專利名稱：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工業(yè)生產(chǎn)控制領(lǐng)域，尤其涉及基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機
系統(tǒng)的受控器。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用中，數(shù)百米以內(nèi)的短距離控制通過線纜的有線方式實現(xiàn)控制
端的信號傳遞，需要大量復(fù)雜的布線，增加成本的同時帶來了安全隱患且不易維護。而GSM(Global System for Mobile Communications,全球移動通信系統(tǒng))等傳統(tǒng)中低頻無線
通信技術(shù)雖然適合長距離的通信領(lǐng)域，但是成本高、抗干擾性差，用于工業(yè)現(xiàn)場控制時，極容易受到工業(yè)現(xiàn)場的中低頻段的電磁波的干擾，故中低頻通信技術(shù)不適合工業(yè)領(lǐng)域的無線控制應(yīng)用。另外，若單純使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在某些特定環(huán)境，比如被厚金屬板隔斷的區(qū)域，無線信號難以穿過，控制端和受控器之間無法通信。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，既能工作于無線通信方式，又能工作于有線的串口通信方式，在特定環(huán)境也能和控制端進行正常通信，并且切換方便。 本實用新型的技術(shù)方案是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，包括控制模塊1和與之相連的射頻收發(fā)模塊2、電源模塊3、繼電器驅(qū)動模塊4和串口通信模塊5，以及和串口通信模塊相連的變頻器模塊6，其特征在于所述控制模塊1上還連接有能和控制端進行有線通信的串口 7，所述控制模塊1控制射頻收發(fā)模塊2發(fā)送和接收無線射頻信號，受控器和控制端之間的通信模式可以為無線網(wǎng)絡(luò)通信模式或有線串口通信模式。[0005] 本實用新型的更詳細的技術(shù)方案是 所述受控器對變位機有兩種控制方式，包括繼電器控制方式和變頻器控制方式。 所述控制模塊1包括處理器芯片MC13213。 所述射頻收發(fā)模塊2采用無線射頻芯片CC2590。 所述串口通信模塊5采用芯片754LBC184。所述變頻器模塊6采用CHF100jR5G型號的變頻器。 本實用新型的優(yōu)點是 1.可以用于無線網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信號，不依靠線纜通信，省去了大量復(fù)雜的布線，節(jié)約了成本，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場更整潔，減少了安全隱患和不穩(wěn)定因素； 2.無線射頻模塊發(fā)送和接收2. 4GHz的射頻信號，不會受到工業(yè)現(xiàn)場的中低頻段的電磁波干擾，具有很強的抗干擾性； 3.對于受控器無法通過無線信號和控制端進行通信的特殊區(qū)域，采用有線的串口通信方式，通過自由切換工作方式來實現(xiàn)控制。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述[0016]

圖1是本實用新型的受控器實施例的結(jié)構(gòu)框圖；[0017] 圖2是本實用新型的受控器實施例的控制模塊的連接示意圖；[0018] 圖3是本實用新型的受控器實施例的射頻收發(fā)模塊的連接示意圖；[0019] 圖4是本實用新型的受控器實施例的繼電器驅(qū)動模塊的示意圖；[0020] 圖5是本實用新型的受控器實施例的串口通信模塊的示意圖；[0021] 圖6是本實用新型的受控器實施例的變頻器模塊的示意圖；[0022] 圖7是本實用新型的受控器實施例的電源模塊的示意圖；[0023] 圖8是本實用新型的受控器實施例的工作流程圖。 其中1控制模塊；2射頻收發(fā)模塊；3電源模塊；4繼電器驅(qū)動模塊；5串口通信模塊；6變頻器模塊；7連接控制端的串口 。
具體實施方式實施例本實施例的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括控制模塊1和與之相連的射頻收發(fā)模塊2、電源模塊3、繼電器驅(qū)動模塊4和串口通信模塊5，以及和串口通信模塊相連的變頻器模塊6，所述控制模塊上還連接有能和控制端進行有線通信的串口 7，所述射頻收發(fā)模塊2發(fā)送和接收2. 4GHz的射頻信號。電源模塊3給控制模塊1提供穩(wěn)定的工作電源。 所述受控器和控制端之間的通信模式包括無線網(wǎng)絡(luò)通信模式和有線串口通信模式兩種，控制端選擇無線發(fā)射時，會發(fā)送控制信號給受控端，使受控端采用無線網(wǎng)絡(luò)通信模式，控制端選擇有線通信時，受控端采用有線串口通信模式。在無線網(wǎng)絡(luò)通信模式下，通過射頻收發(fā)模塊2接收控制端發(fā)來的射頻控制信號，或在有線模式下通過TTL串口與控制端進行通信接收命令。然后由控制模塊1對信號的數(shù)據(jù)包進行處理，輸出繼電器控制信號給繼電器驅(qū)動模塊4或者通過串口通信模塊5發(fā)送至變頻器模塊6。 如圖2所示，本實施例中的控制模塊1采用飛思卡爾公司的處理器芯片MC13213，其中PA—CTRL、HGM和CT_Bias是控制模塊1給射頻收發(fā)模塊2的控制信號，RFIN_P和RFIN_M是與射頻收發(fā)模塊2的射頻傳輸信號，0UT0 0UT3是MC13213向繼電器驅(qū)動模塊4的輸出控制信號，TXD1和RXD1是與控制端進行串口傳輸模式時的接口數(shù)據(jù)信號；TXD2、 RXD2、PTC4和PTC5是與串口通信模塊5的接口信號，其中，TXD2和RXD2是數(shù)據(jù)信號，PTC4和PTC5是控制信號。 如圖3所示，本實施例的射頻收發(fā)模塊2采用芯片CC2590，其中PA_CTRL、HGM、CT_Bias是CC2590的控制信號，由控制模塊提供控制信號。RFIN_P、RFIN_M是與MC13213進行射頻傳輸?shù)男盘柦涌凇?ANT與外部天線連接，發(fā)送和接收2. 4GHz無線射頻信號。[0029] 如圖4所示，本實施例的繼電器驅(qū)動模塊4采用三極管驅(qū)動，繼電器選用型號VERT73-S-1C，繼電器的1、2腳為線圈兩端，3、4腳為常開組開關(guān)。當(dāng)由控制模塊l輸出的繼電器使能信號0UT0 0UT3為開啟命令時(高電平)繼電器的第3腳COM和第4腳OUT導(dǎo)通，即常開開關(guān)閉合，控制變位機運作。0UT0 0UT3可分別對應(yīng)4種變位機控制功能，比如下降、上升、下翻、上翻或者其它，繼電器的開關(guān)直接控制變位機的運作。[0030] 如圖5所示，串口通信模塊5采用485芯片75LBC184，將TTL電平轉(zhuǎn)換成485串口信號。RXD2、TXD2是從控制模塊1輸出的TTL電平信號；PTC4和PTC5是從控制模塊1輸出的75LBC184的控制信號。PTC4和PTC5兩者同時為高電平信號時，輸出485信號A，反之，接收485信號B。 A和B是75LBC184與變頻器模塊6的通信接口 。 如圖6所示，本實施例的變頻器模塊6采用英威騰的CHF100jR5G型號的變頻器，和75LBC184的通信接口 A禾P B， A從75LBC184輸入信號，B向75LBC184輸出信號；輸出端子R、 S、 T是輸出的三相電機信號，與變位機相連。串口通信模塊5與變頻器模塊6之間的串口通訊基于國際標(biāo)準的ModBus通訊協(xié)議。通過變頻器可以實現(xiàn)對變位機的控制包括急停、加速，減速，正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)等控制操作。 如圖7所示，電源模塊3采用電源芯片LM2576，該芯片可將7. 0V-40V的電壓轉(zhuǎn)換成3. 3V、5V、12V、15V。本系統(tǒng)利用LM2576將12V電源轉(zhuǎn)換成5V工作電壓(VCC5)，使用該模塊能得到穩(wěn)定的工作電壓，而不會遇到一上電欠壓的情況。 本實施例的更具體的連接方式是控制模塊MC13213的第20和21腳輸出TXD1和RXD1用于和控制端進行有線串口通信；48 51腳輸出0UT0 0UT3接繼電器驅(qū)動模塊的輸入；第34、43和44腳分別輸出C乙Bias、HGM、和PA_CTRL給射頻收發(fā)模塊CC2590的第3、7和5 (6)腳；控制模塊MC13213的第36腳輸出信號RFIn_P和第35腳輸入信號RFIn_M分別通過一個電感接CC2590的第2腳RF_N和第4腳RF_P。 CC2590的第2和第4腳之間還串聯(lián)有一個電容；11腳ANT通過電感、電容組成的匹配電路外接天線。串口通信模塊5的75LBC184的第1到第4腳RXD2、 PTC4、 PTC5和TXD2分別連接控制模i央MC13213的第13、16、 17和12腳，第6腳輸出A信號給變頻器模塊，第7腳從變頻器模塊輸入B信號。[0034] 本實施例的受控器的工作流程如圖8所示，上電后進行一系列的初始化，首先判斷受控器的接收模式是無線網(wǎng)絡(luò)通信模式和有線串口通信模式，然后分別進入偵聽模式，循環(huán)偵聽是否收到數(shù)據(jù)，在無線網(wǎng)絡(luò)通信模式下，通過射頻收發(fā)模塊2接收無線數(shù)據(jù)，在有線模式下通過TTL串口與控制端進行通信接收數(shù)據(jù)。若偵聽到數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)是否正確并給控制端回復(fù)信息，正確的回復(fù)確認幀，錯誤的回復(fù)否認幀，在無線網(wǎng)絡(luò)通信模式下，通過射頻收發(fā)模塊2發(fā)送射頻信號，在有線串口通信模式下，通過串口有線傳輸給控制端，然后再根據(jù)需要，選擇變位機的控制模式，繼電器控制方式控制或是變頻器控制方式，通過控制模塊直接發(fā)送控制信號給繼電器驅(qū)動模塊，或者是控制模塊通過串口通信模塊控制變頻器模塊工作。 以上所述，僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不能以此限定本實用新型實施的范圍，凡依本實用新型權(quán)利要求及說明書內(nèi)容所作的簡單的變換，皆應(yīng)仍屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，包括控制模塊(1)和與之相連的射頻收發(fā)模塊(2)、電源模塊(3)、繼電器驅(qū)動模塊(4)和串口通信模塊(5)，以及和串口通信模塊相連的變頻器模塊(6)，其特征在于所述控制模塊(1)上還連接有能和控制端進行有線通信的串口(7)，所述控制模塊(1)控制射頻收發(fā)模塊(2)發(fā)送和接收無線射頻信號，受控器和控制端之間的通信模式可以為無線網(wǎng)絡(luò)通信模式或有線串口通信模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，其特征在 于所述受控器對變位機有兩種控制方式，包括繼電器控制方式和變頻器控制方式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，其特征在 于所述控制模塊(1)包括處理器芯片MC13213。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，其特征在 于所述射頻收發(fā)模塊(2)采用無線射頻芯片CC2590。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，其特征在 于所述串口通信模塊(5)采用芯片754LBC184。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，其特征在 于所述變頻器模塊(6)采用CHF100jR5G型號的變頻器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用于變位機系統(tǒng)的受控器，包括控制模塊和與之相連的射頻收發(fā)模塊、電源模塊、繼電器驅(qū)動模塊和串口通信模塊，以及和串口通信模塊相連的變頻器模塊，所述控制模塊上還連接有能和控制端進行有線通信的串口，所述受控器和控制端之間的通信模式包括無線網(wǎng)絡(luò)通信模式和有線串口通信模式兩種。所述受控器對變位機有兩種控制方式，包括繼電器控制方式和變頻器控制方式。本實用新型不易受到工業(yè)現(xiàn)場的中低頻段的電磁波的干擾，抗干擾性強、可靠性高，既能工作于無線通信方式，又能工作于有線的串口通信方式，在特定環(huán)境也能和控制端進行正常通信，并且切換方便。
文檔編號G05B19/418GK201514572SQ20092018759
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者方晨, 陳琳 申請人:蘇州博聯(lián)科技有限公司