地面测试数据自动采集及无线传输系统硬件包括四部分:第一部分为数据采集器,负责采集传感器的数据,然后通过无线射频方式将数据传送到中继器;采集器又分为压力采集器、温度采集器、差压采集器、液体流量采集器和气体流量采集器等;第二部分为中继器,它接收采集器发来的数据信号并无线转发给接收器;第三部分为接收器,它在总控室内通过无线接收中继器发来的数据,并通过RJ45口或DB9接入局域网;第四部分为现场控制中心,通过PC机对数据进行显示、分析和处理[5]。
1、采集器
地面测试数据采集系统主要采集压力、温度、流量和差压信号。根据测试现场需要主要有压力采集器、温度采集器、流量采集器等。主要功能是采集测点数据,并通过无线射频方式将采集到的信息无线发送到中继器。
数据采集器主要完成传感器信号输入、ADC模数转换(脉冲输出型流量计无需进行A/D转换,可以直接由MCU进行检测)、采集和记录传感相关数据,并通过无线射频方式将采集到的信息无线发送到中继器。采集器由传感器、单片机、ADC模数转换电路、无线射频芯片和电池电源管理五个部分构成。即传感器采集测点数据通过ADC模数转换电路转换为数字信号后传输给低功耗单片机(MCU),单片机经过处理后通过射频电路和天线发送给中继器。采集器和中继器之间可以双向通信,即采集器可以向中继器发送数据信息,同时也可以通过中继器向采集器传递操作指令。采用无线通信协议为分时协议,工作频率为433MHz,通过检测和现场试验,效果良好。
2、接收器
接收器主要功能是通过无线通道接收中继器或采集器发出的数据,并将接收到的数据通过网口经局域网传送到控制中心。与中心服务器连接中断时,暂存无线通道送来的数据到板载的Flash中,待正常连接后,将Flash中的数据补发给中心服务器。中继器和接收器之间可以双向通信。
接收器工作时放置在现场控制中心,采用外电源供电。接收器的设计选用了高性能的嵌入式CPU和大功率收发模块,配置高增益的全向天线,保证实时接收采集器或中继器传来的数据。