05%。
[0036]本地通信模块21支持I个RS232、I个RS485、I个10M/100M以太网接口，具有接口防护功能，以上接口均支持升级程序，以及本地配置维护等。
[0037]处理器模块22包括处理器(MCU)、存储器、时钟及其外围电路，为远程控制器的核心模块，完成对各种数据进行采集，分析，处理，存储，上报等功能。
[0038]电源管理模块23由隔离DC-DC模块、LDO、滤波电路及防护电路组成，将输入的直流电源信号转变成各模块所需的电压。滤波电路保证了电源的电磁兼容性，防护电路可以防止因过电压、过电流、反接、短路等现象造成内部器件损坏。隔离DC-DC模块，将输入电源信号与输出电源信号隔离，并具有1000V以上的隔离电压，满足工业设计要求。LDO可为处理器模块的MCU提供低电压供电。
[0039]WIA-PA无线通信模块24实现与其他无线设备通信功能，交换控制信息和收发采集数据。处理器模块22和WIA-PA无线通信模块24通过串口进行双向通信。WIA-PA无线通信模块包含射频接收及放大电路。天线25起到接收及发送射频信号的作用。
[0040]本实用新型将多通道模拟量采集功能与无线远程控制器实现了一体化设计，模拟量采集功能及与无线远程控制器一体化设计关联架构如图3所示。
[0041]31为4?20mA模拟量信号，该信号由有线仪表发出，经有线电缆传输至远程控制器模拟量接口。该信号经过信号防护电路，采样电阻，信号滤波电路，电压跟随器，AD转换电路，数据隔离电路至MCU。
[0042]图4中Fl及Dl组成防护电路。Fl为正温度系数热敏电阻，电阻值随温度升高而增大，常温时，Fl电阻值很低，对电路无影响。当出现信号异常导致电流升高时，Fl电阻值迅速增大，断开了后级电路，起到了过流保护的作用。当异常现象消除后，电流恢复正常，电阻值再恢复到常态，从而起到了自恢复的作用。Rl为采样电阻，将4?20mA电流信号转换为O?5V以内的电压信号。采样电阻选择高精度，低温度系数功率电阻。高精度可以减小采样电压误差，提高一致性；低温度系数电阻在极限温度下，阻值变化很小，减小了高低温采样误差。R2、Cl组成滤波电路，滤除杂波及干扰信号，便于提高检测精度。UlA为电压跟随器，由电压放大器电路组成。电压放大器输出端与负极直连，电压信号不放大，放大器输出电压等于输出电压，不改变采样信号电压的大小。但利用了放大器输入端阻抗大，输出端阻抗小的特性，起到了阻抗变换的作用，有利于提高检测信号精度及稳定度。
[0043]图5中INO?IN7端采样信号连接至AD芯片输入端，进行AD转换，将电压信号转换为数字信号，AD芯片通过数据接口传输至数据隔离电路。AD芯片采用逐次逼近算法，采样速率更快，并可设置8通道循环扫描采样方式。
[0044]图6中数据隔离芯片再将信号传输至MCU数据接口，实现了模拟量采集的功能。数据隔离电路由数据隔离芯片组成，将AD芯片数据管脚与MCU数据管脚隔离开，通常可以耐受2000V以上的隔离电压，很好地保护了 MCU电路。
【主权项】
1.一种基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，包括数字量输入输出模块连接处理器模块，用于采集现场状态信息以及现场设备的启停控制；本地通信模块连接处理器模块，与处理器模块进行双向通信；WIA-PA无线通信模块连接处理器模块，通过串口与处理器模块进行双向通信，通过天线与无线设备通信，交换控制信息以及收发采集数据；其特征在于:多通道模拟量采集模块连接处理器模块，采集现场设备的模拟量输入信号，发送至处理器模块。
2.根据权利要求1所述的基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，其特征在于:所述多通道模拟量采集模块中，信号防护电路、采样电阻、信号滤波电路、电压跟随器、AD转换电路、数据隔离电路和处理器模块依次连接，模拟量信号通过采样电阻将电流信号转换成电压信号，通过滤波器消除现场信号的噪声干扰，通过电压跟随器实现高低阻抗变换，通过AD转换电路将电压信号转换成数字信号后经过数据隔离电路发送至处理器模块。
3.根据权利要求2所述的基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，其特征在于:所述信号防护电路包括热敏电阻和瞬态抑制二极管，用于过流保护及过压保护。
4.根据权利要求1所述的基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，其特征在于:所述数字量输入输出模块包括数字量输入接口和数字量输出接口，所述数字量输入接口用于采集现场状态信息；所述数字量输出接口用于现场设备的启停控制。
5.根据权利要求1所述的基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，其特征在于:电源管理模块连接数字量输入输出模块、本地通信模块、WIA-PA无线通信模块、多通道模拟量采集模块，对数字量输入输出模块、本地通信模块、WIA-PA无线通信模块、多通道模拟量采集模块进行供电管理。
6.根据权利要求5所述的基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，其特征在于:所述电源管理模块包括顺序连接的电源防护电路、电源滤波电路、隔离DC-DC模块和LDO模块。
7.根据权利要求1或5所述的基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，其特征在于:所述WIA-PA无线通信模块包括WIA-PA芯片、存储单元、收发器单元、功率放大单元和滤波单元;WIA-PA芯片与存储单元、收发器单元连接；收发器单元与功率放大单元、滤波单元顺序连接。
8.根据权利要求7所述的基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，其特征在于:所述WIA-PA芯片采用CPU芯片，用于实现WIA-PA无线通信协议栈，该芯片包括串口、SPI接口和I/O控制接口 ； 所述收发器单元采用调制解调芯片，具有SPI接口和RF射频接口 ； 所述功率放大单元采用功率放大芯片，其RF射频输入接口与收发器单元的RF射频接口连接，其RF射频输出接口与滤波单元的RF射频输入接口连接； 所述滤波单元采用带通滤波器，其RF射频输出端口用于与天线连接； 所述滤波单元采用带通滤波器，其RF射频输出端口用于与TDD功率放大单元连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于WIA无线网络的多通道模拟量采集远程控制器，包括数字量输入输出模块连接处理器模块，用于采集现场状态信息以及现场设备的启停控制；本地通信模块连接处理器模块，与处理器模块进行双向通信；WIA-PA无线通信模块连接处理器模块，通过串口与处理器模块进行双向通信，通过天线与无线设备通信，交换控制信息以及收发采集数据；多通道模拟量采集模块连接处理器模块，采集现场设备的模拟量输入信号，发送至处理器模块。本实用新型在无线远程控制器的基础上，兼容有线仪表的模拟量采集功能，可以同时实现有线仪表及无线仪表的数据采集监视，故障判断等功能。本实用新型的模拟量采集功能具有精度高、温度稳定性好、防护功能强等特点。
【IPC分类】G05B19-418, H04L29-06, G08C17-02
【公开号】CN204406160
【申请号】CN201420851397
【发明人】张健, 赵雪峰, 张二鹏, 杜方, 孙金, 邓立志, 王月, 张锋, 刘 东
【申请人】沈阳中科奥维科技股份有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月26日