2024年10月30日发(作者:刚依楠)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.X
(22)申请日 2012.09.10
(71)申请人 中国电力科学研究院;国家电网公司
地址 100192 北京市海淀区清河小营东路15号
(72)发明人 李杰 钟鸣 王鹤 郭炳庆 田世明 陈宋宋
(74)专利代理机构 北京安博达知识产权代理有限公司
代理人 徐国文
(51)
G01D5/12
G08C17/02
(10)申请公布号 CN 102901523 A
(43)申请公布日 2013.01.30
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
一种电流环取电的微功率无线采集
测量装置及其实现方法
(57)摘要
本发明属于测量系统的数据采集测
量领域,涉及一种电流环取电的微功率无
线采集测量装置及其实现方法,利用电流
环的电能作为微功率无线采集测量装置的
供电电源,微功率无线采集测量装置获得
电源开始工作后,将电流环的电流模拟量
进行A/D转换成数字量后,再经过微控制
单元MCU处理后以无线的方式发送到数
据采集主站。通过电流环取电和无线传输
两种方式结合,使用户可以不用额外铺设
电源线和通信线就能实现远程数据采集测
量。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种电流环取电的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述测量装置包括:
电流环切换电路:用于控制电流环取样电路对电流环的电流进行取样;
超级电容:用于存储所述电流环为所述测量装置供电时的电荷;
电压监测电路:对所述测量装置进行电压监测;
电流环取样电路:对电流环的电流进行取样;
稳压电路:用于对为控制单元MCU的供电电压进行稳压;
微控制单元MCU:用于控制A/D转换器对电流环电流的取样和无线数据传输;
无线模块:将微控制单元MCU输出的电流环电流数据发送到数据采集主站。
2.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述电流环切换电
路分 别与超级电容、电压监测电路和电流环取样电路连接;所述稳
监测电路和微控制单元MCU连接;
为所述
压电路分别与超级电容、电压
所述微控制单元MCU与无线模块连接;电流环的电流作
电流环切换电路输入。
3.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述电流环切换电
路包
所述电子开关S1、电阻R1和电阻R2依次串联,组成S1-R1-R2支路;所述电子
开关S2 和超级电容C1依次串联,组成S2-C1支路;所述S1-
S1-R1-R2支路和S2-C1支
括电子开关S1和S2;所述电流环取样电路包括电阻R1和R2;
R1-R2支路和S2-C1支路并联;所述
路均接地;
在电子开关S1和S2的输入端形成I+端口;在电阻R2的输入端形成I-端口;电阻
R2的 电压降为Ui;Ui接入微控制单元MCU的A/D转换器,Ui电
小。 压的大小反映电流环电流的大
4.如权利要求3所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述电子开关S1
和S2 采用电力电子器件MOS管组成;所述电阻R1和R2串联组成
电流环的负载电阻。
5.如权利要求3所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述超级电容C1
的最
压为5V。
小放电电压范围在3.6~3.9V之间;所述超级电容C1的最大耐
6.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述电压监测电路
采用 MAX6459监测芯片进行电压监测;所述MAX6459监测芯片
压监测方式均为窗口电压监测,每
包括两路窗口电压监测,每路电
路均设定窗口电压,窗口电压包括电压上限UTH+和电压下
限UTH-;所述MAX6459监测芯片包括两路输出电压,分别为
OUTA和OUTB。
7.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述稳压电路采用
LTC1844稳压芯片对微控制单元MCU的供电电压进行稳压;所述
引脚、OUTLTC1844稳压芯片包括IN
引脚、引脚、BYP引脚和GND引脚;
VIN端接入IN引脚;在VIN端接入滤波电容C2;
VOUT端接入OUT引脚,在VOUT端接入滤波电容C3;
旁路电容C4接入BYP引脚;
所述电压监测电路输出的高低电压接入引脚;
所述GND引脚接地。
8.如权利要求7所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述滤波电容C2、
C3 和C4均接地;所述滤波电容C2和C3均为1μF;所述旁路电
容C4为0.1μF。
9.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述微控制单元包
括 A/D转换器和串口;所述A/D转换器用于采集电流环电流被
其转换成数字量,电压Ui的大小
通过串
取样后形成的取样电压Ui并将
反映了电流环电流的大小;所述串口将转换的电流环电流值
口输出到无线模块。
10.如权利要求9所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述微控制单元
包括 采用带有微功率MCU芯片;所述微功率的MCU芯片包括ST
STM32F107、STM32F205、
的STM32F103、STM32F105、
STM32F207系列,以及NXP的LPC12XX、LPC12XX系列。
11.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述无线模块采
用Zigbee 数传模块;所述Zigbee数传模块包括SZ05Zigbee数传
Zigbee数传模块。 模块、EM351Zigbee数传模块和EM357
12.一种电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特征在于,所述方
法包 括下述步骤:
A、电流环的电能作为供电电源为所述测量装置供电;
B、所述电流环切换电路控制电流环的电流流向电流环取样电路或流向超级电容
C2充电;
C、所述电流环取样电路将电流环取样后传输至微控制单元MCU的A/D转换器;
D、所述微控制单元MCU的A/D转换器将电流环的电流模拟量转换为数字量;
E、将所述电流环的数字量通过微控制单元MCU进行处理;
F、将处理后的电流环电流数据通过微控制单元MCU的串口传输给无线模块;
G、所述无线模块以无线的方式将电流环电流值发送到数据采集主站。
13.如权利要求12所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,所述步骤B中,电子开关S1控制电流环的电流流向电阻
电子开关S2控制电流流向超级电
R1和R2进行电流取样;所述
容C1充电;
当微控制单元MCU不对电流环采样时,所述电子开关S1断开;电子开关S2闭合,
电 流环的电流流向超级电容充电;
当MCU对电流环采样时,微控制单元MCU控制电子开关S1闭合;电子开关S2
断开,
14.如权利要求12所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,所述步骤C中,所述电流环的电流从所述I+和I-端口接
R2一起形成电流环回路,所述电
压降
电流环的电流流向电阻R1和R2进行电流取样。
入,电子开关S1以及电阻R1和
流环的电流流过电阻R2后在R2上形成电压降Ui,所述电
Ui接入微控制单元MCU的A/D转换器进行A/D转换。
15.如权利要求12所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,所述方法再执行步骤A-G时,所述电压监测电路对所述
测量装置的电压进行监测。
16.如权利要求15所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,当电压监测电路的输入电压低于窗口电压下限
电压高于窗口UTH-时,所述OUTA输出低电平;当输入
电压上限UTH+时,所述OUTA输出高电平;当输入电压低于窗口电
压下限UTH-时,所述OUTB输出高电平,当输入电压高于窗口电压
上限UTH+时,所述OUTB输出低电
平。
17.如权利要求12所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,当电流环取样电路采样电流环的电流后传输至微控制单元
控制单元MCU的供电电压进行稳MCU时,所述稳压电路对微
压。
说 明 书
技术领域
本发明涉及数据采集测量领域的装置及其实现方法,具体涉及一种电流环取电的微
功率
背景技术
目前湿度、压力、流量等传感器大多采用4~20mA电流环的方式输出测量结果,在
将 4~20mA电流环的电流模拟量转换成数字量的过程中,往往需要加装
量装置,经A/D转换后以数字信号的形式输出。
方可能会涉及到布线:电源
工时间。
无线采集测量装置及其实现方法。
额外的A/D转换采集测
但是加装的A/D转换采集测量装置有两个地
供电和数字信号输出。现场布线增加了施工难度、施工费用和施
目前已有的采集测量设备可以实现数据无线传输,但是在电源供电方面仍然需要外
接电源。这样就增加了施工成本、施工难度和施工时间,不利于采集
传输。 测量设备实现数据无线
随着低功耗、具有休眠功能的微功率无线和低功耗MCU的出现,使我们利用电流
环的 微功率电能作为微功率无线采集测量装置的电源实现信号采集测量和
流环的输出范围为4~20mA,电流环可为微功率
无线采集测量装置在休眠期
总电流
无线传输成为可能。电
无线采集测量装置至少4mA的供电。微功率
间总电流可做到小于100uA,在正常工作期间包括无线收发最大
一般在70mA以下。按休眠间隔4S,唤醒后工作0.2S计算,其平均工作电流为:
I=W/t=(0.1mA×3.8S+70mA×0.2S)/4S=3.595mA;
因此采用电流环供电后,可以满足采集间隔大于4秒的采集应用,4秒的采集间隔
可以 满足大部分的现场数据采集。这也为我们实现免布线进行现场数据定
时采集提供了可能。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种电流环取电的微功率无线采集测量装置及其
实现 方法,通过电流环取电来解决电源供电问题,再辅以微功率无线模块
在电源供电和数字信号输出两方面实现现场免布
间。
通过无线方式传输数据,
线,降低施工难度,节省施工费用和施工时
本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
一种电流环取电的微功率无线采集测量装置,其改进之处在于,所述测量装置包括:
电流环切换电路:用于控制电流环取样电路对电流环的电流进行取样;
超级电容:用于存储所述电流环为所述测量装置供电时的电荷;
电压监测电路:对所述测量装置进行电压监测;
电流环取样电路:对电流环的电流进行取样;
稳压电路:用于对为控制单元MCU的供电电压进行稳压;
微控制单元MCU:用于控制A/D转换器对电流环电流的取样和无线数据传输;
无线模块:将微控制单元MCU输出的电流环电流数据发送到数据采集主站。
其中,所述电流环切换电路分别与超级电容、电压监测电路和电流环取样电路连接;
所 述稳压电路分别与超级电容、电压监测电路和微控制单元MCU连接;
与无线模块连接;电流环的电流作为所述电流环所述微控制单元MCU
切换电路输入。
其中,所述电流环切换电路包括电子开关S1和S2;所述电流环取样电路包括电阻
R1
所述电子开关S1、电阻R1和电阻R2依次串联,组成S1-R1-R2支路;所述电子
开关S2 和超级电容C1依次串联,组成S2-C1支路;所述S1-R1-R2
S1-R1-R2支路和S2-C1支路均接地;
和R2;
支路和S2-C1支路并联;所述
在电子开关S1和S2的输入端形成I+端口;在电阻R2的输入端形成I-端口;电阻
R2的 电压降为Ui;Ui接入微控制单元MCU的A/D转换器,Ui电压的大
小。 小反映电流环电流的大
其中,所述电子开关S1和S2采用电力电子器件MOS管组成;所述电阻R1和R2
串联
其中,所述超级电容C1的最小放电电压范围在3.6~3.9V之间;所述超级电容C1
的最大
其中,所述电压监测电路采用MAX6459监测芯片进行电压监测;所述MAX6459
监测 芯片包括两路窗口电压监测,每路电压监测方式均为窗口电压监测,
窗口电压包括电压上限UTH+和电
耐压为5V。
组成电流环的负载电阻。
每路均设定窗口电压,
压下限UTH-;所述MAX6459监测芯片包括两路输出电压,
分别为OUTA和OUTB。
其中,所述稳压电路采用LTC1844稳压芯片对微控制单元MCU的供电电压进行
稳压; 所述LTC1844稳压芯片包括IN引脚、OUT引脚、引脚、
BYP引脚和GND引脚;
VIN端接入IN引脚;在VIN端接入滤波电容C2;
VOUT端接入OUT引脚,在VOUT端接入滤波电容C3;
旁路电容C4接入BYP引脚;
所述电压监测电路输出的高低电压接入引脚;
所述GND引脚接地。
其中,所述滤波电容C2、C3和C4均接地;所述滤波电容C2和C3均为1μF;所
述旁路
其中,所述微控制单元包括A/D转换器和串口;所述A/D转换器用于采集电流环
电流被 取样后形成的取样电压Ui并将其转换成数字量,电压Ui的大
所述串口将转换的电流环电流值通过串口
电容C4为0.1μF。
小反映了电流环电流的大小;
输出到无线模块。
其中,所述微控制单元包括采用带有微功率MCU芯片;所述微功率的MCU芯片
包括 ST的STM32F103、STM32F105、STM32F107、STM32F205、
的LPC12XX、LPC12XX系列。 STM32F207系列,以及NXP
其中,所述无线模块采用Zigbee数传模块;所述Zigbee数传模块包括SZ05Zigbee
数传
本发明基于另一目的提供一种电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,
其改
A、电流环的电能作为供电电源为所述测量装置供电;
B、所述电流环切换电路控制电流环的电流流向电流环取样电路或流向超级电容
C2充电;
C、所述电流环取样电路将电流环取样后传输至微控制单元MCU的A/D转换器;
D、所述微控制单元MCU的A/D转换器将电流环的电流模拟量转换为数字量;
E、将所述电流环的数字量通过微控制单元MCU进行处理;
F、将处理后的电流环电流数据通过微控制单元MCU的串口传输给无线模块;
G、所述无线模块以无线的方式将电流环电流值发送到数据采集主站。
其中,所述步骤B中,电子开关S1控制电流环的电流流向电阻R1和R2进行电流
取样;
当微控制单元MCU不对电流环采样时,所述电子开关S1断开;电子开关S2闭合,
电 流环的电流流向超级电容充电;
所述电子开关S2控制电流流向超级电容C1充电;
进之处于,所述方法包括下述步骤:
模块、EM351Zigbee数传模块和EM357Zigbee数传模块。
当MCU对电流环采样时,微控制单元MCU控制电子开关S1闭合;电子开关S2
断开,
其中,所述步骤C中,所述电流环的电流从所述I+和I-端口接入,电子开关S1以
及电 阻R1和R2一起形成电流环回路,所述电流环的电流流过电阻R2后
所述电压降Ui接入
电流环的电流流向电阻R1和R2进行电流取样。
在R2上形成电压降Ui,
微控制单元MCU的A/D转换器进行A/D转换。
其中,所述方法再执行步骤A-G时,所述电压监测电路对所述测量装置的电压进
行监测。
其中,当电压监测电路的输入电压低于窗口电压下限UTH-时,所述
OUTA输出低电平; 当输入电压高于窗口电压上限UTH+时,
限UTH-
所述OUTA输出高电平;当输入电压低于窗口电压下
时,所述OUTB输出高电平,当输入电压高于窗口电压上限UTH+时,
所述OUTB输
其中,当电流环取样电路采样电流环的电流后传输至微控制单元MCU时,所述稳
压电
与现有技术比,本发明达到的有益效果是:
1、本发明提供的采集测量装置通过采取电流环取电和无线传输后,使用户在安装
采集测 量装置时可以实现免布线施工,降低了施工难度、节省了施工
路对微控制单元MCU的供电电压进行稳压。
出低电平。
成本和施工时间。
2、解决了采集测量装置的供电问题,可以用户可以将其应用于提供电源有困难甚
至于无
法提供电源的地方长时间的工作。
3、解决了现场布线问题,使用户在电源供电和数据传输两方面都可以实现免布线,
降低
4、由于不需要额外的现场布线和现场供电,可以快速的布置传感网络节点,快速
的采集
附图说明
图1是本发明提供的电流环取电的微功率无线采集测量装置的结构示意图;
图2是本发明提供的电流环取样电路、超级电容和电流环切换电路示意图;
图3是本发明提供的电压监测芯片原理框图;
图4是本发明提供的稳压芯片原理框图;
图5是本发明提供的微控制单元MCU采集和数据传输示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
电流环的最小电流只有4mA,而整个采集测量装置的正常工作电流可达70mA,供
电电 流与工作电流相差比较悬殊。短时间的大电流会对整个电源电压造成
电容可以很好的缓冲
收集各类以电流环输出的传感器数据,达到即插即用的目的。
了施工难度、节约了施工成本和施工时间。
很大的冲击,使用超级
减小这种冲击。超级电容还可以在休眠期间将富裕的电能储存起来满足
唤醒后短时间大电流的消耗。小电流供电也无法满足微控制单元MCU在刚
化期间的工作电流,通过超级电容预先储能的措施使整
在2~5秒初始化期间的电力供应。
上电复位后初始
个供电电源能够满足微控制单元MCU
本发明提供的电流环取电的微功率无线采集测量装置的结构如图1所示,电流环切
换电 路、电流环取样电路、超级电容、电压监测电路、稳压电路、内置
耗MCU、串口转无线的微功率无线模块七大部A/D转换器和串口的低功
分组成。
电流环切换电路是用MOS管等器件组成的电子开关S1、S2。如图2所示,用电子
开关 S1控制电流流向电阻R1、R2进行电流取样,用电子开关S2以控制
电。当微控制单元MCU不对电流环采样时,电
超级电容充电,在超级电容
电流流向超级电容C1充
子开关S1断开、S2闭合,电流环的电流流向
C1形成稳压电路的输入电压VIN。当MCU需要对电流环采样时,
电流环取样电路是用电阻进行电流取样后接入MCU的A/D转换器进行A/D转换
器,同 时取样电阻又作为电流环的负载电阻。如图2所示,电流环从
阻R1、R2一起形成电流环回路,电流流
A/D转换器进行A/D
MCU控制S1闭合、S2断开,电流环的电流流向R1、R2进行电流取样。
I+和I-接入,电子开关S1和电
过R2后在R2上形成电压降Ui,Ui接入MCU的
转换器。电流环的标准负载电阻是250欧姆,当电流环电流达到20mA
时,将在负载电阻两端形成5V的电压降,而MCU的工作电压一般为3.3V,
转换器最大输入电压也为3.3V,因此负载电阻需要用R1和
电阻,经R1和R2分压后在R2上的电压
其内部的A/D
R2两个电阻串联组成电流环负载
降低到小于3.3V后接入MCU的A/D转换器。
电压监测电路使用MAX6459监测芯片进行电压监测,MAX6459监测芯片带有两
路窗口 电压监测,如图3所示。UTH-是窗口电压下限,
UTH+是窗口电压下限,当IN+低于UTH-时,
OUTA输出低电平,当IN+高于UTH+时,OUTA输出高电平;
低于UTH-时,OUTB输出高而OUTB则刚好相反,当IN-
电平,当IN-高于UTH+时,OUTB输出低电平。由于超级电容C1
的最大耐压是5V,因此我们用MAX6459监测芯片中的一路IN-和OUTB
定电压上限为4.5V,下限为4.1V。当超级电容的电压
S2断开停止电流环向超级电容充
电平接通S2
组成监测电路,设
高于4.5V时,OUTB输出低电平控制
电。当超级电容的电压低于设定的电压4.1V,OUTB输出高
使电流环重新向超级电容充电。其中图3中UV是一路监测电压过低时输出高电
稳压电路使用LTC1844稳压芯片对微控制单元MCU的供电电压进行稳压,如图4
所示。 LTC1844稳压芯片包括IN引脚、OUT引脚、引脚、BYP引脚
入IN
平,OV是另一路监测电压过高时输出高电平。
和GND引脚;VIN端接
引脚;在VIN端接入IN引脚;在VIN端接入滤波电容C2;
VOUT端接入OUT引脚,在 VOUT端接入滤波电
容C3;旁路电容C4接入BYP引脚;所述电压监测电路输出的高低电压
滤波电容C2接到稳压芯片到VIN端,VIN输入的电压经
LTC1844稳压芯片稳压后输出稳 定的3.3V电压。我们使用MAX6459电
定电压上限为3.9V,
接入引脚;所述GND引脚接地。
压监测芯片的另一路IN+和OUTA组成监测电路,设
电压下限为3.6V。当超级电容C1的电压高于3.9V时,OUTA输出高电
平将LTC1844的引脚拉高,使LTC1844开始工作输出稳定的3.3V电压向
线模块供电。 MCU和无
当超级电容的电压低于3.6V电压时,MAX6459的OUTA将输出低电平将使
LTC1844 停止向MCU和无线模块供电。因此超级电容的最小放电电压
容的容量应满足在最差情况下即电流环的
需求:
范围在3.6~3.9V,那么超级电
电流为最小电流4mA,初始化时间为5S时的供电
C=It/U=(70mA-4mA)×5S/(3.9V-3.6V)=1.1F (1);
考虑到采集测量装置的总工作电流不可能在整个期间都保持在70mA的最大工作电
流, 因此选用1F/5V的超级电容可以满足采集测量装置2~5秒的初始化期
间供电需求。
由于超级电容的存在,电源电压在上电期间上升非常缓慢,按最差的情况计算即电
流环 以最小的电流4mA向超级电容充电,电源在上电后达到3.9V电压需
要花费很长的时间:
t=CU/I=1F×3.9V/4mA=975S (2);
微控制单元MCU可能会因为电压上升缓慢而不能被正确复位,而且MCU过早的
进入工 作状态也将导致超级电容无法储存足够的电能供MCU完成初
超级电容电压进行监测,只有电压到达预
入工作,这样就能使
始化过程。而电压监测芯片对
定的电压3.9V后才给MCU供电,让MCU开始投
超级电容在MCU进入工作状态之前储存到足够的电能,MCU能够被可
带有A/D转换器和串口的微功率MCU芯片有很多型号,比如ST的STM32F103、
STM32F105、STM32F107、STM32F205、STM32F207系列,NXP的
系列等等,串口转无线的微功率无线模块也有很
传模块、Ember公司的
靠地复位和顺利的完成初始化。
LPC12XX、LPC12XX
多型号,如上海顺舟科技的SZ05Zigbee数
EM351、EM357Zigbee数传模块。如图5所示,MCU通过内置的A/D
转换器采集电流环的电流,经MCU处理后通过内置的串口输出到无线模块,
模块以无线的方式发送到数据采集主站。 然后再由无线
本发明提供了一种电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,包括下述步
骤:
A、电流环的电能作为供电电源为所述测量装置供电;
B、所述电流环切换电路控制电流环的电流流向电流环取样电路:电子开关S1控
制电流 环的电流流向电阻R1和R2进行电流取样;所述电子开关S2
当微控制单元MCU不对电流环采样时,
的电流流向超级电容
控制电流流向超级电容C1充电;
所述电子开关S1断开;电子开关S2闭合,电流环
充电,在超级电容C1形成稳压电路的输入电压VIN;当MCU对电流
环 采样时,微控制单元MCU控制电子开关S1闭合;电子开关S2断开,
阻R1和R2进行电流取样。 电流环的电流流向电
C、所述电流环取样电路电流环的电流取样后传输至微控制单元MCU:电流环的
电流从 I+和I-端口接入,电子开关S1以及电阻R1和R2一起形成电
流过电阻R2后在R2上形成电压降Ui,
进行A/D转换。
流环回路,所述电流环的电流
所述电压降Ui接入微控制单元MCU的A/D转换器
D、所述微控制单元MCU的A/D转换器将电流环的电流模拟量转换为数字量;
E、将所述电流环的数字量通过微控制单元MCU进行处理;
F、将处理后的电流环电流数据通过微控制单元MCU的串口传输给无线模块;
G、所述无线模块以无线的方式将电流环电流值发送到数据采集主站。
本发明提供的电流环取电的微功率无线采集测量装置及其实现方法,利用电流环的
电能 作为微功率无线采集测量装置的供电电源,微功率无线采集测量装置
将电流环的电流模拟量进行A/D转换成数字量
主站。通过电流环取电和无
就能实
获得电源开始工作后,
后,再MCU处理后以无线的方式发送到远程
线传输两种方式结合,使用户可以不用额外铺设电源线和通信线
现远程数据采集测量。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管
参照 上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应
发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而
同替换,其均应涵盖在本发
当理解:依然可以对本
未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等
明的权利要求范围当中。
2024年10月30日发(作者:刚依楠)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.X
(22)申请日 2012.09.10
(71)申请人 中国电力科学研究院;国家电网公司
地址 100192 北京市海淀区清河小营东路15号
(72)发明人 李杰 钟鸣 王鹤 郭炳庆 田世明 陈宋宋
(74)专利代理机构 北京安博达知识产权代理有限公司
代理人 徐国文
(51)
G01D5/12
G08C17/02
(10)申请公布号 CN 102901523 A
(43)申请公布日 2013.01.30
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
一种电流环取电的微功率无线采集
测量装置及其实现方法
(57)摘要
本发明属于测量系统的数据采集测
量领域,涉及一种电流环取电的微功率无
线采集测量装置及其实现方法,利用电流
环的电能作为微功率无线采集测量装置的
供电电源,微功率无线采集测量装置获得
电源开始工作后,将电流环的电流模拟量
进行A/D转换成数字量后,再经过微控制
单元MCU处理后以无线的方式发送到数
据采集主站。通过电流环取电和无线传输
两种方式结合,使用户可以不用额外铺设
电源线和通信线就能实现远程数据采集测
量。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种电流环取电的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述测量装置包括:
电流环切换电路:用于控制电流环取样电路对电流环的电流进行取样;
超级电容:用于存储所述电流环为所述测量装置供电时的电荷;
电压监测电路:对所述测量装置进行电压监测;
电流环取样电路:对电流环的电流进行取样;
稳压电路:用于对为控制单元MCU的供电电压进行稳压;
微控制单元MCU:用于控制A/D转换器对电流环电流的取样和无线数据传输;
无线模块:将微控制单元MCU输出的电流环电流数据发送到数据采集主站。
2.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述电流环切换电
路分 别与超级电容、电压监测电路和电流环取样电路连接;所述稳
监测电路和微控制单元MCU连接;
为所述
压电路分别与超级电容、电压
所述微控制单元MCU与无线模块连接;电流环的电流作
电流环切换电路输入。
3.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述电流环切换电
路包
所述电子开关S1、电阻R1和电阻R2依次串联,组成S1-R1-R2支路;所述电子
开关S2 和超级电容C1依次串联,组成S2-C1支路;所述S1-
S1-R1-R2支路和S2-C1支
括电子开关S1和S2;所述电流环取样电路包括电阻R1和R2;
R1-R2支路和S2-C1支路并联;所述
路均接地;
在电子开关S1和S2的输入端形成I+端口;在电阻R2的输入端形成I-端口;电阻
R2的 电压降为Ui;Ui接入微控制单元MCU的A/D转换器,Ui电
小。 压的大小反映电流环电流的大
4.如权利要求3所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述电子开关S1
和S2 采用电力电子器件MOS管组成;所述电阻R1和R2串联组成
电流环的负载电阻。
5.如权利要求3所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述超级电容C1
的最
压为5V。
小放电电压范围在3.6~3.9V之间;所述超级电容C1的最大耐
6.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述电压监测电路
采用 MAX6459监测芯片进行电压监测;所述MAX6459监测芯片
压监测方式均为窗口电压监测,每
包括两路窗口电压监测,每路电
路均设定窗口电压,窗口电压包括电压上限UTH+和电压下
限UTH-;所述MAX6459监测芯片包括两路输出电压,分别为
OUTA和OUTB。
7.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述稳压电路采用
LTC1844稳压芯片对微控制单元MCU的供电电压进行稳压;所述
引脚、OUTLTC1844稳压芯片包括IN
引脚、引脚、BYP引脚和GND引脚;
VIN端接入IN引脚;在VIN端接入滤波电容C2;
VOUT端接入OUT引脚,在VOUT端接入滤波电容C3;
旁路电容C4接入BYP引脚;
所述电压监测电路输出的高低电压接入引脚;
所述GND引脚接地。
8.如权利要求7所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述滤波电容C2、
C3 和C4均接地;所述滤波电容C2和C3均为1μF;所述旁路电
容C4为0.1μF。
9.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述微控制单元包
括 A/D转换器和串口;所述A/D转换器用于采集电流环电流被
其转换成数字量,电压Ui的大小
通过串
取样后形成的取样电压Ui并将
反映了电流环电流的大小;所述串口将转换的电流环电流值
口输出到无线模块。
10.如权利要求9所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述微控制单元
包括 采用带有微功率MCU芯片;所述微功率的MCU芯片包括ST
STM32F107、STM32F205、
的STM32F103、STM32F105、
STM32F207系列,以及NXP的LPC12XX、LPC12XX系列。
11.如权利要求1所述的微功率无线采集测量装置,其特征在于,所述无线模块采
用Zigbee 数传模块;所述Zigbee数传模块包括SZ05Zigbee数传
Zigbee数传模块。 模块、EM351Zigbee数传模块和EM357
12.一种电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特征在于,所述方
法包 括下述步骤:
A、电流环的电能作为供电电源为所述测量装置供电;
B、所述电流环切换电路控制电流环的电流流向电流环取样电路或流向超级电容
C2充电;
C、所述电流环取样电路将电流环取样后传输至微控制单元MCU的A/D转换器;
D、所述微控制单元MCU的A/D转换器将电流环的电流模拟量转换为数字量;
E、将所述电流环的数字量通过微控制单元MCU进行处理;
F、将处理后的电流环电流数据通过微控制单元MCU的串口传输给无线模块;
G、所述无线模块以无线的方式将电流环电流值发送到数据采集主站。
13.如权利要求12所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,所述步骤B中,电子开关S1控制电流环的电流流向电阻
电子开关S2控制电流流向超级电
R1和R2进行电流取样;所述
容C1充电;
当微控制单元MCU不对电流环采样时,所述电子开关S1断开;电子开关S2闭合,
电 流环的电流流向超级电容充电;
当MCU对电流环采样时,微控制单元MCU控制电子开关S1闭合;电子开关S2
断开,
14.如权利要求12所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,所述步骤C中,所述电流环的电流从所述I+和I-端口接
R2一起形成电流环回路,所述电
压降
电流环的电流流向电阻R1和R2进行电流取样。
入,电子开关S1以及电阻R1和
流环的电流流过电阻R2后在R2上形成电压降Ui,所述电
Ui接入微控制单元MCU的A/D转换器进行A/D转换。
15.如权利要求12所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,所述方法再执行步骤A-G时,所述电压监测电路对所述
测量装置的电压进行监测。
16.如权利要求15所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,当电压监测电路的输入电压低于窗口电压下限
电压高于窗口UTH-时,所述OUTA输出低电平;当输入
电压上限UTH+时,所述OUTA输出高电平;当输入电压低于窗口电
压下限UTH-时,所述OUTB输出高电平,当输入电压高于窗口电压
上限UTH+时,所述OUTB输出低电
平。
17.如权利要求12所述的电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,其特
征在 于,当电流环取样电路采样电流环的电流后传输至微控制单元
控制单元MCU的供电电压进行稳MCU时,所述稳压电路对微
压。
说 明 书
技术领域
本发明涉及数据采集测量领域的装置及其实现方法,具体涉及一种电流环取电的微
功率
背景技术
目前湿度、压力、流量等传感器大多采用4~20mA电流环的方式输出测量结果,在
将 4~20mA电流环的电流模拟量转换成数字量的过程中,往往需要加装
量装置,经A/D转换后以数字信号的形式输出。
方可能会涉及到布线:电源
工时间。
无线采集测量装置及其实现方法。
额外的A/D转换采集测
但是加装的A/D转换采集测量装置有两个地
供电和数字信号输出。现场布线增加了施工难度、施工费用和施
目前已有的采集测量设备可以实现数据无线传输,但是在电源供电方面仍然需要外
接电源。这样就增加了施工成本、施工难度和施工时间,不利于采集
传输。 测量设备实现数据无线
随着低功耗、具有休眠功能的微功率无线和低功耗MCU的出现,使我们利用电流
环的 微功率电能作为微功率无线采集测量装置的电源实现信号采集测量和
流环的输出范围为4~20mA,电流环可为微功率
无线采集测量装置在休眠期
总电流
无线传输成为可能。电
无线采集测量装置至少4mA的供电。微功率
间总电流可做到小于100uA,在正常工作期间包括无线收发最大
一般在70mA以下。按休眠间隔4S,唤醒后工作0.2S计算,其平均工作电流为:
I=W/t=(0.1mA×3.8S+70mA×0.2S)/4S=3.595mA;
因此采用电流环供电后,可以满足采集间隔大于4秒的采集应用,4秒的采集间隔
可以 满足大部分的现场数据采集。这也为我们实现免布线进行现场数据定
时采集提供了可能。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种电流环取电的微功率无线采集测量装置及其
实现 方法,通过电流环取电来解决电源供电问题,再辅以微功率无线模块
在电源供电和数字信号输出两方面实现现场免布
间。
通过无线方式传输数据,
线,降低施工难度,节省施工费用和施工时
本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
一种电流环取电的微功率无线采集测量装置,其改进之处在于,所述测量装置包括:
电流环切换电路:用于控制电流环取样电路对电流环的电流进行取样;
超级电容:用于存储所述电流环为所述测量装置供电时的电荷;
电压监测电路:对所述测量装置进行电压监测;
电流环取样电路:对电流环的电流进行取样;
稳压电路:用于对为控制单元MCU的供电电压进行稳压;
微控制单元MCU:用于控制A/D转换器对电流环电流的取样和无线数据传输;
无线模块:将微控制单元MCU输出的电流环电流数据发送到数据采集主站。
其中,所述电流环切换电路分别与超级电容、电压监测电路和电流环取样电路连接;
所 述稳压电路分别与超级电容、电压监测电路和微控制单元MCU连接;
与无线模块连接;电流环的电流作为所述电流环所述微控制单元MCU
切换电路输入。
其中,所述电流环切换电路包括电子开关S1和S2;所述电流环取样电路包括电阻
R1
所述电子开关S1、电阻R1和电阻R2依次串联,组成S1-R1-R2支路;所述电子
开关S2 和超级电容C1依次串联,组成S2-C1支路;所述S1-R1-R2
S1-R1-R2支路和S2-C1支路均接地;
和R2;
支路和S2-C1支路并联;所述
在电子开关S1和S2的输入端形成I+端口;在电阻R2的输入端形成I-端口;电阻
R2的 电压降为Ui;Ui接入微控制单元MCU的A/D转换器,Ui电压的大
小。 小反映电流环电流的大
其中,所述电子开关S1和S2采用电力电子器件MOS管组成;所述电阻R1和R2
串联
其中,所述超级电容C1的最小放电电压范围在3.6~3.9V之间;所述超级电容C1
的最大
其中,所述电压监测电路采用MAX6459监测芯片进行电压监测;所述MAX6459
监测 芯片包括两路窗口电压监测,每路电压监测方式均为窗口电压监测,
窗口电压包括电压上限UTH+和电
耐压为5V。
组成电流环的负载电阻。
每路均设定窗口电压,
压下限UTH-;所述MAX6459监测芯片包括两路输出电压,
分别为OUTA和OUTB。
其中,所述稳压电路采用LTC1844稳压芯片对微控制单元MCU的供电电压进行
稳压; 所述LTC1844稳压芯片包括IN引脚、OUT引脚、引脚、
BYP引脚和GND引脚;
VIN端接入IN引脚;在VIN端接入滤波电容C2;
VOUT端接入OUT引脚,在VOUT端接入滤波电容C3;
旁路电容C4接入BYP引脚;
所述电压监测电路输出的高低电压接入引脚;
所述GND引脚接地。
其中,所述滤波电容C2、C3和C4均接地;所述滤波电容C2和C3均为1μF;所
述旁路
其中,所述微控制单元包括A/D转换器和串口;所述A/D转换器用于采集电流环
电流被 取样后形成的取样电压Ui并将其转换成数字量,电压Ui的大
所述串口将转换的电流环电流值通过串口
电容C4为0.1μF。
小反映了电流环电流的大小;
输出到无线模块。
其中,所述微控制单元包括采用带有微功率MCU芯片;所述微功率的MCU芯片
包括 ST的STM32F103、STM32F105、STM32F107、STM32F205、
的LPC12XX、LPC12XX系列。 STM32F207系列,以及NXP
其中,所述无线模块采用Zigbee数传模块;所述Zigbee数传模块包括SZ05Zigbee
数传
本发明基于另一目的提供一种电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,
其改
A、电流环的电能作为供电电源为所述测量装置供电;
B、所述电流环切换电路控制电流环的电流流向电流环取样电路或流向超级电容
C2充电;
C、所述电流环取样电路将电流环取样后传输至微控制单元MCU的A/D转换器;
D、所述微控制单元MCU的A/D转换器将电流环的电流模拟量转换为数字量;
E、将所述电流环的数字量通过微控制单元MCU进行处理;
F、将处理后的电流环电流数据通过微控制单元MCU的串口传输给无线模块;
G、所述无线模块以无线的方式将电流环电流值发送到数据采集主站。
其中,所述步骤B中,电子开关S1控制电流环的电流流向电阻R1和R2进行电流
取样;
当微控制单元MCU不对电流环采样时,所述电子开关S1断开;电子开关S2闭合,
电 流环的电流流向超级电容充电;
所述电子开关S2控制电流流向超级电容C1充电;
进之处于,所述方法包括下述步骤:
模块、EM351Zigbee数传模块和EM357Zigbee数传模块。
当MCU对电流环采样时,微控制单元MCU控制电子开关S1闭合;电子开关S2
断开,
其中,所述步骤C中,所述电流环的电流从所述I+和I-端口接入,电子开关S1以
及电 阻R1和R2一起形成电流环回路,所述电流环的电流流过电阻R2后
所述电压降Ui接入
电流环的电流流向电阻R1和R2进行电流取样。
在R2上形成电压降Ui,
微控制单元MCU的A/D转换器进行A/D转换。
其中,所述方法再执行步骤A-G时,所述电压监测电路对所述测量装置的电压进
行监测。
其中,当电压监测电路的输入电压低于窗口电压下限UTH-时,所述
OUTA输出低电平; 当输入电压高于窗口电压上限UTH+时,
限UTH-
所述OUTA输出高电平;当输入电压低于窗口电压下
时,所述OUTB输出高电平,当输入电压高于窗口电压上限UTH+时,
所述OUTB输
其中,当电流环取样电路采样电流环的电流后传输至微控制单元MCU时,所述稳
压电
与现有技术比,本发明达到的有益效果是:
1、本发明提供的采集测量装置通过采取电流环取电和无线传输后,使用户在安装
采集测 量装置时可以实现免布线施工,降低了施工难度、节省了施工
路对微控制单元MCU的供电电压进行稳压。
出低电平。
成本和施工时间。
2、解决了采集测量装置的供电问题,可以用户可以将其应用于提供电源有困难甚
至于无
法提供电源的地方长时间的工作。
3、解决了现场布线问题,使用户在电源供电和数据传输两方面都可以实现免布线,
降低
4、由于不需要额外的现场布线和现场供电,可以快速的布置传感网络节点,快速
的采集
附图说明
图1是本发明提供的电流环取电的微功率无线采集测量装置的结构示意图;
图2是本发明提供的电流环取样电路、超级电容和电流环切换电路示意图;
图3是本发明提供的电压监测芯片原理框图;
图4是本发明提供的稳压芯片原理框图;
图5是本发明提供的微控制单元MCU采集和数据传输示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
电流环的最小电流只有4mA,而整个采集测量装置的正常工作电流可达70mA,供
电电 流与工作电流相差比较悬殊。短时间的大电流会对整个电源电压造成
电容可以很好的缓冲
收集各类以电流环输出的传感器数据,达到即插即用的目的。
了施工难度、节约了施工成本和施工时间。
很大的冲击,使用超级
减小这种冲击。超级电容还可以在休眠期间将富裕的电能储存起来满足
唤醒后短时间大电流的消耗。小电流供电也无法满足微控制单元MCU在刚
化期间的工作电流,通过超级电容预先储能的措施使整
在2~5秒初始化期间的电力供应。
上电复位后初始
个供电电源能够满足微控制单元MCU
本发明提供的电流环取电的微功率无线采集测量装置的结构如图1所示,电流环切
换电 路、电流环取样电路、超级电容、电压监测电路、稳压电路、内置
耗MCU、串口转无线的微功率无线模块七大部A/D转换器和串口的低功
分组成。
电流环切换电路是用MOS管等器件组成的电子开关S1、S2。如图2所示,用电子
开关 S1控制电流流向电阻R1、R2进行电流取样,用电子开关S2以控制
电。当微控制单元MCU不对电流环采样时,电
超级电容充电,在超级电容
电流流向超级电容C1充
子开关S1断开、S2闭合,电流环的电流流向
C1形成稳压电路的输入电压VIN。当MCU需要对电流环采样时,
电流环取样电路是用电阻进行电流取样后接入MCU的A/D转换器进行A/D转换
器,同 时取样电阻又作为电流环的负载电阻。如图2所示,电流环从
阻R1、R2一起形成电流环回路,电流流
A/D转换器进行A/D
MCU控制S1闭合、S2断开,电流环的电流流向R1、R2进行电流取样。
I+和I-接入,电子开关S1和电
过R2后在R2上形成电压降Ui,Ui接入MCU的
转换器。电流环的标准负载电阻是250欧姆,当电流环电流达到20mA
时,将在负载电阻两端形成5V的电压降,而MCU的工作电压一般为3.3V,
转换器最大输入电压也为3.3V,因此负载电阻需要用R1和
电阻,经R1和R2分压后在R2上的电压
其内部的A/D
R2两个电阻串联组成电流环负载
降低到小于3.3V后接入MCU的A/D转换器。
电压监测电路使用MAX6459监测芯片进行电压监测,MAX6459监测芯片带有两
路窗口 电压监测,如图3所示。UTH-是窗口电压下限,
UTH+是窗口电压下限,当IN+低于UTH-时,
OUTA输出低电平,当IN+高于UTH+时,OUTA输出高电平;
低于UTH-时,OUTB输出高而OUTB则刚好相反,当IN-
电平,当IN-高于UTH+时,OUTB输出低电平。由于超级电容C1
的最大耐压是5V,因此我们用MAX6459监测芯片中的一路IN-和OUTB
定电压上限为4.5V,下限为4.1V。当超级电容的电压
S2断开停止电流环向超级电容充
电平接通S2
组成监测电路,设
高于4.5V时,OUTB输出低电平控制
电。当超级电容的电压低于设定的电压4.1V,OUTB输出高
使电流环重新向超级电容充电。其中图3中UV是一路监测电压过低时输出高电
稳压电路使用LTC1844稳压芯片对微控制单元MCU的供电电压进行稳压,如图4
所示。 LTC1844稳压芯片包括IN引脚、OUT引脚、引脚、BYP引脚
入IN
平,OV是另一路监测电压过高时输出高电平。
和GND引脚;VIN端接
引脚;在VIN端接入IN引脚;在VIN端接入滤波电容C2;
VOUT端接入OUT引脚,在 VOUT端接入滤波电
容C3;旁路电容C4接入BYP引脚;所述电压监测电路输出的高低电压
滤波电容C2接到稳压芯片到VIN端,VIN输入的电压经
LTC1844稳压芯片稳压后输出稳 定的3.3V电压。我们使用MAX6459电
定电压上限为3.9V,
接入引脚;所述GND引脚接地。
压监测芯片的另一路IN+和OUTA组成监测电路,设
电压下限为3.6V。当超级电容C1的电压高于3.9V时,OUTA输出高电
平将LTC1844的引脚拉高,使LTC1844开始工作输出稳定的3.3V电压向
线模块供电。 MCU和无
当超级电容的电压低于3.6V电压时,MAX6459的OUTA将输出低电平将使
LTC1844 停止向MCU和无线模块供电。因此超级电容的最小放电电压
容的容量应满足在最差情况下即电流环的
需求:
范围在3.6~3.9V,那么超级电
电流为最小电流4mA,初始化时间为5S时的供电
C=It/U=(70mA-4mA)×5S/(3.9V-3.6V)=1.1F (1);
考虑到采集测量装置的总工作电流不可能在整个期间都保持在70mA的最大工作电
流, 因此选用1F/5V的超级电容可以满足采集测量装置2~5秒的初始化期
间供电需求。
由于超级电容的存在,电源电压在上电期间上升非常缓慢,按最差的情况计算即电
流环 以最小的电流4mA向超级电容充电,电源在上电后达到3.9V电压需
要花费很长的时间:
t=CU/I=1F×3.9V/4mA=975S (2);
微控制单元MCU可能会因为电压上升缓慢而不能被正确复位,而且MCU过早的
进入工 作状态也将导致超级电容无法储存足够的电能供MCU完成初
超级电容电压进行监测,只有电压到达预
入工作,这样就能使
始化过程。而电压监测芯片对
定的电压3.9V后才给MCU供电,让MCU开始投
超级电容在MCU进入工作状态之前储存到足够的电能,MCU能够被可
带有A/D转换器和串口的微功率MCU芯片有很多型号,比如ST的STM32F103、
STM32F105、STM32F107、STM32F205、STM32F207系列,NXP的
系列等等,串口转无线的微功率无线模块也有很
传模块、Ember公司的
靠地复位和顺利的完成初始化。
LPC12XX、LPC12XX
多型号,如上海顺舟科技的SZ05Zigbee数
EM351、EM357Zigbee数传模块。如图5所示,MCU通过内置的A/D
转换器采集电流环的电流,经MCU处理后通过内置的串口输出到无线模块,
模块以无线的方式发送到数据采集主站。 然后再由无线
本发明提供了一种电流环取电的微功率无线采集测量装置的实现方法,包括下述步
骤:
A、电流环的电能作为供电电源为所述测量装置供电;
B、所述电流环切换电路控制电流环的电流流向电流环取样电路:电子开关S1控
制电流 环的电流流向电阻R1和R2进行电流取样;所述电子开关S2
当微控制单元MCU不对电流环采样时,
的电流流向超级电容
控制电流流向超级电容C1充电;
所述电子开关S1断开;电子开关S2闭合,电流环
充电,在超级电容C1形成稳压电路的输入电压VIN;当MCU对电流
环 采样时,微控制单元MCU控制电子开关S1闭合;电子开关S2断开,
阻R1和R2进行电流取样。 电流环的电流流向电
C、所述电流环取样电路电流环的电流取样后传输至微控制单元MCU:电流环的
电流从 I+和I-端口接入,电子开关S1以及电阻R1和R2一起形成电
流过电阻R2后在R2上形成电压降Ui,
进行A/D转换。
流环回路,所述电流环的电流
所述电压降Ui接入微控制单元MCU的A/D转换器
D、所述微控制单元MCU的A/D转换器将电流环的电流模拟量转换为数字量;
E、将所述电流环的数字量通过微控制单元MCU进行处理;
F、将处理后的电流环电流数据通过微控制单元MCU的串口传输给无线模块;
G、所述无线模块以无线的方式将电流环电流值发送到数据采集主站。
本发明提供的电流环取电的微功率无线采集测量装置及其实现方法,利用电流环的
电能 作为微功率无线采集测量装置的供电电源,微功率无线采集测量装置
将电流环的电流模拟量进行A/D转换成数字量
主站。通过电流环取电和无
就能实
获得电源开始工作后,
后,再MCU处理后以无线的方式发送到远程
线传输两种方式结合,使用户可以不用额外铺设电源线和通信线
现远程数据采集测量。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管
参照 上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应
发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而
同替换,其均应涵盖在本发
当理解:依然可以对本
未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等
明的权利要求范围当中。