模拟量无线控制设备论文和设计-李勇

全文摘要

本实用新型公开了一种模拟量无线控制设备，涉及无线控制设备领域。该设备包括模拟信号采集电路、RS485通信电路、单片机、模拟信号输出电路和无线通信模块，模拟信号采集电路用于采集模拟量信号并将采集到的模拟量信号转换成数字信号，RS485通信电路用于配置单片机的参数，无线通信模块用于将转换成的数字信号发送给与之通信连接的其他模拟量无线控制设备或接收其他模拟量无线控制设备发送的数字信号，模拟信号输出电路用于将接收到的数字信号转换成模拟量信号，单片机用于根据转换成的模拟量信号控制与模拟信号输出电路连接的受控设备。本实用新型公开的种模拟量无线控制设备可实现模拟量的跟随以便十分方便地实现设备的远程控制。

主设计要求

1.一种模拟量无线控制设备，其特征在于，包括：模拟信号采集电路、RS485通信电路、单片机、模拟信号输出电路和无线通信模块，所述单片机分别与所述模拟信号采集电路、所述RS485通信电路、所述模拟信号输出电路和所述无线通信模块连接，所述模拟信号采集电路用于采集主控设备的模拟量信号并将采集到的模拟量信号转换成数字信号，所述RS485通信电路用于配置所述单片机的参数，所述无线通信模块用于将转换成的所述数字信号发送给与之通信连接的其他模拟量无线控制设备或接收其他模拟量无线控制设备发送的数字信号，所述模拟信号输出电路用于将接收到的数字信号转换成模拟量信号，所述单片机用于根据转换成的模拟量信号控制与所述模拟信号输出电路连接的受控设备。

设计方案

2.根据权利要求1所述的模拟量无线控制设备，其特征在于，还包括供电电源，所述供电电源分别与所述模拟信号采集电路、所述RS485通信电路、所述单片机、所述模拟信号输出电路和所述无线通信模块连接。

3.根据权利要求2所述的模拟量无线控制设备，其特征在于，还包括电源保护电路，所述电源保护电路与所述供电电源连接，所述电源保护电路包括第一热敏电阻、压敏电阻、第一气体放电管、第一TVS二极管、第一二极管、第一电容、共模电感、第二电容、第三电容和第一电阻，所述第一热敏电阻、所述第一二极管、所述共模电感和所述第一电阻串联后与所述供电电源连接，所述压敏电阻的一端与所述第一热敏电阻连接，所述压敏电阻的另一端与所述第一气体放电管的第一端连接并接地，所述第一气体放电管的第二端接地，所述第一TVS二极管的一端连接于所述第一热敏电阻与所述第一二极管之间，所述第一TVS二极管的另一端接地，所述第一电容的一端连接于所述第一二极管与所述共模电感之间，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端连接于所述共模电感与所述第一电阻之间，所述第二电容的另一端接地，所述第三电容的一端连接于所述共模电感与所述第一电阻之间，所述第三电容的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的模拟量无线控制设备，其特征在于，还包括电平转换电路，所述电平转换电路分别与所述供电电源、所述RS485通信电路和所述单片机连接。

5.根据权利要求4所述的模拟量无线控制设备，其特征在于，所述电平转换电路包括第四电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、场效应管和第二二极管，所述第四电阻连接于供电电源的第一电平端与所述场效应管的栅极之间，所述第四电容的一端连接于所述第四电阻与所述场效应管的栅极之间，所述第四电容的另一端接地，所述第三电阻和所述第二电阻依次串联于供电电源的第一电平端与所述单片机之间，所述场效应管的源极连接于所述第三电阻与所述第二电阻之间，所述第五电阻连接于供电电源的第二电平端与所述场效应管的漏极之间，所述第五电阻与所述场效应管的漏极之间与所述RS485通信电路连接，所述第二二极管的阴极与所述场效应管的漏极连接，所述第二二极管的阳极与所述场效应管的源极连接。

6.根据权利要求4所述的模拟量无线控制设备，其特征在于，所述RS485通信电路包括第二气体放电管、第二热敏电阻、第三热敏电阻、第二TVS二极管、第三TVS二极管、第四TVS二极管、第一电感、第二电感、第六电阻、第七电阻、差动总线收发器和反向器，所述第一电感的第一端与所述第二热敏电阻的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述差动总线收发器连接，所述第二电感的第一端与所述第三热敏电阻的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述差动总线收发器连接，所述第二气体放电管的两端分别与所述第二热敏电阻的第二端和所述第三热敏电阻的第二端连接，所述第三TVS二极管的一端连接于所述第二热敏电阻与所述第一电感之间，所述第三TVS二极管的另一端连接于所述第三热敏电阻与所述第二电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管串联后的一端连接于所述第二热敏电阻与所述第一电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管串联后的另一端连接于所述第三热敏电阻与所述第二电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管之间接地，所述第六电阻的一端连接于供电电源的第二电平端，所述第六电阻的另一端连接于所述第一电感与所述差动总线收发器之间，所述第七电阻的一端连接于第二电感与所述差动总线收发器之间，所述第七电阻的另一端接地，所述差动总线收发器分别与所述反向器和所述电平转换电路连接。

7.根据权利要求3所述的模拟量无线控制设备，其特征在于，所述模拟信号采集电路包括第五电容、第六电容、第一运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻，所述第十电阻连接于主控设备与所述第一运算放大器的正向输入之间，所述第九电阻连接于主控设备与所述第一运算放大器的反向输入之间，所述第八电阻的一端连接于主控设备与所述第一运算放大器的反向输入之间，所述第八电阻的另一端接地，所述第十一电阻的一端连接于所述第十电阻与所述第一运算放大器的正向输入之间，所述第十一电阻的另一端接地，所述第六电容的一端连接于所述第十电阻与所述第一运算放大器的正向输入之间，所述第六电容的另一端接地，所述第五电容与所述第十二电阻并联后的一端连接于所述第九电阻与所述第一运算放大器的反向输入之间，所述第五电容与所述第十二电阻并联后的另一端连接于所述第一运算放大器的输出与主控设备之间，所述第一运算放大器接供电电源的第二电平端。

8.根据权利要求3所述的模拟量无线控制设备，其特征在于，所述模拟信号输出电路包括数模转换器、第二运算放大器、第三运算放大器、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻和三极管，所述括数模转换器、所述第十九电阻和所述第二运算放大器的正向输入依次连接，所述第十六电阻连接于所述第二运算放大器的反向输入与地之间，所述第二运算放大器的输出、所述第十八电阻和所述第三运算放大器的正向输入依次连接，所述第十三电阻的一端连接于所述第十六电阻与所述第二运算放大器的反向输入之间，所述第十三电阻的另一端连接于所述第二运算放大器的输出与所述第十八电阻之间，所述第十七电阻连接于所述第三运算放大器的输出与所述三极管的基极之间，所述第十五电阻与所述第十四电阻依次串联于三极管的发射极与地之间，所述第三运算放大器的反向输入连接于所述第十五电阻与所述第十四电阻之间，所述第二十二电阻的一端连接于所述第十八电阻与所述第三运算放大器的正向输入之间，所述第二十二电阻的另一端分别与所述第二十电阻的第一端和所述第二十一电阻的第一端连接，所述第二十电阻的第二端和所述第二十一电阻的第二端分别连接于所述第十五电阻与所述三极管的发射极之间。

9.根据权利要求1所述的模拟量无线控制设备，其特征在于，所述无线通信模块采用SX1262芯片。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及无线控制设备领域，尤其是涉及一种模拟量无线控制设备。

背景技术

目前对于模拟量的采集普遍使用有线采集方式。控制设备与采集设备之间使用传统的RS485总线接口连接，并使用ModBus协议进行通信。运行时采集设备采集传感器给出的模拟信号，然后保存在采集设备中，控制设备根据用户需求通过ModBus命令去访问采集设备，当采集到的信号符合控制设备的控制要求时，控制设备根据设定执行与之对应的控制功能从而实现模拟量的采集控制功能。

采用有线的方式，由于通过有线连接，因此布线复杂、通信距离近、节点数量少，在复杂环境存在不便布线的问题，且在通信距离过远时会由于通信速率低导致工作效率下降。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种模拟量无线控制设备，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种模拟量无线控制设备，包括：模拟信号采集电路、RS485通信电路、单片机、模拟信号输出电路和无线通信模块，所述单片机分别与所述模拟信号采集电路、所述RS485通信电路、所述模拟信号输出电路和所述无线通信模块连接，所述模拟信号采集电路用于采集主控设备的模拟量信号并将采集到的模拟量信号转换成数字信号，所述RS485通信电路用于配置所述单片机的参数，所述无线通信模块用于将转换成的所述数字信号发送给与之通信连接的其他模拟量无线控制设备或接收其他模拟量无线控制设备发送的数字信号，所述模拟信号输出电路用于将接收到的数字信号转换成模拟量信号，所述单片机用于根据转换成的模拟量信号控制与所述模拟信号输出电路连接的受控设备。

可选的，模拟量无线控制设备还包括供电电源，所述供电电源分别与所述模拟信号采集电路、所述RS485通信电路、所述单片机、所述模拟信号输出电路和所述无线通信模块连接。

可选的，模拟量无线控制设备还包括电源保护电路，所述电源保护电路与所述供电电源连接，所述电源保护电路包括第一热敏电阻、压敏电阻、第一气体放电管、第一TVS二极管、第一二极管、第一电容、共模电感、第二电容、第三电容和第一电阻，所述第一热敏电阻、所述第一二极管、所述共模电感和所述第一电阻串联后与所述供电电源连接，所述压敏电阻的一端与所述第一热敏电阻连接，所述压敏电阻的另一端与所述第一气体放电管的第一端连接并接地，所述第一气体放电管的第二端接地，所述第一TVS二极管的一端连接于所述第一热敏电阻与所述第一二极管之间，所述第一TVS二极管的另一端接地，所述第一电容的一端连接于所述第一二极管与所述共模电感之间，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端连接于所述共模电感与所述第一电阻之间，所述第二电容的另一端接地，所述第三电容的一端连接于所述共模电感与所述第一电阻之间，所述第三电容的另一端接地。

可选的，模拟量无线控制设备还包括电平转换电路，所述电平转换电路分别与所述供电电源、所述RS485通信电路和所述单片机连接。

可选的，所述电平转换电路包括第四电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、场效应管和第二二极管，所述第四电阻连接于供电电源的第一电平端与所述场效应管的栅极之间，所述第四电容的一端连接于所述第四电阻与所述场效应管(NMOS)的栅极之间，所述第四电容的另一端接地，所述第三电阻和所述第二电阻依次串联于供电电源的第一电平端与所述单片机之间，所述场效应管的源极连接于所述第三电阻与所述第二电阻之间，所述第五电阻连接于供电电源的第二电平端与所述场效应管的漏极之间，所述第五电阻与所述场效应管的漏极之间与所述RS485通信电路连接，所述第二二极管的阴极与所述场效应管的漏极连接，所述第二二极管的阳极与所述场效应管的源极连接。

可选的，所述RS485通信电路包括第二气体放电管、第二热敏电阻、第三热敏电阻、第二TVS二极管、第三TVS二极管、第四TVS二极管、第一电感、第二电感、第六电阻、第七电阻、差动总线收发器和反向器，所述第一电感的第一端与所述第二热敏电阻的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述差动总线收发器连接，所述第二电感的第一端与所述第三热敏电阻的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述差动总线收发器连接，所述第二气体放电管的两端分别与所述第二热敏电阻的第二端和所述第三热敏电阻的第二端连接，所述第三TVS二极管的一端连接于所述第二热敏电阻与所述第一电感之间，所述第三TVS二极管的另一端连接于所述第三热敏电阻与所述第二电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管串联后的一端连接于所述第二热敏电阻与所述第一电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管串联后的另一端连接于所述第三热敏电阻与所述第二电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管之间接地，所述第六电阻的一端连接于供电电源的第二电平端，所述第六电阻的另一端连接于所述第一电感与所述差动总线收发器之间，所述第七电阻的一端连接于第二电感与所述差动总线收发器之间，所述第七电阻的另一端接地，所述差动总线收发器分别与所述反向器和所述电平转换电路连接。

可选的，所述模拟信号采集电路包括第五电容、第六电容、第一运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻，所述第十电阻连接于主控设备与所述第一运算放大器的正向输入之间，所述第九电阻连接于主控设备与所述第一运算放大器的反向输入之间，所述第八电阻的一端连接于主控设备与所述第一运算放大器的反向输入之间，所述第八电阻的另一端接地，所述第十一电阻的一端连接于所述第十电阻与所述运算放大器正向输入之间，所述第十一电阻的另一端接地，所述第六电容的一端连接于所述第十电阻与所述运算放大器正向输入之间，所述第六电容的另一端接地，所述第五电容与所述第十二电阻并联后的一端连接于所述第九电阻与所述第一运算放大器的反向输入之间，所述第五电容与所述第十二电阻并联后的另一端连接于所述第一运算放大器的输出与主控设备之间，所述第一运算放大器接供电电源的第二电平端。

可选的，所述模拟信号输出电路包括数模转换器、第二运算放大器、第三运算放大器、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻和三极管，所述括数模转换器、所述第十九电阻和所述第二运算放大器的正向输入依次连接，所述第十六电阻连接于所述第二运算放大器的反向输入与地之间，所述第二运算放大器的输出、所述第十八电阻和所述第三运算放大器的正向输入依次连接，所述第十三电阻的一端连接于所述第十六电阻与所述第二运算放大器的反向输入之间，所述第十三电阻的另一端连接于所述第二运算放大器的输出与所述第十八电阻之间，所述第十七电阻连接于所述第三运算放大器的输出与所述三极管的基极之间，所述第十五电阻与所述第十四电阻依次串联于三极管的发射极与地之间，所述第三运算放大器的反向输入连接于所述第十五电阻与所述第十四电阻之间，所述第二十二电阻的一端连接于所述第十八电阻与所述第三运算放大器的正向输入之间，所述第二十二电阻的另一端分别与所述第二十电阻的第一端和所述第二十一电阻的第一端连接，所述第二十电阻的第二端和所述第二十一电阻的第二端分别连接于所述第十五电阻与所述三极管的发射极之间。

可选的，所述无线通信模块采用SX1262芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的模拟量无线控制设备，可实现模拟量的跟随以便十分方便地实现设备的远程控制，跟随输出功能能够支持多样的应用环境。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例提供的模拟量无线控制设备的功能模块示意图。

图2为本实用新型较佳实施例提供的电源保护电路的电路示意图。

图3为本实用新型较佳实施例提供的电平转换电路的电路示意图。

图4为本实用新型较佳实施例提供的RS485通信电路的电路示意图。

图5为本实用新型较佳实施例提供的模拟信号采集电路的电路示意图。

图6为本实用新型较佳实施例提供的模拟信号输出电路的电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种模拟量无线控制设备，用于将与模拟量无线控制设备连接的主控设备的模拟量信号以无线的方式传递给远端的其他模拟量无线控制设备，以便远端的其他模拟量无线控制设备控制与其连接的受控设备，从而实现模拟量信号的远程无线跟随。模拟量无线控制设备包括有模拟信号采集电路、RS485通信电路、单片机、模拟信号输出电路、无线通信模块、供电电源(图未示)和电源保护电路(图未示)，单片机分别与模拟信号采集电路、RS485通信电路、模拟信号输出电路和无线通信模块连接，供电电源分别与单片机、模拟信号采集电路、RS485通信电路、模拟信号输出电路和无线通信模块连接，以对单片机、模拟信号采集电路、RS485通信电路、模拟信号输出电路和无线通信模块供电，电源保护电与供电电源连接。

其中，模拟信号采集电路用于采集主控设备的模拟量信号并将采集到的模拟量信号转换成数字信号，RS485通信电路用于配置单片机的参数，无线通信模块用于将转换成的数字信号发送给与之通信连接的其他模拟量无线控制设备或接收其他模拟量无线控制设备发送的数字信号，模拟信号输出电路用于将接收到的数字信号转换成模拟量信号，单片机用于根据转换成的模拟量信号控制与模拟信号输出电路连接的受控设备。

请参阅图2，电源保护电路包括第一热敏电阻PPTC1、压敏电阻MYG1、第一气体放电管GTD1、第一TVS二极管TVS1、第一二极管D2、第一电容C13、共模电感T1、第二电容C19、第三电容C20和第一电阻R100。第一热敏电阻PPTC1、第一二极管D2、共模电感T1和第一电阻R100串联后与供电电源连接，压敏电阻MYG1的一端与第一热敏电阻PPTC1连接，压敏电阻MYG1的另一端与第一气体放电管GTD1的第一端连接并接地，第一气体放电管GTD1的第二端接地，第一TVS二极管TVS1的一端连接于第一热敏电阻PPTC1与第一二极管D2之间，第一TVS二极管TVS1的另一端接地，第一电容C13的一端连接于所述第一二极管D2与共模电感T1之间，第一电容C13的另一端接地，第二电容C19的一端连接于共模电感T1与第一电阻R100之间，第二电容C19的另一端接地，第三电容C20的一端连接于共模电感T1与第一电阻R100之间，第三电容C20的另一端接地。

电源保护电路中的第一热敏电阻PPTC1可吸收较大的浪涌，实现防浪涌保护，压敏电阻MYG1可实现过压保护，第一气体放电管GTD1可用于防雷击和防浪涌保护，第一TVS二极管TVS1可实现过压、静电保护，第一二极管D2用于防止反接，第一电容C13、第二电容C19和第三电容C20可对电源进行滤波，从而更好的保护后端的电路。

进一步的，请参阅图3，由于RS485通信电路以及单片机的工作电压不一致，因此本实用新型实施例提供的模拟量无线控制设备还设置有电平转换电路，电平转换电路分别与供电电源、RS485通信电路和单片机连接，用于分别为RS485通信电路和单片机提供不同的工作电压，其中为RS485通信电路提供3.3V工作电压，为单片机提供5V工作电压。

所述电平转换电路包括第四电容C400、第二电阻R400、第三电阻R401、第四电阻R402、第五电阻R403、场效应管NMOS和第二二极管Q40。其中，第四电阻R402连接于供电电源的第一电平端(3.3V端)与场效应管NMOS的栅极之间，第四电容C400的一端连接于第四电阻R402与场效应管NMOS的栅极之间，第四电容C400的另一端接地，第三电阻R401和第二电阻R400依次串联于供电电源的第一电平端与单片机之间，场效应管NMOS的源极连接于第三电阻R401与第二电阻R400之间，第五电阻R403连接于供电电源的第二电平端(5V端)与场效应管NMOS的漏极之间，第五电阻R403与场效应管NMOS的漏极之间与RS485通信电路连接，第二二极管Q40的阴极与场效应管NMOS的漏极连接，第二二极管Q40的阳极与场效应管NMOS的源极连接。

电平转换电路的原理为，当电源的第一电平端(3.3V端)输出低电平时(0V)，场效应管NMOS导通，电源的第二电平端(5V端)输出是低电平(0V)。当电源的第一电平端输出高电平时(3.3V)，场效应管NMOS截至，电源的第二电平端输出是高电平(5V)。当电源的第二电平端输出低电平时(0V)，场效应管NMOS内的二极管导通，从而使场效应管NMOS导通，电源的第一电平端输出是低电平(0V)。当电源的第二电平端输出高电平时(5V)，场效应管NMOS截至，电源的第一电平端输出是高电平(3.3V)。通过设置电平转换电路从而能够为不同工作电压的RS485通信电路和单片机提供不同的工作电压。

请参阅图4，所述RS485通信电路包括第二气体放电管GTD2、第二热敏电阻PTC1、第三热敏电阻PTC2、第二TVS二极管TVS2、第三TVS二极管TVS3、第四TVS二极管TVS4、第一电感L5、第二电感L6、第六电阻R13、第七电阻R22、差动总线收发器和反向器。本实用新型实施例中，所述差动总线收发器采用SN65176芯片，所述反向器采用74LVC2G04芯片，可以理解的，在其他的一些实施例中，所述差动总线收发器和反向器可以采用其他芯片。例如，差动总线收发器还可以采用SN65176B、SN65176BN等芯片，所述反向器还可以采用74LVC2T45GN芯片等。

第一电感L5的第一端与第二热敏电阻PTC1的第一端连接，第一电感L5的第二端与差动总线收发器引脚A连接，第二电感L6的第一端与第三热敏电阻PTC2的第一端连接，

第二电感L6的第二端与差动总线收发器的引脚B连接，第二气体放电管GTD2的两端分别与第二热敏电阻PTC1的第二端和第三热敏电阻PTC2的第二端连接，第三TVS二极管TVS3的一端连接于第二热敏电阻PTC1与第一电感L5之间，第三TVS二极管TVS3的另一端连接于第三热敏电阻PTC2与第二电感L6之间，第二TVS二极管TVS2与第四TVS二极管TVS4串联后的一端连接于第二热敏电阻PTC1与第一电感L5之间，第二TVS二极管TVS2与第四TVS二极管TVS4串联后的另一端连接于第三热敏电阻PTC2与第二电感L6之间，第二TVS二极管TVS2与第四TVS二极管TVS4之间接地，第六电阻R13的一端连接于供电电源的第二电平端，第六电阻R13的另一端连接于第一电感L5与差动总线收发器的引脚A之间，第七电阻R22的一端连接于第二电感L6与差动总线收发器的引脚B之间，第七电阻R22的另一端接地，差动总线收发器分别与反向器和电平转换电路连接。

由于设置第二气体放电管GTD2、第二热敏电阻PTC1、第三热敏电阻PTC2、第二TVS二极管TVS2、第六电阻R13和第七电阻R22，当发生雷击时，第二气体放电管GTD2可作为一级防护，此时电压被大大消弱到数百伏左右，再经过第二热敏电阻PTC1、第三热敏电阻PTC2限浪，并通过第二TVS二极管TVS2做二次限压，第六电阻R13和第七电阻R22起稳定电平的作用，通过设置第二气体放电管GTD2、第二热敏电阻PTC1、第三热敏电阻PTC2、第二TVS二极管TVS2、第六电阻R13和第七电阻R22，能够使得后端电路的电压被钳制在8V左右，从而实现对后端电路的保护，达到良好的防雷效果。

请参阅图5，模拟信号采集电路包括第五电容C40、第六电容C43、第一运算放大器A1、第八电阻R26、第九电阻R31、第十电阻R37、第十一电阻R38和第十二电阻R24，第十电阻R37连接于主控设备与第一运算放大器A1的正向输入之间，第九电阻R31连接于主控设备与第一运算放大器A1的反向输入之间，第八电阻R26的一端连接于主控设备与第一运算放大器A1的反向输入之间，第八电阻R26的另一端接地，第十一电阻R38的一端连接于第十电阻R37与第一运算放大器A1正向输入之间，第十一电阻R38的另一端接地，第六电容C43的一端连接于第十电阻R37与第一运算放大器A1正向输入之间，第六电容C43的另一端接地，第五电容C40与第十二电阻R24并联后的一端连接于第九电阻R31与第一运算放大器A1的反向输入之间，第五电容C40与第十二电阻R24并联后的另一端连接于第一运算放大器A1的输出与主控设备之间，第一运算放大器A1接供电电源的第二电平端。

在通过模拟信号采集电路对与之连接的主控设备进行模拟信号采集时，主控设备的电流依次经第十电阻R37、第十一电阻R38、地、第八电阻R26，采集第十电阻R37与第八电阻R26之间的电压，即可实现主控设备的模拟信号采集。

请参阅图6，模拟信号输出电路包括数模转换器DAC、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3、第十三电阻R42、第十四电阻R43、第十五电阻R44、第十六电阻R45、第十七电阻R46、第十八电阻R47、第十九电阻R48、第二十电阻R49、第二十一电阻R50、第二十二电阻R51和三极管Q，括数模转换器DAC、第十九电阻R48和第二运算放大器A2的正向输入依次连接，第十六电阻R45连接于第二运算放大器A2的反向输入与地之间，第二运算放大器A2的输出、第十八电阻R47和第三运算放大器A3的正向输入依次连接，第十三电阻R42的一端连接于第十六电阻R45与第二运算放大器A2的反向输入之间，第十三电阻R42的另一端连接于第二运算放大器A2的输出与第十八电阻R47之间，第十七电阻R46连接于第三运算放大器A3的输出与三极管Q的基极之间，第十五电阻R44与第十四电阻R43依次串联于三极管Q的发射极与地之间，第三运算放大器A3的反向输入连接于第十五电阻R44与第十四电阻R43之间，第二十二电阻R51的一端连接于第十八电阻R47与第三运算放大器A3的正向输入之间，第二十二电阻R51的另一端分别与第二十电阻R49的第一端和第二十一电阻R50的第一端连接，第二十电阻R49的第二端和第二十一电阻R50的第二端分别连接于第十五电阻R44与三极管Q的发射极之间。

工作时，模拟信号输出电路通过数模转换器DAC将接收到的数字信号转换成模拟电压，经第十九电阻R48后后第二运算放大器A2进行放大，然后经第十八电阻R47并通过第三运算放大器A3放大后，有三极管Q转换成恒定的电流。

本实用新型实施例中，无线通信模块采用SX1262芯片，该芯片使用LoRa扩频技术具有传输距离远，抗干扰能力强，传输速率快，较传统调制方式的芯片功耗更低的特点。可以理解的，在其他的一些实施例中，所述无线通信模块也可以采用其他芯片，如LT8920、NRF24L01等2.4G无线芯片等。

综上所述，本实用新型实施例提供的模拟量无线控制设备可实现模拟量的跟随以便十分方便地实现设备的远程控制，跟随输出功能能够支持多样的应用环境，安装方便，占用空间小，大大简化了工业控制设计。同时，电源保护电路的过流、过压、防反接等功能，保证了供电的稳定性，从而更好的保护后端电路。其次，RS485通信电路中设置的第二气体放电管GTD2、第二热敏电阻PTC1、第三热敏电阻PTC2、第二TVS二极管TVS2、第六电阻R13和第七电阻R22能够使得后端电路的电压被钳制在8V左右，从而实现对后端电路的保护，达到良好的防雷效果。另外，线通信模块采用SX1262芯片，该芯片使用LoRa扩频技术，使得模拟量无线控制设备具有传输距离远，抗干扰能力强，传输速率快，功耗更低等优点。最后，无线通信技术可以实现可以连接高达65536个节点通信，在无基站的情况下也可以正常工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

模拟量无线控制设备论文和设计

模拟量无线控制设备论文和设计-李勇

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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