一種新型子母型數字多用表的研制

2009-05-25 09:59:44王其軍林元華唐勇

現代電子技術 2009年1期

王其軍　林元華　唐　勇

摘要：介紹一種新型的子母型數字多用表,該多用表在保留原有測量功能的前提下,增加了遠程監視功能,此功能借助先進的跳頻技術將母機測量的數據發送給子機,以達到測量值在母機和子機的液晶屏上同時顯示的目的,從而滿足高空、狹小等特殊作業環境使用。該表采用低功耗的PIC單片機作為處理器,以節約能耗,增加電池壽命。

關鍵詞：子母型數字多用表；跳頻技術；母機和子機；特殊作業環境；低功耗

中圖分類號：TP23 文獻標識碼：B

文章編號：1004-373X(2009)01-074-02

Development ofNew Mother-Child Digital Multimeter

WANG Qijun,LIN Yuanhua,TANG Yong

(Petroleum Engineering Institute,Southwest Petroleum University,Chengdu,610500,China)

Abstract：A new type of mother-child digital multimeter is introduced.Retaining the original survey function,this multimeter also gets the function of long-distance surveillance,with the aid of advanced frequency-hopping technology transmit the data which surveyed by the host to the slave,so that the observed value can be demonstrated on the liquid crystal screens of the host and slave simultaneously.Therefore,this kind of multimeter can be used in the high and small places and some other special work environment.Low-power PIC single chip is used as the processor,to reduce energy consumption and increase battery life.

Keywords：mother-child digital multimeter;frequency-hopping technology;the host and the slave;special work environment;low power

0 引言

數字多用表作為電子測試基礎工具,以其準確度高、測量范圍寬、測量速度快、體積小、抗干擾能力強、使用方便等特點被廣泛應用于科研、工廠、學校、計量測試等技術領域。但在高空、狹小等特殊作業環境下使用普通數字多用表會受到一定限制,其主要表現為測量時多用表的放置位置可能不便于讀數。針對以上不足,設計了一種子母型數字多用表［1］,該表由用于數據測量的母機部分和用于同步顯示的子機部分組成。母機和子機之間采用無線跳頻通信［2-10］,子機小巧,可佩帶于手腕或放置于其他便于觀察的地方,母機則可隨意放置,從而方便操作人員對實測數據的讀取。

1 系統結構及工作原理

子母型數字多用表分為母機和子機兩個部分,母機主要功能在于數據測量和向子機發送測量數據,子機接收并顯示該數據。

1.1 母機部分

母機從結構上可分為測量電路、微處理器［11］、高頻發射電路和天線4個部分,其結構框圖如圖1所示。

當母機設置為子母型工作模式時,測量電路將所測得的數據通過串行口傳給微處理器,微處理器驅動高頻發射電路以跳頻通信形式將該數據由天線發射出去。發射的頻段可分布在315 MHz,433 MHz,868 MHz,915 MHz和2.4 GHz五個頻段,每個頻段至少有64個頻道,足以滿足跳頻通信需求。微處理器選用低功耗芯片,以確保整個系統處于低功耗狀態工作,延長電池壽命。高頻發射電路在微處理的控制下實現靈活的跳頻發射。發射頻率、發射功率、接收地址和數據包大小都可隨意調整。

1.2 子機部分

與母機相對應,子機從結構上可由天線、高頻接收電路、微處理器、液晶顯示4個部分組成,其結構框圖如圖2所示。

子機主要完成接收和顯示母機發射給它的數據,接收時頻率點和地址必須相同,并且能夠在母機的起跳指令下按一定規律跳頻。子機接收天線將接收到的高頻信號傳給高頻接收電路進行解調,將所得數據送到接收微處理器進行分析得出有用信息,再驅動液晶顯示屏顯示,其顯示的數據就是母機當前顯示的數據,以便于實測數據讀取。

母機和子機之間的對應模式可由母機的發送微處理器和子機的接收微處理器共同設置,通過設置適配器設置母機和子機的工作頻段和地址來完成,當母機和子機的頻段和地址一致時,子機方可接收顯示母機下傳的數據,且母機和子機在同一頻段所分布的頻道內跳頻,從而實現多個子母型數字多用表在相互靠近的情況下獨立工作,這就實現了對應模式的一對一。如果將多個子機的頻段和地址與一個母機的頻段和地址設置相同時,則可完成多個子機共享一個母機下傳的數據,以實現對應模式的一對多。這兩種工作模式在平常測量中都可有廣泛的應用。

2 推廣實施方案

該設計保留了普通數字多用表的電壓、電流、電阻等測量功能,并添加無線遠程監視功能,這樣既可滿足普通用戶測量使用,也可滿足特殊工況環境下使用。

多用表可設計為轉盤檔位選擇,也可設計為按鈕檔位選擇,觸摸屏檔位選擇等多種樣式,通過按鍵可以調整量程為自動和手動,圖3為轉盤檔位選擇型數字多用表實物圖。