基於WIA‑PA的變送器的製作方法

2023-08-11 18:08:06

本實用新型涉及工業無線網絡和現場總線通信領域，特別是涉及一種基於WIA-PA的變送器。

背景技術：

工業無線是面向工業過程自動化應用的短距離無線傳感器網絡，也是工業物聯網技術和產業發展的核心。工業無線技術將降低工業測控系統成本、擴展其應用範圍，是未來幾年工業自動化產品新的增長點，具有廣闊的市場前景，已成為國際工業自動化領域新的競爭焦點。WIA-PA是工業無線網絡的IEC標準和我國國家標準。據預計全球用於工業生產的無線傳感器終端數量將達到千萬級別，產值達數十億美元的市場規模。

隨著國家推行工業產業信息化進程和打造「物聯網」計劃的開展，工業領域內各行業對無線傳感網絡設備的需求越來越多。工業無線技術較有線技術的特點決定了其巨大的市場潛力，逐步突破的技術難題為其廣泛的應用提供了可能。目前廣泛使用的工業無線標準之一WIA-PA是我國自主研發的；我國自主無線標準WIA-PA成為國際標準對於我國的工業無線技術及自動化行業的發展具有重要的意義。近幾年工業無線技術取得了迅猛的發展，憑藉其低成本、高可靠性、易維護、易布置等巨大的優勢，在工業控制領域內將得到廣泛應用，開拓出廣闊的市場。在實際應用中從最佳的管理角度出發，一個WIA-PA網關最多可以管理150個設備，多個WIA-PA網絡可以通過乙太網互連形成大規模複雜網絡，無線網絡支持星型、樹型和mesh網。

然而，現有基於WIA-PA的變送器因為其硬體架構的設計原因，導致其在使用時不穩定，精度不高。

技術實現要素：

鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種基於WIA-PA的變送器，用於解決現有技術在使用時不穩定精度不高的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種基於WIA-PA的變送器，包括：一微處理器和AD採集電路，所述AD採集電路連接有用於採集信號的傳感器電路，所述AD採集電路連接所述微處理器將模數處理該信號；所述微處理器連接有用於線性補償該信號的補償電路；所述微處理器連接有用於通信的WIA-PA模塊。

所述基於WIA-PA的變送器還包括：所述微處理器還連接有用於人機互動的人機接口。

所述基於WIA-PA的變送器還包括：所述人機接口包括一顯示屏和三個按鈕，所述顯示屏連接所述微處理器用於顯示人機互動信息，三個所述按鈕連接所述微處理器用於人機互動。

所述基於WIA-PA的變送器還包括：所述微處理器還連接有用於監控微處理器程序跑飛或死機的時序監控電路。

所述基於WIA-PA的變送器還包括：所述微處理器還連接有保存設備參數與信號參數的存儲電路。

所述基於WIA-PA的變送器還包括：所述微處理器還連接有用於管理並為變送器內各部件供電的電源電路。

所述基於WIA-PA的變送器還包括：所述WIA-PA模塊為中科奧維生產的型號為ZANW900通信模塊。

如上所述，本實用新型的基於WIA-PA的變送器，具有以下有益效果：

本實用新型使用傳感器電路採集信號，相對一般的傳感器而言，具有對微弱的採集信號信號放大與濾波的功能；結合線性補償電路在微處理器接收到採集信號時，對該信號進行線性補償和計算修正；通過滿足工業無線的WIA-PA模塊，避免了現場布線的麻煩，將採集的信號轉為相應無線電信號，提高了變送器的穩定性和精度。

附圖說明

圖1顯示為本實用新型的基於WIA-PA的變送器結構框圖。

元件標號說明：

1 微處理器

2 傳感器電路

3 AD採集電路

4 WIA-PA模塊

5 補償電路

6 人機接口

7 時序監控電路

8 存儲電路

9 電源電路

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。

請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。

請參閱圖1，本實用新型提供一種基於WIA-PA的變送器結構框圖，包括：

一微處理器1和AD採集電路3，所述AD採集電路3連接有用於採集信號的傳感器電路2，所述AD採集電路3連接所述微處理器1將模數處理該信號；所述微處理器1連接有用於線性補償該信號的補償電路5；所述微處理器1連接有用於通信的WIA-PA模塊4。

具體地，本申請中所有變送器優選為壓力變送器，也可根據需求將其類型進行改變。所述微處理器1優選瑞薩公司的低功耗微控制器，所述傳感器電路2優選為矽壓阻式傳感器電路2，其中，包括濾波器件和放大器件；所述補償電路5為溫度在線補償電路5，其目的在於讓溫度傳感器的自由端的參考溫度能做到更加的適當，大多數的溫度傳感器都需要溫度補償，常用的溫度補償方法有電橋補償法；所述AD採集電路3優選採用24-Bit轉換晶片，具有高精度、寬動態量程、低溫漂的特點，多達8個輸入通道。

所述基於WIA-PA4的變送器還包括：所述微處理器1還連接有用於人機互動的人機接口6；所述人機接口6包括一顯示屏和三個按鈕，所述顯示屏連接所述微處理器1用於顯示人機互動信息，三個所述按鈕連接所述微處理器1用於人機互動。

具體地，通過案按鈕可設置變送器的參數標定與工作模式切換，所述顯示屏大多優選為LCD，用於顯示測量結構、故障信息以及工作模式，還可直接通過WIA-PA模塊4設置變送器的參數標定與工作模式切換。

所述基於WIA-PA4的變送器還包括：所述微處理器1還連接有用於監控微處理器1程序跑飛或死機的時序監控電路7。

具體地，時序監控電路7監控微處理器1運行時序，保證主程序陷入無限死循環或跑飛後能返回正常狀態。

所述基於WIA-PA4的變送器還包括：所述微處理器1還連接有保存設備參數與信號參數的存儲電路8。

具體地，所述存儲電路8採用eeprom存儲電路8，是一種電可擦除可編程只讀存儲器電路,它具有易於使用、價格低廉等特點。

所述基於WIA-PA4的變送器還包括：所述微處理器1還連接有用於管理並為變送器內各部件供電的電源電路9。

具體地，所述電源電路9優選為本安型鋰亞硫醯氯電池供電，最大開路電壓是3.76V，短路電流是1.86A，內阻是2.31Ω，最大峰值電流400ma，可持續最大輸出230ma電流，各部件具體包含微處理器、傳感器電路、AD採集電路、WIA-PA模塊、補償電路、人機接口、時序監控電路和存儲電路。

所述基於WIA-PA4的變送器還包括：所述WIA-PA模塊4為中科奧維生產的型號為ZANW900通信模塊。

具體地，該無線通信模塊是一款符合中華人民共和國國家標準用於過程自動化的WIA系統結構與通信規範(WIA-PA)的高可靠、超低功耗的工業級OEM無線產品。ZANW900採用符合IEEE802.15.4標準的無線射頻晶片和低功耗32位微控制器，並且在射頻前端分別增加PA和LNA，使用該型號的WIA-PA模塊4提高了發射功率和接收的靈敏度，在室外可視通信距離能達到1600米，室內達300米，採用了先進功耗管理技術，在WIA-PA網絡中工作的最小電流為55uA。

綜上所述，本實用新型使用傳感器電路採集信號，相對一般的傳感器而言，具有對微弱的採集信號信號放大與濾波的功能；結合線性補償電路在微處理器接收到採集信號時，對該信號進行線性補償和計算修正；通過滿足工業無線的WIA-PA模塊，避免了現場布線的麻煩，將採集的信號轉為相應無線電信號，提高了變送器的穩定性和精度。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所述技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。