一种仪器仪表设备的无线传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于数据传输技术领域，特别是设及一种计算机与仪器仪表设备的无 线传输装置。
【背景技术】
[0002] 目前，公知的仪器仪表设备通过USB、RS232等通讯接口与计算机有线通讯，连接 线缆多而杂乱，在高电压、大电流、高温度等恶劣环境下不安全、不可靠、不方便。同时，由于 仪器仪表设备本身需要装有USB、RS232等通讯接口，导致仪表的安全等级、防护等级降低。
[0003] 现有的仪器仪表设备通讯技术，如Zi浊ee技术，成本比较高，而藍牙炬luetooth) 需要一对一配对，具有一定的局限性。
[0004] nRF24LUl是NORDIC公司推出的一款将高性能的射频收发器和USB控制器W及 8051单片机的功能高度集成到一起的无线收发巧片。nRF24LUl内含一个增强型的8051MCU 内核，采用MCS51指令设计，但大大减少了指令周期，达到传统8051的12倍；1化字节的 flash和化的SRAM;接口包括通用10 口、主从SPI口，UART和USB口，其中USB控制器是 全速的USB2. 0控制器；2. 4GHz的射频传输模块，传输速度可W为IMHz或2MHz，对于其作为 无线USB应用有很好的传输速度保证，同时其包括自动回复和重传功能。
[0005] nRF2化U1集成电压转换模块，直接由USB总线供电，不需要再加电压转换巧片，节 约成本和减少了版面空间。无线USB模块主要由W下几部分组成：匹配电路、USB接口电路 和时钟输入接口电路。
[0006] nRF24LEl使用与nRF24L01+同样的内嵌协议引擎的2. 4細ZGFSK收发器。射频 收发器工作于2. 400-2. 4835GHz的ISM频段，尤其适用于超低功耗无线应用。射频收发 器模块通过映射寄存器进行配置和操作。MCU通过一个专用的片上SPI接口可W访问该些 寄存器，无论射频收发器处在何种电源模式。内嵌的协议引擎巧nhanced化ockBurst)允 许数据包通信并支持从手动操作到高级自发协议操作的各种模式。射频收发器模块的数据 FIF化保证了射频模块与MCU的平稳数据流。
[0007] nRF24LEl内含一个执行传统8051指令集的快速8位MCU.大多数单字节指令可W 一个周期内完成。一个机器周期在一个时钟周期完成，是传统8051单片机的8倍。 【实用新型内容】
[000引为了克服上述现有技术中在数据传输功能上存在的缺乏安全性、可靠性、便捷性W及高成本等技术问题，本实用新型提供一种仪器仪表设备的无线传输装置，该装置采用 由nRF24LEl或nRF24LUl巧片构成的模块，具有体积小、超低功耗、成本极其低廉等特点，且 可实现一对六的传输模式，传输距离远，使用便捷、操作简单可靠，可同时提高仪器仪表设 备的安全性能。
[0009] 为此，本实用新型提供了一种仪器仪表设备的无线传输装置，其至少包括一主机 端W及六个子机端，所述一主机端与六个子机端通过无线连接方式连接；所述一主机端内 设置有用于接收六个子机端发出的数据并发出计算机端的指令数据的主机模块，所述六个 子机端内设置有用于发出数据并接收一主机端的指令数据的子机模块；所述主机模块有两 种结构；第一种由一个nRF24LUl巧片和USB接口构成；第二种由一个nRF24LEl巧片、一个 CP2102巧片W及USB接口构成；所述子机模块由一个nRF24LEl巧片和RS232接口构成。
[0010] 所述主机模块中nRF24LUl巧片和USB接口通过电连接方式连接；所述nRF24LEl 巧片与一个CP2102巧片通过电连接方式连接；所述一个CP2102巧片与USB接口通过电连 接方式连接；所述子机模块中的nRF2化E1巧片与RS232接口通过电连接方式连接。
[0011] 所述主机模块内设置有6个并行且地址不同的数据通道。
[0012] 所述六个子机端为六个不同的地址码。
[0013] 所述一主机端的USB接口与计算机端连接；所述六个子机端的RS232接口与仪器 仪表设备的MCU连接。
【附图说明】：
[0014] 图1为本实用新型的主机模块为一个nRF24LUl巧片和USB接口时结构示意图；
[0015] 图2为为本实用新型的主机模块为一个一个nRF24LEl巧片、一个CP2102巧片W 及USB接口时的结构示意图。
[0016] 图中1、一主机端；2、六个子机端。
【具体实施方式】：
[0017] W下结合附图对本实用新型的原理和特性进行描述，所举实例只用于解释本实用 新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0018] 图1和图2是本实用新型实施例中仪器仪表设备无线通讯原理图。如图所示，本 实用新型实施例包括一个主机模块，和六个子机模块应用了无线数字信号传输技术，
[0019] 其中；
[0020] 主机模块，有两种结构。第一种由一个nRF24LUl巧片+USB接口构成；第二种由一 个nRF24LEl巧片+-个CP2102巧片+USB接口构成。
[0021] 主机模块用于将接收到的子机端无线收发装置发出的无线数据信号转为USB或 RS232信号传给计算机；或将计算机发出的的指令等数据转为无线信号并发出；
[0022] 子机模块，由一个nRF24LEl巧片通过RS232接口与仪器仪表设备的MCU连接。
[0023] 子机模块用于将接收到的主机端无线收发装置发出的无线数据信号转为RS232 信号传给仪器仪表设备；或将仪器仪表设备发出的数据转为无线信号并发出。
[0024] 如果主机端需要同时对六个子机端进行无线通讯，只需要通过仪器仪表端板将子 机端设为不同的地址码即可，无需复杂操作。具体为：
[0025] 本系统中主机模块使用多路接收功能，可W容纳6个并行而地址不同的数据通 道。一个数据通道在物理的RF通道中称为逻辑通道，每个数据通道有其自己的物理地址 (数据通道地址），由射频收/发部分解码。
[0026] 射频收/发部分配置为PRX(主机）可W在一个RF频道下接收6路不同的数据通 道，每个数据通道有自己唯一的地址并可W配置成不同的性能。
[0027] 最多可W有6个射频收/发可W配置为PTX(节点）与1个PRX(主机）同时通讯。 所有数据通道地址将会同时被捜索，但同一时刻只能受到一个数据包。
[002引将子机模块的地址值巧预设为不同的值，视作为不同的数据包。子机模块将数据 发送至主机模块，主机模块将接收到的数据转为USB或RS232信号发送至pc机显示。子机 模块的发送数据中的设备地址不同，W便于知道接收到的数据是哪个仪表发送的数据。
[0029] 数据包处理实际上是在主机模块和子机模块之间进行的包的交换，主机模块作为 主接收（PR幻，子机模块作为主发送（PT幻。数据包的自动处理过程如下：
[0030] 1先从PTX发送一个数据包到PRX，并设置PTX为接收并等待ACK包。
[0031] 2如果数据包被PRX所接收，PRX将自动装配并发送一个应答包（ACK包）给PTX然后返回接收模式。
[003引 3假设PTX没有即时收到ACK包，PRX将会在一个可编程的延迟时隔后自动重发此 数据包，然后将PTX设置为接收模式等待ACK包。
[0033] 数据包格式如表1所示。
[0034]
【主权项】
1. 一种仪器仪表设备的无线传输装置，其特征在于：其至少包括一主机端（1)以及六 个子机端（2)，所述一主机端（1)与六个子机端（2)通过无线连接方式连接； 所述一主机端（1)内设置有用于接收六个子机端（2)发出的数据和发出计算机端的指 令数据的主机模块，所述六个子机端（2)内设置有用于发出数据并接收一主机端（1)的指 令数据的子机模块； 所述主机模块有两种结构：第一种由一个nRF24LUl芯片和USB接口构成；第二种由一 个nRF24LEl芯片、一个CP2102芯片以及USB接口构成； 所述子机模块由一个nRF24LEl芯片和RS232接口构成。
2. 根据权利要求1所述的一种仪器仪表设备的无线传输装置，其特征在于：所述主机 模块中nRF24LUl芯片和USB接口通过电连接方式连接；所述nRF24LEl芯片与一个CP2102 芯片通过电连接方式连接；所述一个CP2102芯片与USB接口通过电连接方式连接；所述子 机模块中的nRF24LEl芯片与RS232接口通过电连接方式连接。
3. 根据权利要求1所述的一种仪器仪表设备的无线传输装置，其特征在于：所述主机 模块内设置有6个并行且地址不同的数据通道。
4. 根据权利要求1所述的一种仪器仪表设备的无线传输装置，其特征在于：所述六个 子机端（2 )为六个不同的地址码。
5. 根据权利要求1所述的一种仪器仪表设备的无线传输装置，其特征在于：所述一主 机端（1)的USB接口与计算机端连接；所述六个子机端（2)的RS232接口与仪器仪表设备 的MCU连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种仪器仪表设备的无线传输装置，其至少包括一主机端以及六个子机端，所述一主机端与六个子机端通过无线连接方式连接；所述一主机端内设置有用于接收六个子机端发出的数据并发出计算机端的指令数据的主机模块，所述六个子机端内设置有用于发出数据并接收一主机端的指令数据的子机模块；通过采用由nRF24LE1或nRF24LU1芯片构成的模块，具有体积小、超低功耗、成本极其低廉等特点，且可实现一对六的传输模式，传输距离远，使用便捷、操作简单可靠，可同时提高仪器仪表设备的安全性能。
【IPC分类】G08C17-02
【公开号】CN204596124
【申请号】CN201520280746
【发明人】张宇坤, 宁长征
【申请人】西安通源正合石油工程有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月5日