本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集，具體涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能電動執(zhí)行機構(gòu)無線管控系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

目前管網(wǎng)系統(tǒng)的管控技術(shù)發(fā)展比較快，大部分管網(wǎng)都建設(shè)了無線控制系統(tǒng)，極大地提高了管控效率。但是就閥門的控制而言，大部分都還停留在有線控制系統(tǒng)上，隨著智能化城市建設(shè)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)有線控制諸多弊端體現(xiàn)的尤為明顯，如需要鋪設(shè)大量電纜、建設(shè)投資大、維護成本高等等，因此，在很多場合已不再被使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種管控系統(tǒng)及其工作方法，以實現(xiàn)對電動執(zhí)行機構(gòu)進行遠程無線數(shù)據(jù)采集及管理控制。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種管控系統(tǒng)，包括：

若干個控制基站，該控制基站適于采集相應(yīng)電動執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向電動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)；以及控制總站，用于匯總各控制基站采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向各控制基站發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)。

進一步，所述控制基站包括：信號轉(zhuǎn)換控制器，與該信號轉(zhuǎn)換控制器相連的無線網(wǎng)關(guān)；所述信號轉(zhuǎn)換控制器適于通過無線網(wǎng)關(guān)與控制總站進行無線通訊。

進一步，所述信號轉(zhuǎn)換控制器包括：處理器模塊，與該處理器模塊相連的兩485通訊模塊，其中一485通訊模塊與無線網(wǎng)關(guān)相連，以及另一485通訊模塊與電動執(zhí)行機構(gòu)相連。

進一步，所述信號轉(zhuǎn)換控制器還包括：至少一組模擬量輸入、輸出口，若干數(shù)字量輸入、輸出口；其中

所述模擬量輸入口對應(yīng)模擬量輸入模塊；

所述模擬量輸入模塊包括：同相比例運算電路，以及與該同相比例運算電路相連的電壓跟隨器；所述電壓跟隨器與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，以將模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器模塊；以及

所述模擬量輸出口對應(yīng)模擬量輸出模塊；

所述模擬量輸出模塊包括：與處理器模塊相連的數(shù)字隔離器，所述處理器模塊適于輸出PWM信號以通過數(shù)字隔離器輸入至模擬量轉(zhuǎn)換模塊，該模擬量轉(zhuǎn)換模塊適于根據(jù)PWM信號通過驅(qū)動三極管Q1控制模擬量輸出口的模擬量輸出信號。

進一步，所述模擬量轉(zhuǎn)換模塊包括：第一、第二集成運算放大器，其中

第一集成運算放大器的同相端通過電阻R3與數(shù)字隔離器的輸出端相連，且該第一集成運算放大器的反相端通過RC并聯(lián)電路與第一集成運算放大器的輸出端相連；以及所述數(shù)字隔離器的輸出端與第一集成運算放大器的輸出端之間還連接有電容；

所述第一集成運算放大器的輸出端通過電阻R5連接第二集成運算放大器的同相端，該第二集成運算放大器的反相端與驅(qū)動三極管Q1的發(fā)射極相連，該四集成運算放大器的輸出端通過電阻R7與驅(qū)動三極管Q1的基極相連；所述驅(qū)動三極管Q1的集電極與一穩(wěn)壓管TVS2的陽極相連，以及一電源與二極管D2的陽極相連，其中所述穩(wěn)壓管TVS2的陽極和二極管D2的陰極作為一組模擬量輸出口。

進一步，各數(shù)字量輸入口對應(yīng)數(shù)字量輸入模塊，所述數(shù)字量輸入模塊包括：若干光耦器件，各光耦器件分別對應(yīng)相應(yīng)數(shù)字量輸入口，并且

所述處理器模塊通過移位寄存器拓展IO以控制各光耦器件；以及

各數(shù)字量輸出口對應(yīng)數(shù)字量輸出模塊，所述數(shù)字量輸出模塊包括：

與處理器模塊的各數(shù)字量輸出端相連的大電流復(fù)合晶體管，該大電流復(fù)合晶體管的各輸出端分別通過相應(yīng)繼電器模塊輸出相應(yīng)數(shù)字量信號。

進一步，所述處理器模塊還與人機交互界面相連；以及所述控制基站與控制總站的電路結(jié)構(gòu)相同。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種管控系統(tǒng)的工作方法。

所述管控系統(tǒng)的工作方法包括：通過分布的若干控制基站實時采集相應(yīng)電動執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向電動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)；以及通過控制總站匯總各控制基站采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)并向各控制基站發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)。

進一步，所述控制基站包括：信號轉(zhuǎn)換控制器，與該信號轉(zhuǎn)換控制器相連的無線網(wǎng)關(guān)；其中所述無線網(wǎng)關(guān)適于將信號轉(zhuǎn)換控制器發(fā)送的本地異步串口數(shù)據(jù)進行調(diào)制成無線擴頻信號，即向控制總站發(fā)送相應(yīng)狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及通過所述無線網(wǎng)關(guān)將接收的無線擴頻信號解調(diào)成本地異步串口數(shù)據(jù)后發(fā)送至信號轉(zhuǎn)換控制器，即向電動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令。

進一步，所述控制總站還適于將匯總的各控制基站所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至上位機，并通過上位機經(jīng)控制總站向各控制基站下發(fā)控制指令。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)電動執(zhí)行機構(gòu)的無線管控，即通過無線網(wǎng)絡(luò)遠程管控各現(xiàn)場設(shè)備，不但可以對其工作狀態(tài)進行遠程控制，而且還可以向被控設(shè)備發(fā)送各種指令，讀取狀態(tài)信息，反饋回總控室進行實時管控，并且本發(fā)明的管控系統(tǒng)還具有覆蓋面廣，安全可靠、維護方便、造價低等優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的管控系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是本發(fā)明的處理器的外圍管腳圖；

圖3是本發(fā)明的第一485通訊模塊的電路原理圖；

圖4是本發(fā)明的第二485通訊模塊的電路原理圖；

圖5是本發(fā)明的模擬量輸入模塊的電路原理圖；

圖6是本發(fā)明的模擬量輸出模塊的電路原理圖；

圖7是本發(fā)明的數(shù)字量輸入模塊的電路原理圖；

圖8是本發(fā)明的數(shù)字量輸出模塊的電路原理圖。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實施例1

如圖1所示，本實施例1提供了一種管控系統(tǒng)，包括：若干個用于與電動執(zhí)行機構(gòu)相連的控制基站，該控制基站適于采集相應(yīng)電動執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向電動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)；用于匯總各控制基站采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向各控制基站發(fā)送相應(yīng)控制指令的控制總站，即無線中心控制總站，且具體為一總站控制箱。其中，所述無線中心控制總站例如但不限于連接32個控制基站，如圖1所示，1#控制基站至32#控制基站。

所述控制基站具體為一基站控制箱，且包括：信號轉(zhuǎn)換控制器，與該信號轉(zhuǎn)換控制器相連的無線網(wǎng)關(guān)（即智能無線網(wǎng)關(guān)）；所述信號轉(zhuǎn)換控制器適于通過無線網(wǎng)關(guān)與控制總站進行無線通訊。

所述信號轉(zhuǎn)換控制器包括：處理器模塊，與該處理器模塊相連的第一、第二485通訊模塊，其中第一485通訊模塊與無線網(wǎng)關(guān)相連，以及第二485通訊模塊與電動執(zhí)行機構(gòu)相連。

如圖2所示，所述處理器模塊例如但不限于采用PIC45K80。

如圖3和圖4所示，第一、第二485通訊模塊可以采用相同的電路結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)需要采用不同的電路結(jié)構(gòu)，例如第一485通訊模塊中485通訊芯片MDL3例如但不限于采用MDL3TD501D485，第二485通訊模塊例如但不限于采用芯片U1為ADUM1201，芯片U5為MAX485構(gòu)成。

其中，所述電動執(zhí)行機構(gòu)例如但不限于智能電動閥門，該智能電動閥門的控制模塊通過485總線與信號轉(zhuǎn)換控制器相連。一個控制基站例如但不限于對應(yīng)32個智能電動閥門。

所述信號轉(zhuǎn)換控制器還包括：至少一組模擬量輸入、輸出口，若干數(shù)字量輸入、輸出口。

如圖5所示，所述模擬量輸入口對應(yīng)模擬量輸入模塊；所述模擬量輸入模塊包括：同相比例運算電路，以及與該同相比例運算電路相連的電壓跟隨器；所述電壓跟隨器與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊U8相連，以將模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器模塊；其中，同相比例運算電路和電壓跟隨器由集成運放芯片U7對應(yīng)的LM385構(gòu)成，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊U8例如但不限于采用MCP3221。

如圖6所示，所述模擬量輸出口對應(yīng)模擬量輸出模塊；所述模擬量輸出模塊包括：與處理器模塊相連的數(shù)字隔離器U1，所述處理器模塊適于輸出PWM信號以通過數(shù)字隔離器輸入至模擬量轉(zhuǎn)換模塊，該模擬量轉(zhuǎn)換模塊適于根據(jù)PWM信號通過驅(qū)動三極管Q1控制模擬量輸出口的模擬量輸出信號。其中，所述數(shù)字隔離器U1例如但不限于采用ADUM1201。

具體的，所述模擬量轉(zhuǎn)換模塊包括：第一、第二集成運算放大器，其中第一集成運算放大器的同相端通過電阻R3與數(shù)字隔離器的輸出端相連，且該第一集成運算放大器的反相端通過RC并聯(lián)電路與第一集成運算放大器的輸出端相連；以及所述數(shù)字隔離器的輸出端與第一集成運算放大器的輸出端之間還連接有電容；所述第一集成運算放大器的輸出端通過電阻R5連接第二集成運算放大器的同相端，該第二集成運算放大器的反相端與驅(qū)動三極管Q1的發(fā)射極相連，該四集成運算放大器的輸出端通過電阻R7與驅(qū)動三極管Q1的基極相連；所述驅(qū)動三極管Q1的集電極與一穩(wěn)壓管TVS2的陽極相連，以及一24V電源與二極管D2的陽極相連，其中所述穩(wěn)壓管TVS2的陽極和二極管D2的陰極作為一組模擬量輸出口。

其中，第一、第二集成運算放大器適于采用集成運算芯片U2，即LM2904。

如圖7所示，各數(shù)字量輸入口對應(yīng)數(shù)字量輸入模塊，所述數(shù)字量輸入模塊包括：若干光耦器件，各光耦器件分別對應(yīng)相應(yīng)數(shù)字量輸入口，并且所述處理器模塊通過移位寄存器U10拓展IO以控制各光耦器件。其中，移位寄存器U10例如但不限于采用74LS165。

如圖8所示，各數(shù)字量輸出口對應(yīng)數(shù)字量輸出模塊，所述數(shù)字量輸出模塊包括：與處理器模塊的各數(shù)字量輸出端相連的大電流復(fù)合晶體管IC1，該大電流復(fù)合晶體管IC1的各輸出端分別通過相應(yīng)繼電器模塊輸出相應(yīng)數(shù)字量信號。其中，所述大電流復(fù)合晶體管IC1例如但不限于采用ULN2003。

所述處理器模塊還與人機交互界面相連；以及所述控制基站與控制總站的電路結(jié)構(gòu)相同。

實施例2

在實施例1基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種無線管控系統(tǒng)的工作方法。

所述工作方法通過分布的若干控制基站實時采集相應(yīng)電動執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向電動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)；以及通過控制總站匯總各控制基站采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)并向各控制基站發(fā)送相應(yīng)控制指令數(shù)據(jù)。

所述控制基站包括：信號轉(zhuǎn)換控制器，與該信號轉(zhuǎn)換控制器相連的無線網(wǎng)關(guān)；其中所述無線網(wǎng)關(guān)適于將信號轉(zhuǎn)換控制器發(fā)送的本地異步串口數(shù)據(jù)進行調(diào)制成無線擴頻信號，即向控制總站發(fā)送相應(yīng)狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及通過所述無線網(wǎng)關(guān)將接收的無線擴頻信號解調(diào)成本地異步串口數(shù)據(jù)后發(fā)送至信號轉(zhuǎn)換控制器，即向電動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送相應(yīng)控制指令。

所述控制總站還適于將匯總的各控制基站所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至上位機，并通過上位機經(jīng)控制總站向各控制基站下發(fā)控制指令。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。