一种分体式工业现场设备检修调试辅助装置
技术领域
本发明涉及设备检修领域，特别是涉及一种分体式工业现场设备检修调试辅助装置。
背景技术
在一些工业现场尤其是大型储罐、起重机、塔吊等大型设备检修调试过程中，存在一种调试装置与测试点不在同一位置或是区域的难题，在这种场合下进行检修调试时，需要至少两个检修调试人员到达检修调试现场，在调试点区域进行手动或是其他利用工具进行现场调节，而对于调节的是否到位，具体调节的参数是否合适，在调试区域没有具体显示，这就需要用另一个测试人员，在测试区域，利用万用表或是其他检修调试仪器，进行测试，看调试区域工作人员设置是否达到调试要求。这两个现场检修调试工作人员一般是需要拿着对讲机或是手机等通讯设备进行沟通，给检修调试工作带来很大的不便，同时浪费人工成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种分体式工业现场设备检修调试辅助装置，能够确保检修调试工作快速有效完成，减少检修调试人员成本，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种分体式工业现场设备检修调试辅助装置，包括：数据发射设备和数据接收设备，所述数据发射设备设置于测试区域，数据接收设备设置于调试区域；所述数据发射设备用于采集测试区域的工业现场总线信号；所述数据接收设备用于接收并显示所述工业现场总线信号，所述数据发射设备和数据接收设备无线通讯。
可选的，所述数据发射设备包括：第一主MCU模块、第一供电模块、第一采集模块和发射模块；所述第一供电模块、第一采集模块和发射模块均与所述第一主MCU模块连接，所述第一采集模块还与第一供电模块连接；所述第一采集模块一方面用于采集工业现场总线信号，另一方面用于采集第一供电模块的电压信号；第一供电模块用于给第一主MCU模块供电，第一主MCU模块用于将采集到的AD信号转换成数字电压信号，所述发射模块用于将所述数字电压信号发送给数据接收设备。
可选的，所述数据接收设备包括：第二主MCU模块、第二供电模块、接收模块和显示模块；所述第二供电模块、接收模块和显示模块均与所述第二主MCU模块连接，所述第二供电模块用于给第二主MCU模块供电，接收模块用于接收数据发射设备的信号，第二主MCU模块用于根据显示需求对接受到的信号进行处理，并发送给显示模块进行显示。
可选的，所述数据接收设备还包括第二采集模块，所述第二采集模块与第二供电模块连接；用于采集第二供电模块的电压信号。
可选的，所述数据发射设备还包括第一按键模块，所述第一按键模块与所述第一主MCU模块连接，用于实现对采集信号的切换操作；所述数据接收设备还包括第二按键模块，所述第二按键模块与所述第二主MCU模块连接，用于实现对显示信号的切换操作。
可选的，所述数据发射设备还包括第一蜂鸣器，所述第一蜂鸣器与第一主MCU模块连接，用于当第一主MCU模块检测到第一采集模块采集的电池电压低于设定阈值时发出警报；所述数据接收设备还包括第二蜂鸣器，所述第二蜂鸣器与第二主MCU模块连接，用于当第二主MCU模块检测到第二采集模块采集的电池电压低于设定阈值时发出警报。
可选的，所述第一主MCU模块和第二主MCU模块为超低功耗系列Stm32L011系列单片机。
可选的，所述发射模块和接收模块为CC1101射频模块。
可选的，所述第一供电模块和第二供电模块采用18650系列的4.2V可充电锂电池。
可选的，所述第一按键模块和第二按键模块为轻触开关。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明针对调试装置和显示装置不在同一区域的场景，将实际的调试信号通过无线传输装置，传给一个接收手持设备，手持设备接收到信号利用显示屏显示出来，方便调试区域工作人员查看调试情况，及时调整需要调试的信号大小，这样可以只在调试区域一个工作人员即可完成此检修调试工作，确保了检修调试工作的快速有效完成，减少了检修调试人员成本，有效提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明装置系统工况示意图；
图2为本发明数据发射设备模块示意图；
图3为本发明数据接收设备模块示意图；
图4为本发明数据发射设备工作流程图；
图5为本发明数据接收设备工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种一种分体式工业现场设备检修调试辅助装置，能够确保检修调试工作快速有效完成，减少检修调试人员成本，提高工作效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明主要应用在工业现场一些特殊场合，尤其是大型储罐、起重机、塔吊等大型设备检修调试过程中，尤其是对于信号采集区域和调试区域不在同一区域或位置，不方便一个检修调试人员进行操作的场所，系统工况示意图如图1所示。
本发明有数据发射设备和数据接收设备(手持终端)两部分组成。发射设备的主要功能是在工业现场的数据采集区或是测试区域进行数据采集，然后将采集的数据发送出去，主要包括第一主MCU模块、第一供电模块、第一采集模块、发射模块，如图2所示。
此外，还包括第一按键模块、第一蜂鸣器和第一LED模块。
其中，第一主MCU模块采用的是ST意法半导体公司的超低功耗芯片Stm32L011系列单片机，将信号采集区域需要采集的0-5V电压信号或是485串口信号进行信号采集。Stm32L011单片机自带12位AD，如果是需要采集电压信号，通过第一采集模块读到的AD信号转换成数字电压信号，将电压值发送出去。如果是485串口信号，通过信号源切换，转换到串口信号采集模式，通过串口通信，将厂家输出的电压、电流或其他信息参数通过无线发射模块将信息发送到位于调试区域的数据接收设备(手持终端设备)。
信号采集部分又分为电压信号或是485串口信号，检测设备进行信号检测前，先要弄清楚是要测电压信号，还是485串口信号。两种信号源的切换通过第一按键模块操作来完成。系统默认为电压信号，如果需要进行信号源切换，则在开机上电前，长按第一按键模块不松开，系统上电，实现信号源的切换操作。这种操作的实现也可以通过拨码开关来实现。
发射模块采用的是TI公司的CC1101射频芯片，专门解决低成本、低功耗的无线应用，采用私有通讯协议，系统设计自动重发机制，确保信号的可靠性和完整性。同时采用CC1101无线通讯模块，自带了CRC校验设计还有专有通讯信道设计，可以将收发模块设定在同一信道进行信息传输，避免其他无线信号的干扰，同时通过CRC校验，也能有效保证数据传输的准确性和可靠性。
第一供电模块采用的是18650系列的4.2V可充电锂电池，第一采集模块平时是定时进行电池信号AD采样，当检测到电压信号低于报警设定值3.7V时(欠压)，第一蜂鸣器就会每隔一分钟发一次电压欠压提醒(发出持续滴滴声)，用户就要进行及时充电或是更换电池；整个工作流程如图4所示；利用可充电锂电池，可以有效避免频繁更换电池的麻烦，降低设备成本。此外，第一蜂鸣器还可以用于当数据发送完成时，作为数据传输完成状态指示，数据传输完成后蜂鸣器发出滴一声的提示，表示当前数据发送完成。
第一LED模块中的LED灯一般是用来指示设备正常工作状态的。
同时，发射设备采用的是硬件开关机电路设计，因为此设备仅在工业现场检修调试的时候才用，平时需要进行关机操作，等检修调试需要的时候打开开机键，进行设备开机，当检修调试完成时，按下关机按钮进行关机操作。
数据接收设备模块图如图3所示，主要包括第二主MCU模块、第二供电模块、第二采集模块、接收模块和显示模块。
此外，还包括第二按键模块、第二蜂鸣器和第二LED模块。
其中，第二主MCU模块、第二供电模块、第二蜂鸣器、第二LED模块采用的方案及具体实现方法采用数据发射设备的方案。第二LED模块中的LED灯绿灯常亮表示设备正常工作，起到指示系统正常工作的作用。
接收模块采用的是CC1101射频发射模块，设置为接收模式。数据通讯信道设置为跟数据发射设备相同的工作信道，数据接收的协议也是采用私有加密协议，通过CC1101的CRC自校验，来保证数据传输的准确性和可靠性。
显示模块，就是将接收到的电压信号或是串口信号，按照实际需求进行相关格式的数据显示，方便检修调试人员进行实时查看调试设备的参数。显示模块采用的是12864液晶显示，可以显示测试区域的信号参数。显示模块也分为电压信号和串口信号显示界面，通过第二按键模块操作来进行切换。第二按键模块包括三个按钮，按下按键1，界面进入数字电压信号显示界面；按下按键Back键，就会进入主界面显示界面，主界面是信号源选择界面，检修调试人员可以根据实际需要进行界面显示切换；按下按键2，界面进入串口信号显示界面，再次按下按键Back键，显示模块进入主界面显示状态。
第二供电模块的电池电压采样通过第二采集模块实现，其他过程与数据发射设备同理。
具体的，据接收设备的工作流程如图5所示。
本发明还公开了如下技术效果：
1.本发明可以解决工业现场检修调试复杂的问题，利用无线信号收发设备，将不在同一个工作区域的两个工作内容，集成在一个工作区域完成，降低了检修调试工作的繁琐程度，提高了工作效率；
2.本发明的信号采集部分，可以采集类似于0-5V的数字信号，也可以采集485的串口信号或是采集其他工业现场总线信号，并将信号采集区域的信号以无线传输形式发送给调试区域并显示出来；
3.本发明采用CC1101射频模块，加上私有通讯协议，CRC数据校验，可以保证数据无线传输的完整性和准确性，同时利用私有通讯协议，可以有效降低外部干扰源对无线信号的干扰，保证传输数据的有效性。
4.本发明的数据接收部分，即通过手持数据终端，进行数据实时显示，方便检修调试人员及时查看调试结果，避免了利用对讲机等其他移动设备进行空中喊话带来的不便，节省了时间成本，同时可以减少一个检修调试人员的工作量，减轻检修调试负担。
5.本发明的检测设备，同时集成了电压采集端口和串口信号采集端口，系统通过按键操作来实现传输信号源切换，以实现在不同的应用场所的信号采集。
6、本发明利用433Mhz无线传输技术，将采集到的测试区域的电信号，进行无线传输，接收端是作为一种手持终端，将接收到的无线信号进行解析和显示，及时的显示在液晶屏上，便于检修调试人员在调试区域及时观察调试信号的改变情况，更快捷的完成检修调试工作。
7、数据发射设备和数据接收显示设备都采用可充电锂电池供电，设备仅在检修调试工作时开机，保证电池充电或是更换操作及其方便。
此外，本方案还可以采用测试区域安装摄像头，调试区域通过手机APP或是其他设备可以实现对调试区域的信号变化情况进行观察，及时进行更改调试方案。
本方案的无线传输技术方案，还可以通过315MHz或是NB-IOT技术、4G、5G等通讯方式来实现，基于此思路的技术实现都是在本发明的研究范围之内。
本方案测试的0-5V电压信号或是485串口信号，也可以实现一些工业现场的Profibus、EtherCAT、Lightbus等相关的总线信号的检测及显示功能，这种总线信号测试的方案也在本发明的保护范围之内。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
