一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器的利记博彩app

本实用新型涉及一种智能控制器，特别涉及一种具备ZIGBEE通信的工业低温储罐控制器。

背景技术：

随着工业发展对于工业低温气体的需求逐日增大，世界几大气体公司为自身供气产业链定制有自己的一套气体监管体制，其中储罐液位及压力监控设备是所有产业链体制中必不可少的，十多年前此类产品的供应，基本上依赖国外进口，国内几乎没有完备的同类产品。近几年，国有企业开始自主研发针对工业低温气体储罐的监控的控制箱，并出现了早期产品的雏形，很大程度上降低了依赖进口的巨大采购成本，但是，该产品的缺点是，外形都比较大，单独监控液位参数，由于该产品的内部零部件是由分散的供应商提供的，故障率比较高。另外，运输地形复杂，需要监测点多和较大的网络覆盖，现有移动网络存在的覆盖盲区，所以在很大程度上限制了客户选择采购国内工业低温液体储罐液位监控产品。随着ZIGBEE通信技术、GPRS通信技术、GPS定位技术、太阳能技术的普及与应用，市场迫切需要功能齐全的工业低温液体储罐监控产品。

特别是ZIGBEE通信技术是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个ZIGBEE网络数传模块，类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个ZIGBEE网络还可以与现有的其它的各种网络实现连接。例如，可以通过互联网在北京监控云南某地的一个ZIGBEE控制网络。ZIGBEE 通信技术的特点，省电，两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间；可靠，采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZIGBEE网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。时延短，针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。网络容量大，可支持达65000个节点。安全，ZIGBEE提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128。高保密性，64位出厂编号和支持AES-128加密。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器。

本实用新型所采用的技术方案是，一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器，包括，ZIGBEE模块、GPRS模块、GPS模块、继电器输出单元、CPU电路单元、扩展接口、电源模块、人机交互单元、AD采集单元，所述的CPU电路单元分别与ZIGBEE模块、GPRS模块、GPS模块、继电器输出单元、扩展接口、电源模块、人机交互单元和AD采集单元相互电连接，电源模块为上述各电路单元、模块电路提供电力。

所述的AD采集单元包括，压力模块A和压力模块B，压力模块A检测低压输入，压力模块B检测高压输入，并提供给CPU电路单元；人机交互单元包括，液晶显示模块和输入选择模块，通过液晶显示模块显示被控设备的工作状态，通过输入选择模块本地设置和操作监控设备；电源模块通过AC电源和太阳能电源输入获得电能，锂电池组，可提供24小时储备电源；扩展接口包括，USB接口电路，JTAG接口电路、GPIO接口电路和485通信电路；CPU电路单元通过AD采集单元和/或串口通信电路对被控设备进行数据采集并通过继电器输出单元发送控制信号。

所述的AD采集单元前级设有减法器，可以兼容标准4-20ma工业变送信号的第三方变送器设备；电源模块，支持AC 50Hz AC转 24V DC，额定输出功率10W。

所述CPU电路单元中微处理器采用集成电路的型号是STM32F103VE ，所述ZIGBEE模块采用集成电路的是德州仪器生产的CC253X，并配合德州仪器生产的CC2591增益集成电路，所述GPS模块集成电路的型号是基于北斗定位系统的SKYTOP SM1108 MTR，所述GPRS模块采用集成电路的型号是NEOWAY M950ER2，所述电源模块采用集成电路的型号有控制太阳能充电的德州仪器产BQ24650和控制AC-DC转换的MORNSUN生产的LS05-15B24SS。

本实用新型的有益效果是，通过采用集成的通信模块，分别负责ZIGBEE、GPRS、GPS的通信任务，通过ZIGBEE通信机制组建本地拓扑网络， GPS模块实时接收卫星定位信号，GPRS模块与互联网通过无线电连接，液晶屏显示被控设备的工作状态，配置输入模块调节设备配置信息，整合集成后的工业储罐控制器，加强设备的集成密度，很大程度上降低了设备的重量与体积，成本和工程造价降低的同时，有效提高了设备的可靠性，延长了设备的使用寿命，操作更加安全方便，选配的太阳能组建及GPRS远传组件，可以满足灵活的需求及成本要求。

附图说明

图1是本实用新型组成结构的原理框图；

图2是本实用新型CPU外围电路；

图3是本实用新型A/D采集模块电路（模拟量：4-20mA）；

图4是本实用新型液晶屏控制电路；

图5是本实用新型液晶显示驱动集成电路电路；

图6是本实用新型ZIGBEE模块电路。

图7是本实用新型GPRS模块集成电路外围电路；

图8是本实用新型GPS模块电路；

图9是本实用新型JTAG接口电路；

图10是本实用新型供电模块电路；

图11是本实用新型太阳能充电电路。

图中：

1、ZIGBEE模块 2、GPRS模块 3、GPS模块

4、继电器输出单元 5、CPU电路单元 6、扩展接口

7、锂电池组 8、电源模块 9、人机交互单元

10、AD采集单元 11、太阳能电池模块 12、AC电源模块

13、液晶显示模块 14、输入选择模块 15、压力模块A

16、压力模块B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型组成结构的原理框图；如图1所示，一种具有ZIGBEE通信的工业储罐控制器，包括，ZIGBEE模块1、GPRS模块2、GPS模块3、继电器输出单元4、CPU电路单元5、扩展接口6、电源模块8、人机交互单元9、AD采集单元10，所述的CPU电路单元5分别与ZIGBEE模块1、GPRS模块2、GPS模块3、继电器输出单元4、扩展接口6、电源模块8、人机交互单元9和AD采集单元10相互电连接，电源模块8为上述各电路单元、模块电路提供电力，电源模块8，支持AC 50Hz AC转 24V DC，额定输出功率10W。ZIGBEE模块1主要负责本地设备组建拓扑局域网，GPRS模块2与互联网通过无线电连接，GPS模块3实时接收卫星定位信号。

所述的AD采集单元10包括，压力模块A15和压力模块B16，压力模块A15检测低压输入，压力模块B16检测高压输入，并提供给CPU电路单元5，高、低压值将被CPU电路单元5用作差压液位计算，压力模块B16的高压值校准后将同时用于计算储罐压力值，在压力模块A15和压力模块B16中，把带有感温二极管的硅压阻压力传感器直接集成进控制器，利用两个传感器配合演算公式直接获取外接储罐的压力与液位信息，所述的AD采集单元10前级设有减法器，可以兼容标准4-20ma工业变送信号的第三方变送器设备。人机交互单元9包括，液晶显示模块13和输入选择模块14，通过液晶显示模块13显示被控设备的工作状态，通过输入选择模块14本地设置和操作监控设备，人机交互单元9具有智能环境识别、低功耗显示、输入检测；电源模块8通过AC电源12和太阳能电源11输入获得电能，锂电池组7，可提供24小时储备电源；扩展接口6，包括，USB接口电路，JTAG接口电路、GPIO接口电路和485通信电路；CPU电路单元5通过AD采集单元10和/或串口通信电路对被控设备进行数据采集并通过继电器输出单元4发送控制信号。所述USB接口电路用于程序固件下载，485接口用于本地设备信息配置并可采用MODBUS-RTU协议与各类工业现场可编程控制器电连接，JTAG接口电路与仿真器电连接，操作者使用客户端的浏览器，通过在windows IIS服务器和web service接口，进行对本智能控制器的访问和实时监控。

所述CPU电路单元5中微处理器采用集成电路的型号是STM32F103VE ，所述ZIGBEE模块1采用集成电路的是德州仪器生产的CC253X，并配合德州仪器生产的CC2591增益集成电路，所述GPS模块3集成电路的型号是基于北斗定位系统的SKYTOP SM1108 MTR，所述GPRS模块2采用集成电路的型号是NEOWAY M950ER2，所述电源模块8采用集成电路的型号有控制太阳能充电的德州仪器产BQ24650和控制AC-DC转换的MORNSUN生产的LS05-15B24SS。

图2是本实用新型CPU外围电路；如图2所示，CPU采用的是集成电路STM32103VE，共有100个引脚，该集成电路基于ARM Contex-M3架构，集成了64K SRAM存储器和512K FLASH存储器，拥有丰富的外设接口资源和多种节电工作模式，其中集成电路STM32103VE核心的运算速度可以达到72MHz，非常适合工业控制方面的应用，CPU外围电路主要包括晶振电路、复位电路、RTC、启动配置电路、电源引脚等，这些电路通常没有太大变化，主要根据集成电路手册来设计完成。

图3是本实用新型A/D采集模块电路（模拟量：4-20mA）； 如图3所示，本实用新型A/D接口电路模块10（4-20mA）采用了ST公司生产的STM32103VE内部AD采集，具有12位的采集精度保证，实现工业变送信号的隔离采集。在A/D接口电路模块10中，4-20mA电流变送信号，首先通过0.1%精度的120Ω高精电阻转化为0.48V～2.40V的电压信号，通过STM32103VE内部模/数转换集成电路，参考电压被锁定在2.50V，此时输入的电压信号，经过集成电路AD8606ARZ组成的减法器中，将电压转换到0.10V~2.40V之间，然后送到CPU电路单元5。

图4是本实用新型液晶屏控制电路；如图4所示，液晶屏驱动电路Q8用于控制液晶背光，液晶控制端与液晶控制集成电路HT1621连接，保证液晶控制时序的准确性。

图5是本实用新型液晶控制集成电路电路；如图5所示，液晶显示控制主要采用一枚HT1621集成电路，输出端与图4中液晶屏连接，输入端与CPU集成电路STM32F103VE连接。

图6是本实用新型本实用新型ZIGBEE电路。如图6所示，方案中采用了集成电路的型号是德州仪器的CC253X并配合德州仪器的CC2591增益集成电路，以及集成电路外围的配置电路。

图7是本实用新型GPRS模块集成电路外围电路；如图7所示，本实用新型GPRS模块，采用了有方的集成电路M590ER2方案，本模块工作范围- 40℃ ~ 85℃，待机电流仅18mA，符合工业低功耗设计要求，图7为GPRS模块集成电路M590ER2外围接口电路，主要包括电平转换电路和运行指示电路。

图8是本实用新型GPS模块电路。如图8所示，本电路主要由集成电路SKYTOP SM1108 MTR及其外围电路组成，集成电路SKYTOP SM1108 MTR 基于北斗定位，-40°C至+85°C工作范围，最大工作电流20mA@3.3V ，集成电路外围主要有3.3V的供电部分（含备用电源）、天线滤波供电电路、以及GPS数据输出接口。

图9是本实用新型JTAG接口电路；如图9所示，JTAG接口电路，本电路主要由上拉电阻和部分去耦电容组成，本接口主要用于前期系统软件开发与调试，后期系统故障检查等。

图10是本实用新型供电模块电路；如图10所示，输入的市电50Hz AC，由EMC模块滤波及保护，然后，进入AC-DC转换模块，经过开关电源隔离稳压后的24V电源接入DC-DC模块，进一步压降后输出5V直流，并最终由LDO集成电路TLV1117LV33转换成CPU电路单元5及其他电路所需的直流3.3V。电源部分使用专业的EMC模块，因控制器供电由车载发电机提供，有较强的干扰，并且设备运转环境中有较大的变频设备，这些都会对实际现场的供电环境造成不利影响，所以，使用专业EMC模块可以更好的保证系统的稳定性，这对于工业级应用尤为重要。

图11是本实用新型太阳能充电电路；如图11所示，本实用新型太阳能充电电路，采用了TI公司的集成电路BQ24650，支持5V-28V的太阳能输入电压，最大提供2A的充电电流，带有过冲保护和欠压缓冲机制，输入端配合18V10W的大功率单晶硅太阳能电池板，在光照充足的室外能够具有很好的充电效果，即使在气候条件比较差的阴天，也能实现对工业锂电池的缓冲操作，集成电路BQ24650后端连接两节串联的松下工业锂电池。工作中，电路首先判断太阳能电池板工作状态，当太阳能处于供电状态，系统将切断锂电池供电输出，并对锂电池欠电进行充电，充电完成后太阳能充电电路将仅给主板供电，当太阳能充电电路处于非供电状态，系统会切换到锂电池供电模式，当系统检测到锂电池欠电时，主板供电停止，系统处于休眠状态，当太阳能充电电路再次受光照处于供电状态时，主板退出休眠模式，恢复正常运行。

本实用新型通过采用集成的通信模块，分别负责ZIGBEE、GPRS、GPS的通信任务，通过ZIGBEE通信机制组建本地拓扑网络， GPS模块实时接收卫星定位信号，GPRS模块与互联网通过无线电连接，液晶屏显示被控设备的工作状态，配置输入模块调节设备配置信息，整合集成后的工业储罐控制器，加强设备的集成密度，很大程度上降低了设备的重量与体积，成本和工程造价降低的同时，有效提高了设备的可靠性，延长了设备的使用寿命，操作更加安全方便，选配的太阳能组建及GPRS远传组件，可以满足灵活的需求及成本要求。

值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本实用新型的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。