[发明专利]带GPRS功能的传感器用网络数字仪表

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字网络化用的二次数字仪表，特别是一种集多功能于一体的带GPRS(通用分组无线业务General Packet Radio Service的英文简称)功能的传感器用网络数字仪表。它主要适用于油田、化工、电力、供暖、供水等行业的在线测量、计量及控制，实现网络管理，也可用于其它类似的行业之中。

背景技术

目前，油田、化工、电力、供暖、供水等行业生产作业的测量、计量及控制，是保障生产作业正常进行、保证产品质量的重要因素。在很多环境下，人工测量无法进行，也不能保证准确。传感器用数字二次仪表是完成这个任务的必需的保障。传感器用数字二次仪表的测量实现方法是，将二线制的传感器信号引入到二次仪表中，二次仪表提供传感器用的电源，当传感器测量的信号有变化时，在二线制上的电流就有变化，变化范围是4～20mA。二次仪表将这个电流的模拟量变化，转换成数字信号进行显示或传输。这些生产参数的测量及控制，一般都要用数字二次仪表来进行测量，并且要通过组网的方式，进行异地的集散控制。其主要方式有：

一是采用长距离电缆的有线组网方法，将生产现场的传感器信号通过现场二次仪表用二线制的方式，经过长距离的电缆引入控制室；或通过长距离电缆接到控制室的二次仪表，进入控制中心；或经过长距离电缆直接进入控制中心。这种方法不仅需要有架空或地沟的施工，费时费力，而且这个方案的实施、施工、维护等都需要很大的人力、财力和物力的投入。如公告号为CN1140778C的“高精度智能化数字地温仪”，公开了一种高精度的温度传感器和智能化的二次仪表。它由探头和二次仪表组成，中间通过长距离电缆连接，实现有线组网，因没有异地传输功能，故无法形成网络。

二是使用无线频道进行组网，这个方法也必须有当地无线电管理委员会特别批准的频道，同时，有串道影响。成本高、维修量大、维护困难，并且数据的准确及无线电网络的畅通都受了很多客观因素的影响，不能达到比较理想的效果。如公告号为CN1226598C的“电子计数网络智能型煤气表”，通过DCPL总线方式实现数据传输。DCPL网络即是直流电力线载波通讯网络。它需要有单独铺设，各项费用消耗较大。不能有效地利用现有的公共资源。公开号为CN1477540A的“基于移动通讯的远程仪表读取系统和方法”，主要用于城市的公共事业上，使用移动通讯网络发送用户的计量信息。但是系统的组成结构比较复杂，成本也比较高，最主要的是抗干扰性能较差，不能适应大型的工业生产现场的复杂工作环境。公开号为CN18117110A的“一种基于单片机的网络化仪器仪表系统无线升级及相应装置”，使用了GPRS对装置中的目标单片机进行升级，没有描述和体现出对工业现场的物理量数据进行检测、处理等功能。同样，最主要的还是无法满足大型工业生产现场复杂的工作环境所要求的抗干扰性能要求。

在其他专利申请中，虽然有使用网络等技术，但还不是使用GPRS移动网络公共资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种带GPRS功能的传感器用网络数字仪表，它结构设计简单、合理，有效地解决了现有技术中存在的测量不稳定、抗干扰性能差、传输容易受干扰等缺陷，其操作容易、调节方便，不仅为工业现场生产参数的在线自动测量和传输提供可靠的保障，而且能降低测量成本，明显提高测量的准确性、及时性，显著提高工作效率和减少操作人员的劳动强度，更利于有毒有害作业的监控。

本发明的目的是这样实现的：该仪表包括信号控制处理电路和GPRS通信功能模块及其电源电路，其技术要点是：所述信号控制处理电路由U1控制处理芯片分别经U2总线驱动芯片和U4与非门芯片连接U3测量芯片构成，电路中的测量芯片U3与工业现场的任何一种具有4-20mA标准信号的传感器P连接，测量芯片U3的选通，通过总线驱动芯片U2与控制处理芯片U1连接，数据传送直接与控制处理芯片U1连接，控制处理芯片U1与GPRS通讯功能模块U11连接，利用GPRS通讯功能模块U1 1在移动通讯网络上发送和接收数据，接收到的数据由仪表的控制处理芯片U1进行处理，并执行相关的网络控制命令。