專利名稱：一種近距離通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)，具體涉及一種近距離通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線通訊傳輸技術(shù)的成熟，WIFI模塊功能上的多樣性，再加上掌上計(jì)算和顯示設(shè)備的廣泛使用，使用掌上設(shè)備近距離操控儀器成為可能，這種操控方式避免了人與儀器的直接接觸，同時(shí)也可以操控多種儀器，節(jié)省了時(shí)間，將更加安全與便捷，預(yù)計(jì)未來(lái)這種無(wú)線控制技術(shù)會(huì)廣泛用于技術(shù)領(lǐng)域，比如實(shí)驗(yàn)室、工廠等場(chǎng)合，給研究員、操作員們提供了極大的便利。然而，現(xiàn)有無(wú)線通訊主要以數(shù)據(jù)傳輸為主，利用該技術(shù)開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)真正意義上的控制尚有很大的潛力。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)用掌上計(jì)算和顯示設(shè)備對(duì)儀器通過(guò)WIFI進(jìn)行控制，本發(fā)明的目的在于提供一種近距離通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明無(wú)線控制系統(tǒng)包括傳輸模塊，掌上計(jì)算和顯示設(shè)備；其中
1)傳輸模塊內(nèi)部電路包括WIFI無(wú)線收發(fā)模塊、基本數(shù)據(jù)處理模塊和接口轉(zhuǎn)換電路模塊；WIFI無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)WIFI路由器與掌上計(jì)算和顯示設(shè)備連接傳輸數(shù)據(jù)，儀器和掌上計(jì)算和顯示設(shè)備通過(guò)TCP/IP協(xié)議通訊，基本數(shù)據(jù)處理模塊處理接受到的數(shù)據(jù)，接口轉(zhuǎn)換電路模塊與儀器相應(yīng)接口相連，實(shí)現(xiàn)儀器(4)和傳輸模塊的數(shù)據(jù)傳輸；
2)掌上計(jì)算和顯示設(shè)備采用基于Android4.0系統(tǒng)的Android210開(kāi)發(fā)板,通過(guò)WIFI接受數(shù)據(jù)，描繪圖像，顯示數(shù)值，并回傳指令來(lái)控制儀器。所述WIFI無(wú)線收發(fā)模塊包括天線，收發(fā)轉(zhuǎn)換器，功率放大器，無(wú)線收發(fā)器，低噪聲放大器；天線與收發(fā)轉(zhuǎn)換器連接，收發(fā)轉(zhuǎn)換器與功率放大器和低噪聲放大器連接，功率放大器和低噪聲放大器在另一端與無(wú)線收發(fā)器連接。所述基本數(shù)據(jù)處理模塊包括采用ARM9架構(gòu)的S3C2440芯片為核心的CPU和采用Virtex-5 SXT芯片為核心的FPGA芯片連接，CPU與無(wú)線收發(fā)器連接。所述接口轉(zhuǎn)換電路模塊有USB接口、GPIB接口，串口接口和并口接口四種接口，通過(guò)各自的驅(qū)動(dòng)電路與采用Virtex-5 SXT芯片為核心的FPGA芯片連接。本發(fā)明具有的有益的效果是
I、本發(fā)明可以使一臺(tái)掌上計(jì)算和顯示設(shè)備具備控制儀器，查看儀器運(yùn)行結(jié)果的功能。2、本發(fā)明通過(guò)WIFI連接儀器和設(shè)備，在WIFI范圍內(nèi)(一般為20 50米)都可以進(jìn)行操控，提供了極大的便利。3、本發(fā)明采用的操控軟件，可塑性強(qiáng)，使用簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，適用性廣。


圖I是本發(fā)明的示意圖。圖2是本發(fā)明的傳輸模塊詳細(xì)功能框圖。圖3是本發(fā)明的軟件操作流程圖。圖4是TD-DS1000D型數(shù)字示波器示例軟件初始界面示意圖。圖5是TD-DS1000D型數(shù)字示波器示例軟件設(shè)置示意圖。圖6是TD-DS1000D型數(shù)字示波器示例軟件自動(dòng)查找功能示意圖。 圖7是TD-DS1000D型數(shù)字示波器示例軟件查找可用儀器結(jié)果示意圖。圖8是TD-DS1000D型數(shù)字示波器示例軟件結(jié)果顯示和操作示意圖。圖中1、掌上計(jì)算和顯示設(shè)備,采用Android210開(kāi)發(fā)板以及Android 4. 0操作系統(tǒng)；2、傳輸模塊；3、USB接口 ；4、儀器，如TD-DS1000D型數(shù)字示波器；5、收發(fā)轉(zhuǎn)換器；采用UPG2179芯片作為切換芯片，用來(lái)進(jìn)行發(fā)射信號(hào)與接受信號(hào)的切換；6、功率放大器，采用SiGe公司的FEM芯片，對(duì)無(wú)線收發(fā)器發(fā)射的射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大；7、無(wú)線收發(fā)器，采用AR9220芯片為核心，調(diào)制發(fā)送和接受解調(diào)射頻信號(hào)；8、低噪聲放大器，采用SGA-8343芯片，對(duì)天線感應(yīng)到的信號(hào)進(jìn)行放大；9、CPU，采用ARM9架構(gòu)的S3C2440芯片為核心，主要負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)；10、FPGA芯片，采用Virtex-5 SXT芯片為核心，主要起CPU端口擴(kuò)展、邏輯門(mén)轉(zhuǎn)換、滿足通訊協(xié)議要求的作用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I、圖2所示，本發(fā)明無(wú)線控制系統(tǒng)包括傳輸模塊2，掌上計(jì)算和顯示設(shè)備I ;其中
1)傳輸模塊2:內(nèi)部電路包括WIFI無(wú)線收發(fā)模塊、基本數(shù)據(jù)處理模塊和接口轉(zhuǎn)換電路模塊；WIFI無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)WIFI路由器與掌上計(jì)算和顯示設(shè)備連接傳輸數(shù)據(jù)，儀器和掌上計(jì)算和顯示設(shè)備通過(guò)TCP/IP協(xié)議通訊，基本數(shù)據(jù)處理模塊處理接受到的數(shù)據(jù)，接口轉(zhuǎn)換電路模塊與儀器相應(yīng)接口相連，實(shí)現(xiàn)儀器4和傳輸模塊的數(shù)據(jù)傳輸；
2)掌上計(jì)算和顯示設(shè)備I:采用基于Android4. 0系統(tǒng)的Android210開(kāi)發(fā)板,通過(guò)WIFI接受數(shù)據(jù)，描繪圖像，顯示數(shù)值，并回傳指令來(lái)控制儀器4。所述WIFI無(wú)線收發(fā)模塊包括天線，收發(fā)轉(zhuǎn)換器5，功率放大器6，無(wú)線收發(fā)器7，低噪聲放大器8 ;天線與收發(fā)轉(zhuǎn)換器連接,收發(fā)轉(zhuǎn)換器與功率放大器和低噪聲放大器連接,功率放大器和低噪聲放大器在另一端與無(wú)線收發(fā)器連接。所述基本數(shù)據(jù)處理模塊包括采用ARM9架構(gòu)的S3C2440芯片為核心的CP9和采用Virtex-5 SXT芯片為核心的FPGA芯片10連接，CPU 9與無(wú)線收發(fā)器7連接。所述接口轉(zhuǎn)換電路模塊有USB接口、GPIB接口，串口接口和并口接口四種接口，通過(guò)各自的驅(qū)動(dòng)電路與采用Virtex-5 SXT芯片為核心的FPGA芯片連接。如圖I所示，本發(fā)明提供的近距離通用無(wú)線控制系統(tǒng)包括傳輸模塊2，掌上計(jì)算和顯示設(shè)備I為安裝Anddroid4. 0系統(tǒng)的Android210開(kāi)發(fā)板兩個(gè)部分，控制的儀器4為T(mén)D-DS1000D型數(shù)字示波器，配備通用WIFI路由器一臺(tái)，產(chǎn)生通訊所需的WIFI信號(hào)。傳輸模塊內(nèi)部電路主要包括WIFI無(wú)線收發(fā)模塊、基本數(shù)據(jù)處理模塊和接口轉(zhuǎn)換電路模塊。如圖2所示，WIFI無(wú)線收發(fā)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括天線，功率放大器6，低噪放大器8，收發(fā)轉(zhuǎn)換器5，無(wú)線收發(fā)器7。掌上計(jì)算和顯示設(shè)備I進(jìn)行通訊，接受和發(fā)射信號(hào)，收發(fā)轉(zhuǎn)換器5用來(lái)進(jìn)行發(fā)射信號(hào)與接受信號(hào)的切換，無(wú)線收發(fā)器7調(diào)制發(fā)送和接受解調(diào)射頻信號(hào)，功率放大器6對(duì)無(wú)線收發(fā)器7的發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行放大，低噪放大器8對(duì)無(wú)線感應(yīng)到的信號(hào)進(jìn)行放大，通過(guò)WIFI與Android210開(kāi)發(fā)板傳輸數(shù)據(jù)，基本數(shù)據(jù)處理模塊以ARM9架構(gòu)的S3C2440芯片作為CPU9，處理接受到的數(shù)據(jù)，同時(shí)配置一塊型號(hào)為Virtex-5 SXT的FPGA 10，主要起CPU端口擴(kuò)展、邏輯門(mén)轉(zhuǎn)換、滿足通訊協(xié)議要求的作用。接口轉(zhuǎn)換電路模塊的USB接口與TD-DS1000D型數(shù)字示波器的USB接口 3相連，實(shí)現(xiàn)TD-DS1000D型數(shù)字示波器和傳輸模塊2的數(shù)據(jù)傳輸。 Android210開(kāi)發(fā)板自備WIFI模塊，自動(dòng)查找可連接的TD-DS1000D型數(shù)字示波器，接受到傳輸模塊2傳來(lái)的數(shù)據(jù)后，軟件讀取數(shù)據(jù)，繪制圖像，顯示數(shù)值，用戶可操作軟件通過(guò)WIFI信號(hào)發(fā)送指令回傳給傳輸模塊2，從而控制TD-DS1000D型數(shù)字示波器。Android210開(kāi)發(fā)板和TD-DS1000D型數(shù)字示波器通訊基于TCP/IP協(xié)議。本發(fā)明的工作原理如下
以TD-DS1000D型數(shù)字示波器示例軟件作為簡(jiǎn)單的例子，圖3為軟件運(yùn)行流程圖，軟件初始狀態(tài)如圖4所示，在設(shè)置中可以選擇開(kāi)關(guān)自動(dòng)查找，如圖5所示。TD-DS1000D型數(shù)字示波器通過(guò)傳輸模塊2連到WIFI，當(dāng)一安裝有控制軟件的Android210開(kāi)發(fā)板連接到WIFI后，打開(kāi)軟件，自動(dòng)提醒查找周圍可連接的TD-DS1000D型數(shù)字示波器，如圖6所示，點(diǎn)擊“是”選項(xiàng)后，彈出可選儀器列表供用戶選擇，如圖7所示，點(diǎn)擊“否”則返回初始狀態(tài)如圖4所示。若選擇手動(dòng)查找，點(diǎn)擊下部狀態(tài)欄，直接進(jìn)入選擇儀器畫(huà)面，如圖7所示。選擇相應(yīng)TD-DS1000D型數(shù)字示波器，TD-DS1000D型數(shù)字示波器和設(shè)備開(kāi)始連接，連接成功后，用戶點(diǎn)擊開(kāi)始，操作軟件，如圖8所示，傳輸模塊2的基本數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和傳輸，直接將結(jié)果顯示在Android210開(kāi)發(fā)板上，用戶操作軟件直接控制TD-DS1000D型數(shù)字示波器運(yùn)行。操作完畢，可選擇保存實(shí)驗(yàn)結(jié)果(以圖片形式)，然后點(diǎn)擊退出，斷開(kāi)連接，回到初始狀態(tài)，如圖4所示，再點(diǎn)擊退出，則關(guān)閉軟件，操控結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種近距離通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)，其特征在于該無(wú)線控制系統(tǒng)包括傳輸模塊(2)，掌上計(jì)算和顯示設(shè)備(I);其中 1)傳輸模塊(2):內(nèi)部電路包括WIFI無(wú)線收發(fā)模塊、基本數(shù)據(jù)處理模塊和接口轉(zhuǎn)換電路模塊；WIFI無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)WIFI路由器與掌上計(jì)算和顯示設(shè)備連接傳輸數(shù)據(jù)，儀器和掌上計(jì)算和顯示設(shè)備通過(guò)TCP/IP協(xié)議通訊，基本數(shù)據(jù)處理模塊處理接受到的數(shù)據(jù)，接口轉(zhuǎn)換電路模塊與儀器相應(yīng)接口相連，實(shí)現(xiàn)儀器(4)和傳輸模塊的數(shù)據(jù)傳輸； 2)掌上計(jì)算和顯示設(shè)備(I):采用基于Android4.O系統(tǒng)的Android210開(kāi)發(fā)板,通過(guò)WIFI接受數(shù)據(jù)，描繪圖像，顯示數(shù)值，并回傳指令來(lái)控制儀器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種近距離通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)，其特征在于所述WIFI無(wú)線收發(fā)模塊包括天線，收發(fā)轉(zhuǎn)換器(5)，功率放大器(6)，無(wú)線收發(fā)器(7)，低噪聲放大器(8);天線與收發(fā)轉(zhuǎn)換器連接,收發(fā)轉(zhuǎn)換器與功率放大器和低噪聲放大器連接,功率放大器和低噪聲放大器在另一端與無(wú)線收發(fā)器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種近距離通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)，其特征在于所述基本數(shù)據(jù)處理模塊包括采用ARM9架構(gòu)的S3C2440芯片為核心的CPU (9)和采用Virtex_5 SXT芯片為核心的FPGA芯片(10)連接，CPU (9)與無(wú)線收發(fā)器(7)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種近距離通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)，其特征在于所述接口轉(zhuǎn)換電路模塊有USB接口、GPIB接口，串口接口和并口接口四種接口，通過(guò)各自的驅(qū)動(dòng)電路與采用Virtex-5 SXT芯片為核心的FPGA芯片連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種近距離通用無(wú)線儀器控制系統(tǒng)。該無(wú)線控制系統(tǒng)包括傳輸模塊，掌上計(jì)算和顯示設(shè)備；傳輸模塊內(nèi)部電路包括WIFI無(wú)線收發(fā)模塊、基本數(shù)據(jù)處理模塊和接口轉(zhuǎn)換電路模塊；WIFI無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)WIFI路由器與掌上計(jì)算和顯示設(shè)備連接傳輸數(shù)據(jù)，儀器和掌上計(jì)算和顯示設(shè)備通過(guò)TCP/IP協(xié)議通訊，基本數(shù)據(jù)處理模塊處理接受到的數(shù)據(jù)，接口轉(zhuǎn)換電路模塊與儀器相應(yīng)接口相連，實(shí)現(xiàn)儀器和傳輸模塊的數(shù)據(jù)傳輸，用戶可以操作軟件從而對(duì)儀器進(jìn)行操作。本發(fā)明整合了軟件操控和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，能廣泛用于各類需要近距離無(wú)線傳輸、操控的場(chǎng)合，具有很好的通用性。
文檔編號(hào)H04B1/38GK102968892SQ20121046192
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者戚正棟, 皇甫江濤, 王靜雨, 彭政諭, 冉立新 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)