一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種計算機(jī)與儀器儀表設(shè)備的無 線傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，公知的儀器儀表設(shè)備通過USB、RS232等通訊接口與計算機(jī)有線通訊，連接 線纜多而雜亂，在高電壓、大電流、高溫度等惡劣環(huán)境下不安全、不可靠、不方便。同時，由于 儀器儀表設(shè)備本身需要裝有USB、RS232等通訊接口，導(dǎo)致儀表的安全等級、防護(hù)等級降低。
[0003] 現(xiàn)有的儀器儀表設(shè)備通訊技術(shù)，如Zi濁ee技術(shù)，成本比較高，而藍(lán)牙炬luetooth) 需要一對一配對，具有一定的局限性。
[0004] nRF24LUl是NORDIC公司推出的一款將高性能的射頻收發(fā)器和USB控制器W及 8051單片機(jī)的功能高度集成到一起的無線收發(fā)巧片。nRF24LUl內(nèi)含一個增強(qiáng)型的8051MCU 內(nèi)核，采用MCS51指令設(shè)計，但大大減少了指令周期，達(dá)到傳統(tǒng)8051的12倍；1化字節(jié)的 flash和化的SRAM;接口包括通用10 口、主從SPI口，UART和USB口，其中USB控制器是 全速的USB2. 0控制器；2. 4GHz的射頻傳輸模塊，傳輸速度可W為IMHz或2MHz，對于其作為 無線USB應(yīng)用有很好的傳輸速度保證，同時其包括自動回復(fù)和重傳功能。
[0005] nRF2化U1集成電壓轉(zhuǎn)換模塊，直接由USB總線供電，不需要再加電壓轉(zhuǎn)換巧片，節(jié) 約成本和減少了版面空間。無線USB模塊主要由W下幾部分組成：匹配電路、USB接口電路 和時鐘輸入接口電路。
[0006] nRF24LEl使用與nRF24L01+同樣的內(nèi)嵌協(xié)議引擎的2. 4細(xì)ZGFSK收發(fā)器。射頻 收發(fā)器工作于2. 400-2. 4835GHz的ISM頻段，尤其適用于超低功耗無線應(yīng)用。射頻收發(fā) 器模塊通過映射寄存器進(jìn)行配置和操作。MCU通過一個專用的片上SPI接口可W訪問該些 寄存器，無論射頻收發(fā)器處在何種電源模式。內(nèi)嵌的協(xié)議引擎巧nhanced化ockBurst)允 許數(shù)據(jù)包通信并支持從手動操作到高級自發(fā)協(xié)議操作的各種模式。射頻收發(fā)器模塊的數(shù)據(jù) FIF化保證了射頻模塊與MCU的平穩(wěn)數(shù)據(jù)流。
[0007] nRF24LEl內(nèi)含一個執(zhí)行傳統(tǒng)8051指令集的快速8位MCU.大多數(shù)單字節(jié)指令可W 一個周期內(nèi)完成。一個機(jī)器周期在一個時鐘周期完成，是傳統(tǒng)8051單片機(jī)的8倍。 【實用新型內(nèi)容】
[000引為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中在數(shù)據(jù)傳輸功能上存在的缺乏安全性、可靠性、便捷性W及高成本等技術(shù)問題，本實用新型提供一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置，該裝置采用 由nRF24LEl或nRF24LUl巧片構(gòu)成的模塊，具有體積小、超低功耗、成本極其低廉等特點(diǎn)，且 可實現(xiàn)一對六的傳輸模式，傳輸距離遠(yuǎn)，使用便捷、操作簡單可靠，可同時提高儀器儀表設(shè) 備的安全性能。
[0009] 為此，本實用新型提供了一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置，其至少包括一主機(jī) 端W及六個子機(jī)端，所述一主機(jī)端與六個子機(jī)端通過無線連接方式連接；所述一主機(jī)端內(nèi) 設(shè)置有用于接收六個子機(jī)端發(fā)出的數(shù)據(jù)并發(fā)出計算機(jī)端的指令數(shù)據(jù)的主機(jī)模塊，所述六個 子機(jī)端內(nèi)設(shè)置有用于發(fā)出數(shù)據(jù)并接收一主機(jī)端的指令數(shù)據(jù)的子機(jī)模塊；所述主機(jī)模塊有兩 種結(jié)構(gòu)；第一種由一個nRF24LUl巧片和USB接口構(gòu)成；第二種由一個nRF24LEl巧片、一個 CP2102巧片W及USB接口構(gòu)成；所述子機(jī)模塊由一個nRF24LEl巧片和RS232接口構(gòu)成。
[0010] 所述主機(jī)模塊中nRF24LUl巧片和USB接口通過電連接方式連接；所述nRF24LEl 巧片與一個CP2102巧片通過電連接方式連接；所述一個CP2102巧片與USB接口通過電連 接方式連接；所述子機(jī)模塊中的nRF2化E1巧片與RS232接口通過電連接方式連接。
[0011] 所述主機(jī)模塊內(nèi)設(shè)置有6個并行且地址不同的數(shù)據(jù)通道。
[0012] 所述六個子機(jī)端為六個不同的地址碼。
[0013] 所述一主機(jī)端的USB接口與計算機(jī)端連接；所述六個子機(jī)端的RS232接口與儀器 儀表設(shè)備的MCU連接。
【附圖說明】：
[0014] 圖1為本實用新型的主機(jī)模塊為一個nRF24LUl巧片和USB接口時結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為為本實用新型的主機(jī)模塊為一個一個nRF24LEl巧片、一個CP2102巧片W 及USB接口時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖中1、一主機(jī)端；2、六個子機(jī)端。
【具體實施方式】：
[0017] W下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特性進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0018] 圖1和圖2是本實用新型實施例中儀器儀表設(shè)備無線通訊原理圖。如圖所示，本 實用新型實施例包括一個主機(jī)模塊，和六個子機(jī)模塊應(yīng)用了無線數(shù)字信號傳輸技術(shù)，
[0019] 其中；
[0020] 主機(jī)模塊，有兩種結(jié)構(gòu)。第一種由一個nRF24LUl巧片+USB接口構(gòu)成；第二種由一 個nRF24LEl巧片+-個CP2102巧片+USB接口構(gòu)成。
[0021] 主機(jī)模塊用于將接收到的子機(jī)端無線收發(fā)裝置發(fā)出的無線數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)為USB或 RS232信號傳給計算機(jī)；或?qū)⒂嬎銠C(jī)發(fā)出的的指令等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為無線信號并發(fā)出；
[0022] 子機(jī)模塊，由一個nRF24LEl巧片通過RS232接口與儀器儀表設(shè)備的MCU連接。
[0023] 子機(jī)模塊用于將接收到的主機(jī)端無線收發(fā)裝置發(fā)出的無線數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)為RS232 信號傳給儀器儀表設(shè)備；或?qū)x器儀表設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為無線信號并發(fā)出。
[0024] 如果主機(jī)端需要同時對六個子機(jī)端進(jìn)行無線通訊，只需要通過儀器儀表端板將子 機(jī)端設(shè)為不同的地址碼即可，無需復(fù)雜操作。具體為：
[0025] 本系統(tǒng)中主機(jī)模塊使用多路接收功能，可W容納6個并行而地址不同的數(shù)據(jù)通 道。一個數(shù)據(jù)通道在物理的RF通道中稱為邏輯通道，每個數(shù)據(jù)通道有其自己的物理地址 (數(shù)據(jù)通道地址），由射頻收/發(fā)部分解碼。
[0026] 射頻收/發(fā)部分配置為PRX(主機(jī)）可W在一個RF頻道下接收6路不同的數(shù)據(jù)通 道，每個數(shù)據(jù)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個射頻收/發(fā)可W配置為PTX(節(jié)點(diǎn)）與1個PRX(主機(jī)）同時通訊。 所有數(shù)據(jù)通道地址將會同時被捜索，但同一時刻只能受到一個數(shù)據(jù)包。
[002引將子機(jī)模塊的地址值巧預(yù)設(shè)為不同的值，視作為不同的數(shù)據(jù)包。子機(jī)模塊將數(shù)據(jù) 發(fā)送至主機(jī)模塊，主機(jī)模塊將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為USB或RS232信號發(fā)送至pc機(jī)顯示。子機(jī) 模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)中的設(shè)備地址不同，W便于知道接收到的數(shù)據(jù)是哪個儀表發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0029] 數(shù)據(jù)包處理實際上是在主機(jī)模塊和子機(jī)模塊之間進(jìn)行的包的交換，主機(jī)模塊作為 主接收（PR幻，子機(jī)模塊作為主發(fā)送（PT幻。數(shù)據(jù)包的自動處理過程如下：
[0030] 1先從PTX發(fā)送一個數(shù)據(jù)包到PRX，并設(shè)置PTX為接收并等待ACK包。
[0031] 2如果數(shù)據(jù)包被PRX所接收，PRX將自動裝配并發(fā)送一個應(yīng)答包（ACK包）給PTX然后返回接收模式。
[003引 3假設(shè)PTX沒有即時收到ACK包，PRX將會在一個可編程的延遲時隔后自動重發(fā)此 數(shù)據(jù)包，然后將PTX設(shè)置為接收模式等待ACK包。
[0033] 數(shù)據(jù)包格式如表1所示。
[0034]
【主權(quán)項】
1. 一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置，其特征在于：其至少包括一主機(jī)端（1)以及六 個子機(jī)端（2)，所述一主機(jī)端（1)與六個子機(jī)端（2)通過無線連接方式連接； 所述一主機(jī)端（1)內(nèi)設(shè)置有用于接收六個子機(jī)端（2)發(fā)出的數(shù)據(jù)和發(fā)出計算機(jī)端的指 令數(shù)據(jù)的主機(jī)模塊，所述六個子機(jī)端（2)內(nèi)設(shè)置有用于發(fā)出數(shù)據(jù)并接收一主機(jī)端（1)的指 令數(shù)據(jù)的子機(jī)模塊； 所述主機(jī)模塊有兩種結(jié)構(gòu)：第一種由一個nRF24LUl芯片和USB接口構(gòu)成；第二種由一 個nRF24LEl芯片、一個CP2102芯片以及USB接口構(gòu)成； 所述子機(jī)模塊由一個nRF24LEl芯片和RS232接口構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置，其特征在于：所述主機(jī) 模塊中nRF24LUl芯片和USB接口通過電連接方式連接；所述nRF24LEl芯片與一個CP2102 芯片通過電連接方式連接；所述一個CP2102芯片與USB接口通過電連接方式連接；所述子 機(jī)模塊中的nRF24LEl芯片與RS232接口通過電連接方式連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置，其特征在于：所述主機(jī) 模塊內(nèi)設(shè)置有6個并行且地址不同的數(shù)據(jù)通道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置，其特征在于：所述六個 子機(jī)端（2 )為六個不同的地址碼。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置，其特征在于：所述一主 機(jī)端（1)的USB接口與計算機(jī)端連接；所述六個子機(jī)端（2)的RS232接口與儀器儀表設(shè)備 的MCU連接。
【專利摘要】本實用新型提供了一種儀器儀表設(shè)備的無線傳輸裝置，其至少包括一主機(jī)端以及六個子機(jī)端，所述一主機(jī)端與六個子機(jī)端通過無線連接方式連接；所述一主機(jī)端內(nèi)設(shè)置有用于接收六個子機(jī)端發(fā)出的數(shù)據(jù)并發(fā)出計算機(jī)端的指令數(shù)據(jù)的主機(jī)模塊，所述六個子機(jī)端內(nèi)設(shè)置有用于發(fā)出數(shù)據(jù)并接收一主機(jī)端的指令數(shù)據(jù)的子機(jī)模塊；通過采用由nRF24LE1或nRF24LU1芯片構(gòu)成的模塊，具有體積小、超低功耗、成本極其低廉等特點(diǎn)，且可實現(xiàn)一對六的傳輸模式，傳輸距離遠(yuǎn)，使用便捷、操作簡單可靠，可同時提高儀器儀表設(shè)備的安全性能。
【IPC分類】G08C17-02
【公開號】CN204596124
【申請?zhí)枴緾N201520280746
【發(fā)明人】張宇坤, 寧長征
【申請人】西安通源正合石油工程有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月5日