸出模塊包括：

與處理器模塊的各數(shù)字量輸出端相連的大電流復(fù)合晶體管，該大電流復(fù)合晶體管的各輸出端分別通過相應(yīng)繼電器模塊輸出相應(yīng)數(shù)字量信號(hào)。

進(jìn)一步，所述處理器模塊還與人機(jī)交互界面相連；以及所述控制基站與控制總站的電路結(jié)構(gòu)相同。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種管控系統(tǒng)的工作方法。

所述管控系統(tǒng)的工作方法包括：通過分布的若干控制基站實(shí)時(shí)采集相應(yīng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)；以及通過控制總站匯總各控制基站采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)并向各控制基站發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述控制基站包括：信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，與該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器相連的無線網(wǎng)關(guān)；其中所述無線網(wǎng)關(guān)適于將信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器發(fā)送的本地異步串口數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制成無線擴(kuò)頻信號(hào)，即向控制總站發(fā)送相應(yīng)狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及通過所述無線網(wǎng)關(guān)將接收的無線擴(kuò)頻信號(hào)解調(diào)成本地異步串口數(shù)據(jù)后發(fā)送至信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，即向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令。

進(jìn)一步，所述控制總站還適于將匯總的各控制基站所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，并通過上位機(jī)經(jīng)控制總站向各控制基站下發(fā)控制指令。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的無線管控，即通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管控各現(xiàn)場設(shè)備，不但可以對其工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，而且還可以向被控設(shè)備發(fā)送各種指令，讀取狀態(tài)信息，反饋回總控室進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，并且本發(fā)明的管控系統(tǒng)還具有覆蓋面廣，安全可靠、維護(hù)方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的管控系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是本發(fā)明的處理器的外圍管腳圖；

圖3是本發(fā)明的第一485通訊模塊的電路原理圖；

圖4是本發(fā)明的第二485通訊模塊的電路原理圖；

圖5是本發(fā)明的模擬量輸入模塊的電路原理圖；

圖6是本發(fā)明的模擬量輸出模塊的電路原理圖；

圖7是本發(fā)明的數(shù)字量輸入模塊的電路原理圖；

圖8是本發(fā)明的數(shù)字量輸出模塊的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例1提供了一種管控系統(tǒng)，包括：若干個(gè)用于與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連的控制基站，該控制基站適于采集相應(yīng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)；用于匯總各控制基站采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向各控制基站發(fā)送相應(yīng)控制指令的控制總站，即無線中心控制總站，且具體為一總站控制箱。其中，所述無線中心控制總站例如但不限于連接32個(gè)控制基站，如圖1所示，1#控制基站至32#控制基站。

所述控制基站具體為一基站控制箱，且包括：信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，與該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器相連的無線網(wǎng)關(guān)（即智能無線網(wǎng)關(guān)）；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器適于通過無線網(wǎng)關(guān)與控制總站進(jìn)行無線通訊。

所述信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器包括：處理器模塊，與該處理器模塊相連的第一、第二485通訊模塊，其中第一485通訊模塊與無線網(wǎng)關(guān)相連，以及第二485通訊模塊與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。

如圖2所示，所述處理器模塊例如但不限于采用PIC45K80。

如圖3和圖4所示，第一、第二485通訊模塊可以采用相同的電路結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)需要采用不同的電路結(jié)構(gòu)，例如第一485通訊模塊中485通訊芯片MDL3例如但不限于采用MDL3TD501D485，第二485通訊模塊例如但不限于采用芯片U1為ADUM1201，芯片U5為MAX485構(gòu)成。

其中，所述電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)例如但不限于智能電動(dòng)閥門，該智能電動(dòng)閥門的控制模塊通過485總線與信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器相連。一個(gè)控制基站例如但不限于對應(yīng)32個(gè)智能電動(dòng)閥門。

所述信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器還包括：至少一組模擬量輸入、輸出口，若干數(shù)字量輸入、輸出口。

如圖5所示，所述模擬量輸入口對應(yīng)模擬量輸入模塊；所述模擬量輸入模塊包括：同相比例運(yùn)算電路，以及與該同相比例運(yùn)算電路相連的電壓跟隨器；所述電壓跟隨器與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊U8相連，以將模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器模塊；其中，同相比例運(yùn)算電路和電壓跟隨器由集成運(yùn)放芯片U7對應(yīng)的LM385構(gòu)成，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊U8例如但不限于采用MCP3221。

如圖6所示，所述模擬量輸出口對應(yīng)模擬量輸出模塊；所述模擬量輸出模塊包括：與處理器模塊相連的數(shù)字隔離器U1，所述處理器模塊適于輸出PWM信號(hào)以通過數(shù)字隔離器輸入至模擬量轉(zhuǎn)換模塊，該模擬量轉(zhuǎn)換模塊適于根據(jù)PWM信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)三極管Q1控制模擬量輸出口的模擬量輸出信號(hào)。其中，所述數(shù)字隔離器U1例如但不限于采用ADUM1201。

具體的，所述模擬量轉(zhuǎn)換模塊包括：第一、第二集成運(yùn)算放大器，其中第一集成運(yùn)算放大器的同相端通過電阻R3與數(shù)字隔離器的輸出端相連，且該第一集成運(yùn)算放大器的反相端通過RC并聯(lián)電路與第一集成運(yùn)算放大器的輸出端相連；以及所述數(shù)字隔離器的輸出端與第一集成運(yùn)算放大器的輸出端之間還連接有電容；所述第一集成運(yùn)算放大器的輸出端通過電阻R5連接第二集成運(yùn)算放大器的同相端，該第二集成運(yùn)算放大器的反相端與驅(qū)動(dòng)三極管Q1的發(fā)射極相連，該四集成運(yùn)算放大器的輸出端通過電阻R7與驅(qū)動(dòng)三極管Q1的基極相連；所述驅(qū)動(dòng)三極管Q1的集電極與一穩(wěn)壓管TVS2的陽極相連，以及一24V電源與二極管D2的陽極相連，其中所述穩(wěn)壓管TVS2的陽極和二極管D2的陰極作為一組模擬量輸出口。

其中，第一、第二集成運(yùn)算放大器適于采用集成運(yùn)算芯片U2，即LM2904。

如圖7所示，各數(shù)字量輸入口對應(yīng)數(shù)字量輸入模塊，所述數(shù)字量輸入模塊包括：若干光耦器件，各光耦器件分別對應(yīng)相應(yīng)數(shù)字量輸入口，并且所述處理器模塊通過移位寄存器U10拓展IO以控制各光耦器件。其中，移位寄存器U10例如但不限于采用74LS165。

如圖8所示，各數(shù)字量輸出口對應(yīng)數(shù)字量輸出模塊，所述數(shù)字量輸出模塊包括：與處理器模塊的各數(shù)字量輸出端相連的大電流復(fù)合晶體管IC1，該大電流復(fù)合晶體管IC1的各輸出端分別通過相應(yīng)繼電器模塊輸出相應(yīng)數(shù)字量信號(hào)。其中，所述大電流復(fù)合晶體管IC1例如但不限于采用ULN2003。

所述處理器模塊還與人機(jī)交互界面相連；以及所述控制基站與控制總站的電路結(jié)構(gòu)相同。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種無線管控系統(tǒng)的工作方法。

所述工作方法通過分布的若干控制基站實(shí)時(shí)采集相應(yīng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)；以及通過控制總站匯總各控制基站采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)并向各控制基站發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)。

所述控制基站包括：信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，與該信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器相連的無線網(wǎng)關(guān)；其中所述無線網(wǎng)關(guān)適于將信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器發(fā)送的本地異步串口數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制成無線擴(kuò)頻信號(hào)，即向控制總站發(fā)送相應(yīng)狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及通過所述無線網(wǎng)關(guān)將接收的無線擴(kuò)頻信號(hào)解調(diào)成本地異步串口數(shù)據(jù)后發(fā)送至信號(hào)轉(zhuǎn)換控制器，即向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令。

所述控制總站還適于將匯總的各控制基站所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，并通過上位機(jī)經(jīng)控制總站向各控制基站下發(fā)控制指令。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。