[發(fā)明專利]一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳流速儀

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811115688.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN109298204A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃遠(yuǎn)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃遠(yuǎn)華
• 主分類號(hào): G01P5/26
• 分類號(hào): G01P5/26;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳流速儀，所述的流速儀傳感器中設(shè)有旋漿、發(fā)射光源、接收光敏管和傳導(dǎo)光纖，特征是還設(shè)有微控制器、信號(hào)調(diào)理電路和無線數(shù)傳電路；光電旋漿流速傳感器發(fā)射調(diào)制光源，接收的反射信號(hào)經(jīng)濾波解調(diào)、放大、整形后，形成標(biāo)準(zhǔn)TTL信號(hào)接微控制器；無線數(shù)傳電路由無線網(wǎng)絡(luò)通信控制芯片、射頻芯片及發(fā)射天線組成；微控制器的軟件設(shè)有信號(hào)調(diào)制、信號(hào)延時(shí)、定時(shí)計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理、電源管理、數(shù)據(jù)傳輸控制、抗干擾等功能。本發(fā)明將多個(gè)部件組成的流速測(cè)量設(shè)備優(yōu)化成一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳流速儀，實(shí)現(xiàn)了無線流速測(cè)量。單臺(tái)流速儀支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線組網(wǎng)，多臺(tái)流速儀支持星型無線組網(wǎng)，可上傳局域網(wǎng)或因特網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線數(shù)傳流速儀技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳流速儀。

背景技術(shù)

水利工程物理模型試驗(yàn)中，水流的流速測(cè)量常采用旋漿流速儀。最早的旋漿流速儀由旋漿流速傳感器和前置放大器組成。其中旋漿流速傳感器中設(shè)有發(fā)射光源，通常發(fā)射的是直流光線，當(dāng)該光線經(jīng)測(cè)桿中的光纖發(fā)射到旋漿反光面，反射回來的光信號(hào)經(jīng)光敏管轉(zhuǎn)換形成脈沖信號(hào)，該小脈沖信號(hào)經(jīng)過前置放大器放大、整形后，有線傳輸?shù)娇刂剖医邮諆x中的采集板，再接入計(jì)算機(jī)。后來人們采用單片機(jī)技術(shù)研制出流速儀的二次測(cè)量儀表(計(jì)數(shù)器)，代替前置放大器和采集板，由二次儀表讀取數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)串行口采集流速數(shù)據(jù)。近10年人們?cè)谠S多領(lǐng)域又用無線傳輸模塊代替通信線將二次儀表的數(shù)字信號(hào)傳送到控制室或計(jì)算機(jī)。雖然水利工程物理模型試驗(yàn)中的量測(cè)技術(shù)有了較大的發(fā)展，由于旋漿流速傳感器到二次儀表(流速儀)仍存在許多的連線，不僅使用麻煩，可靠性也不夠高，在模型試驗(yàn)時(shí)更換斷面很不方便。更無法將數(shù)據(jù)上傳局域網(wǎng)或因特網(wǎng)。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的旋漿流速傳感器發(fā)射的直流光源，容易受環(huán)境光的影響，在較強(qiáng)的太陽光下無法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳流速儀，將旋漿流速傳感器和二次測(cè)量儀表(計(jì)數(shù)器)組合在一起，采用新型微控制器對(duì)傳感器和二次儀表中的各部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)選優(yōu)化改造，構(gòu)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的新型儀器，以實(shí)現(xiàn)模型試驗(yàn)中流速測(cè)量系統(tǒng)的真正無線數(shù)據(jù)采集。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳流速儀，所述的旋漿流速儀的傳感器中設(shè)有旋漿(也稱為葉輪)、發(fā)射光源、傳導(dǎo)光纖、接收光敏管及輸出信號(hào)線纜；其特征是，所述旋漿流速儀還設(shè)有微控制器、信號(hào)調(diào)理電路和網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳電路；光電旋漿流速傳感器發(fā)射的是調(diào)制光源，接收的反射信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路的濾波解調(diào)、放大、整形后，形成標(biāo)準(zhǔn)TTL信號(hào)接所述的微控制器；無線數(shù)傳電路由無線網(wǎng)絡(luò)通信控制芯片、射頻芯片及發(fā)射天線組成。

所述微控制器的軟件設(shè)有信號(hào)調(diào)制、信號(hào)延時(shí)、定時(shí)計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理、電源管理、數(shù)據(jù)傳輸控制、抗干擾等功能。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，有以下優(yōu)化方案：

1、所述的一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳流速儀還設(shè)有紅外無線電源開關(guān)：短時(shí)間不工作時(shí)，本儀器自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)；當(dāng)長時(shí)間不工作時(shí)，儀器關(guān)機(jī)后，工作人員用紅外無線遙控器，打開電源。

2、所述的一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳流速儀設(shè)有可充電鋰電池和鋰電池充電電路，鋰電池充電一次可工作100小時(shí)以上；所述的一體化流速儀外接AC-DC5V穩(wěn)壓模塊，即可以為鋰電池充電，還可在長期固定測(cè)點(diǎn)交流供電。

3、所述的旋漿流速傳感器所用的發(fā)射光源不是通常的直流光源，而是經(jīng)過調(diào)制的交流光源。旋漿反光面反射回來的光源再經(jīng)過解調(diào)，放大、整形，形成標(biāo)準(zhǔn)TTL脈沖。采用這樣的光源可以防止環(huán)境光的影響，在很強(qiáng)的太陽光下都能正常工作，提高了傳感器的可靠性和抗干擾能力。

4、所述一體化超小型網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)傳旋漿流速儀，增添了無線網(wǎng)絡(luò)通信控制芯片和射頻芯片組。支持單臺(tái)一體化流速儀點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)，支持多臺(tái)一體化流速儀星型組網(wǎng)，可將數(shù)據(jù)無線上傳局域網(wǎng)或因特網(wǎng)，便于數(shù)據(jù)的發(fā)布，也能供用戶查詢，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化管理。無線傳輸距離800米。