水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，天線(xiàn)、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(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗較低，能安裝在有線(xiàn)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)流速儀上，既能發(fā)揮射頻信號(hào)無(wú)方向性、不受障礙物影響以及遙控距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，又能雙向傳輸，具有一定的控制作用，且利用無(wú)線(xiàn)中繼裝置，可以長(zhǎng)距離的對(duì)控制數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行收發(fā)，不需要布線(xiàn)，同時(shí)成本低廉。
【專(zhuān)利說(shuō)明】水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置。具體涉及一種用于河流海岸模型無(wú)線(xiàn)流速儀的無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大部分水利設(shè)施中無(wú)線(xiàn)流速儀的水位數(shù)據(jù)是通過(guò)有線(xiàn)的方式傳送到控制中心或中繼點(diǎn)。這些有線(xiàn)傳輸?shù)臏y(cè)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(cè)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(hào)衰減嚴(yán)重，數(shù)據(jù)出錯(cuò)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(hào)；有線(xiàn)設(shè)備靈活性差，若需要更換測(cè)量位置則需要重新布線(xiàn)；不能兼容其他設(shè)備，不同測(cè)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(xiàn)；成本高，一般傳輸電纜價(jià)格比較昂貴，因此有線(xiàn)通訊成本比較高，而現(xiàn)有設(shè)備大多不具有無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)收發(fā)控制器，解決現(xiàn)有水位測(cè)量中有線(xiàn)傳輸布線(xiàn)雜亂，傳輸距離有限，成本高，現(xiàn)有設(shè)備不具有無(wú)線(xiàn)傳輸功能的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型的發(fā)明目的:水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，包括天線(xiàn)、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(xiàn)、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(xiàn)上還安裝有信號(hào)放大器
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置既能發(fā)揮無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)無(wú)方向性、不受障礙物影響以及遙控距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，又能雙向傳輸，具有一定的控制作用，且利用水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，可以長(zhǎng)距離的對(duì)控制數(shù)據(jù)和測(cè)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(xiàn)，可以和現(xiàn)有有線(xiàn)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)流速儀組合，成本低廉。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)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(duì)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(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，包括天線(xiàn)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(xiàn)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(wú)線(xiàn)流速儀6相連。
[0012]射頻收發(fā)器模塊2通過(guò)天線(xiàn)I接收中繼器發(fā)出的無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)，并向外發(fā)送無(wú)線(xiàn)流速儀6的無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)；微控制器模塊3將射頻收發(fā)器模塊2傳輸過(guò)來(lái)的無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，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(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)，并發(fā)送給射頻收發(fā)器模塊2 ;傳感器連接模塊4與無(wú)線(xiàn)流速儀6連接，傳感器連接模塊4將無(wú)線(xiàn)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(hào)發(fā)送給無(wú)線(xiàn)流速儀6。
[0013]天線(xiàn)I向中繼器發(fā)射無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)，或者接收中繼器發(fā)出的無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)。通?？梢愿鶕?jù)設(shè)備尺寸、安裝位置要求，選擇合適的天線(xiàn)1，水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置要安裝的無(wú)線(xiàn)流速儀6內(nèi)部，無(wú)線(xiàn)流速儀6為金屬外殼，所以?xún)?yōu)選使用吸盤(pán)天線(xiàn)，將天線(xiàn)I吸附在無(wú)線(xiàn)流速儀6的金屬外殼之上，天線(xiàn)I的質(zhì)量直接影響無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)傳輸?shù)木嚯x和無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)的質(zhì)量。
[0014]射頻收發(fā)器模塊2負(fù)責(zé)天線(xiàn)I傳輸信號(hào)的收發(fā)。一方面，將從微控制器模塊3接收到的無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)通過(guò)天線(xiàn)I發(fā)送出去。另一方面，射頻收發(fā)器模塊2接收由天線(xiàn)I接收到的無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)，并發(fā)送到微控制器模塊3 ;射頻收發(fā)器模塊2還會(huì)接收發(fā)送控制應(yīng)答
號(hào)等。
[0015]微控制器模塊3與射頻收發(fā)器模塊2通過(guò)同步串行總線(xiàn)(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(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)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(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)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(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為T(mén)TL電平信號(hào)，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(cè)量數(shù)據(jù)的電平信號(hào)，根據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議轉(zhuǎn)化為無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)，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(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)芯片。恩智浦(NXP)的LPClIXX系類(lèi)處理器可以做到系統(tǒng)兼容，同時(shí)價(jià)格便宜，用戶(hù)可以根據(jù)需要在LPC11XX選擇不同性能和型號(hào)的微控制器，同時(shí)LPC11XX系列微控制器有著不錯(cuò)的功耗控制。經(jīng)過(guò)功耗控制優(yōu)化也可以非常容易的將功耗控制在μA級(jí)別。同時(shí)這個(gè)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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置和無(wú)線(xiàn)流速儀6之間的通訊接口，使用485總線(xiàn)通訊。傳感器連接模塊4通過(guò)485總線(xiàn)向無(wú)線(xiàn)流速儀6請(qǐng)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(hào)發(fā)送給無(wú)線(xiàn)流速儀6，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置可使用無(wú)線(xiàn)流速儀6內(nèi)部的5V電源，經(jīng)過(guò)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(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置和無(wú)線(xiàn)流速儀6組裝在一起，可以使用雙面膠貼在無(wú)線(xiàn)流速儀6內(nèi)部；當(dāng)傳輸距離較大時(shí)，在水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置的天線(xiàn)I上安裝信號(hào)放大器，從而可以大大增加傳輸距離。
[0020]實(shí)施例:水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置安裝在無(wú)線(xiàn)流速儀6上，配合無(wú)線(xiàn)射頻中繼器7使用，網(wǎng)關(guān)10與CAN總線(xiàn)8連接，上位機(jī)9通過(guò)以太網(wǎng)或485總線(xiàn)11與網(wǎng)關(guān)連接，CAN總線(xiàn)8根據(jù)需求連接一個(gè)或者多個(gè)無(wú)線(xiàn)射頻中繼器7，無(wú)線(xiàn)射頻中繼器7和無(wú)線(xiàn)流速儀6通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)進(jìn)行通信；水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置接收無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)，通過(guò)射頻收發(fā)器模塊2將無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)傳輸出去，由無(wú)線(xiàn)射頻中繼器7接收并轉(zhuǎn)換為分差信號(hào)，通過(guò)CAN總線(xiàn)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(wú)線(xiàn)傳輸；或由上位機(jī)9發(fā)送控制指令，通過(guò)以太網(wǎng)或485總線(xiàn)11向網(wǎng)關(guān)10發(fā)送，網(wǎng)關(guān)10發(fā)通過(guò)CAN總線(xiàn)8傳輸至無(wú)線(xiàn)射頻中繼器7，由河流海岸模型CAN總線(xiàn)式無(wú)線(xiàn)射頻中繼器9中微控制器模塊3轉(zhuǎn)換成無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)，并由射頻收發(fā)器模塊2發(fā)送至水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，水位儀無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置將接收到的無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制指令的電平信號(hào)，通過(guò)傳感器連接模塊4發(fā)送給無(wú)線(xiàn)流速儀6，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)控制無(wú)線(xiàn)流速儀6的動(dòng)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(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)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(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，其特征在于:包括天線(xiàn)(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(xiàn)(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(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，其特征在于:所述天線(xiàn)(I)上還安裝有信號(hào)放大器。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK203503142SQ201320618819
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院