UWB通信设备及基于UWB的发电机组监控系统的制作方法

本实用新型涉及发电机组监控技术领域，具体而言，涉及一种UWB通信设备及基于UWB的发电机组监控系统。

背景技术：

随着工业技术的发展和提高，对发电机组的运行进行监控已经是保证发电机组安全运行必不可少的环节。

在目前的监控中，一部份监控是发电机组自带的，也就是说，值班人员值守时需要去到发电机组现场，并通过观察发电机组上自带的显示界面能看到发电机组的运行参数，但该方式显然限制了监控位置，需要极大的耗费值班人员的时间和精力。

另一部份监控是采用硬接线的方式，通过将发电机组自身采集的运行参数通过硬接线的方式传输至一定距离外的终端设备上，实现值班人员可在一定距离外的终端设备上实现对该发电机组的监控。但该方式受到线长的限制，显然也对监控位置存在限制，使得监控位置不能根据实际情况灵活设置。

而最后一部分监控是采用蓝牙无线传输的方式，通过蓝牙无线传输虽然可以实现将发电机组自身采集传输至一定距离外的终端设备，且由于无传输，终端设备的监控位置也可以灵活设置。但蓝牙无线传输采用2.4GHz固有频段和调频、跳频技术，速率为1Mbps，其不仅传输速度很慢，传输距离受限制，且需要载波时时传输，功耗也大。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种UWB通信设备及基于UWB的发电机组监控系统，以改善上述存在的缺陷。

本实用新型的实施例通过以下方式实现：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种UWB通信设备，包括：UWB控制模块、UWB收发器和监控终端。所述UWB收发器，用于获得所述监控终端传输的用于控制发电机组设备运行的控制指令，将所述控制指令以UWB无线通信方式传输至所述UWB控制模块。所述UWB控制模块，用于将所述控制指令传输至被控制的所述发电机组设备，以及实时采集所述发电机组设备的当前运行参数，将所述当前运行参数以UWB无线通信方式传输至UWB收发器。

结合第一方面的实施方式，在一些可能的实现方式中，所述UWB控制模块为基于单片机的嵌入式集成电路芯片。

结合第一方面的实施方式，在一些可能的实现方式中，所述UWB收发器和所述监控终端均设有RS232接口，所述UWB收发器的RS232接口通过RS232数据总线与所述监控终端的RS232接口连接。所述UWB收发器，用于将所述当前运行参数以RS232通信方式传输至所述监控终端，以及获得所述监控终端以RS232通信方式传输的用于控制所述发电机组设备运行的控制指令

结合第一方面的实施方式，在一些可能的实现方式中，所述UWB控制模块和所述UWB收发器的无线通信距离为不大于1千米。

结合第一方面的实施方式，在一些可能的实现方式中，所述监控终端为智能手机、PDA或PC。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种基于UWB的发电机组监控系统，包括：所述的UWB通信设备和发电机组设备。所述UWB通信设备，用于向所述发电机组设备发送控制所述发电机组设备运行的控制指令，以及实时采集所述发电机组设备的当前运行参数。所述发电机组设备，用于根据所述控制指令而运行，以及将实时采集的所述当前运行参数传输至所述UWB通信设备。

结合第二方面的实施方式，在一些可能的实现方式中，所述发电机组设备包括：发电机组、至少一个检测传感器和发电机组控制器。所述至少一个检测传感器，用于实时采集所述发电机组运行时的所述当前运行参数。所述发电机组控制器，用于获得所述UWB通信设备传输的用于控制所述发电机组运行的所述控制指令，根据所述控制指令控制所述发电机组的运行，以及将获得的所述当前运行参数传输至所述UWB通信设备。

结合第二方面的实施方式，在一些可能的实现方式中，所述至少一个检测传感器包括：水温检测传感器、油压检测传感器和水位检测传感器。所述水温检测传感器，用于实时采集所述发电机组运行时的当前水温参数。所述油压检测传感器，用于实时采集所述发电机组运行时的当前油压参数。所述水位检测传感器，用于实时采集所述发电机组运行时的当前油压参数；其中，所述当前运行参数包括：所述当前水温参数、所述当前油压参数和所述当前油压参数。

结合第二方面的实施方式，在一些可能的实现方式中，所述至少一个检测传感器还包括：电流检测传感器。所述电流检测传感器，用于实时采集所述发电机组运行时的当前电流参数；其中，所述当前运行参数还包括：所述当前电流参数。

结合第二方面的实施方式，在一些可能的实现方式中，发电机组控制器为嵌入式集成电路芯片。

本实用新型实施例的有益效果是：

UWB收发器通过获得监控终端传输的用于控制发电机组设备运行的控制指令，则将该控制指令以UWB无线通信方式传输至UWB控制模块。而UWB控制模块则可以将该控制指令传输至被控制的发电机组设备，通过控制指令则可以实现对发电机组设备运行的进行控制。以及，UWB控制模块还可以将实时采集发电机组设备的当前运行参数以UWB无线通信方式传输至UWB收发器，从而实现了监控终端通过UWB收发器的传输可以实时的获得该当前运行参数。因此，由于UWB收发器和UWB控制模块之间以UWB无线通信方式进行数据传输，监控终端实现了可高传输速率、长距离和低功耗的对发电机组设备进行远程无线的监控。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型第一实施例提供的一种基于UWB的发电机组监控系统的第一结构框图；

图2示出了本实用新型第一实施例提供的一种基于UWB的发电机组监控系统的第二结构框图；

图3示出了本实用新型第一实施例提供的一种UWB通信设备的第一结构框图；

图4示出了本实用新型第一实施例提供的一种UWB通信设备的第二结构框图。

图标：10-基于UWB的发电机组监控系统；100-UWB通信设备；110-UWB控制模块；120-UWB收发器；130-监控终端；200-发电机组设备；210-发电机组；220-检测传感器；221-水温检测传感器；222-油压检测传感器；223-水位检测传感器；224-电流检测传感器；230-发电机组控制器。

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

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“水平”、“竖直”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“设置”、“安装”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

第一实施例

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种基于UWB(Ultra-Wideband、超宽带技术)的发电机组监控系统10，该基于UWB的发电机组监控系统10包括：UWB通信设备100和发电机组设备200。其中，UWB通信设备100与发电机组设备200通信连接。

UWB通信设备100，用于向所述发电机组设备200发送控制所述发电机组设备200运行的控制指令，以及实时采集所述发电机组设备200的当前运行参数。

发电机组设备200，用于根据所述控制指令而运行，以及将实时采集的所述当前运行参数传输至所述UWB通信设备100。

本实施例中，UWB通信设备100可以为包括多个模块，多个模块之间可以采用UWB无线通信方式进行远程无线通信，从而实现多个模块可以采用分布式的安装，比如，一部分模块可以安装在发电机组设备200上，另一部分模块则通过与该一部分模块UWB无线通信方式而安装在远程的中控室内。那么，通过该传输和设置方式，UWB通信设备100则可在操作人员的控制下向发电机组设备200发送控制发电机组设备200运行的控制指令，以及实时采集发电机组设备200的当前运行参数，以便操作人员可以实时的知晓发电机组210的运行情况。

需要说明的是，本实施例中的UWB通信设备100具体结构和工作原理将在后续进行详细说明。

请参阅图2，在本实施例中，发电机组设备200包括：发电机组210、至少一个检测传感器220和发电机组控制器230。其中，至少一个检测传感器220和发电机组控制器230均与发电机组210通信连接，至少一个检测传感器220和发电机组控制器230通信连接，而发电机组控制器230则与UWB通信设备100通信连接。

发电机组210可以为由常规型号的多台发电机，其中，每台发电机的型号可以根据实际实施情况进行选择。发电机组210可以基于发电机组控制器230的控制而实现启动、停止、运行模式切换等。

发电机组控制器230可以为嵌入式集成电路芯片，其中，发电机组控制器230可以为以单片机，例如，STM32系列的单片机为核心加在外围电路所构成的嵌入式集成电路芯片。

发电机组控制器230的第一部分I/O端口可以与UWB通信设备100连接，那么发电机组控制器230可以通过I/O端口从UWB通信设备100获得用于控制该发电机组210运行的控制指令。发电机组控制器230的第二部分I/O端口则可以与发电机组210连接，从而发电机组控制器230在将控制指令解析后，发电机组控制器230可以相应的采用用户手动控制的方式或自动控制的方式对该发电机组210的运行进行控制。例如，在采用自动控制的方式时，发电机组210控制可以根据预设的控制程序生成相应的驱动控制指令至该发电机组210，以实现对应控制该发电机组210的启动、停止、运行模式切换等。

发电机组控制器230的第三部分I/O端口可以与至少一个检测传感器220连接，从而发电机组控制器230可以通过I/O端口从至少一个检测传感器220实时的获得该至少一个检测传感器220实时采集的该发电机组210的当前运行参数。可以理解的是，发电机组控制器230不仅可以将当前运行参数进行存储，发电机组控制器230也可以通过第一部分I/O端口将该当前运行参数实时的传输至UWB通信设备100，以使操作人员通过UWB通信设备100可以实时的知晓发电机组210的运行情况。

请参阅图3，至少一个检测传感器220可以包括不同检测功能的至少一个传感器，至少一个检测传感器220由于检测功能的不同，至少一个检测传感器220中每个检测传感器在发电机组210上的安装位置也各不相同。

在本实施例中，至少一个检测传感器220包括：水温检测传感器221、油压检测传感器222、水位检测传感器223和电流检测传感器。其中，水温检测传感器221、油压检测传感器222、水位检测传感器223和电流检测传感器均与发电机组控制器230的第三部分I/O端口中相应的I/O端口连接，例如，水温检测传感器221可以与发电机组控制器230的PA7端口连接，而油压检测传感器222则可以与发电机组控制器230的PA8端口连接。

水温检测传感器221可以为市面上常规型号的水温传感器，水温检测传感器221通过设置在发电机组210上，水温检测传感器221可以实时的采集该发电机组210运行时的当前水温参数，并将该当前水温参数实时的传输至发电机组控制器230。

油压检测传感器222可以为市面上常规型号的油压传感器，油压检测传感器222通过设置在发电机组210上，油压检测传感器222可以实时的采集该发电机组210运行时的当前油压参数，并将该当前油压参数也实时的传输至发电机组控制器230。

水位检测传感器223可以为市面上常规型号的水位传感器，水位检测传感器223通过设置在发电机组210上，水位检测传感器223可以实时的采集该发电机组210运行时的当前水位参数，并将该当前水位参数也实时的传输至发电机组控制器230。

电流检测传感器可以为市面上常规型号的电流传感器，电流检测传感器通过设置在发电机组210上，电流检测传感器可以实时的采集该发电机组210运行时的当前电流参数，并将该当前水位参数也实时的传输至发电机组控制器230。

可以理解到的是，发电机组控制器230获得的当前运行参数则可以包括：当前水温参数、当前油压参数、当前油压参数和当前电流参数。发电机组控制器230可以将当前水温参数、当前油压参数、当前油压参数和当前电流参数打包而形成该当前运行参数，并将该当前运行参数再传输至UWB通信设备100。

第二实施例

请参阅图3，本实用新型实施例提供了一种UWB通信设备100，该UWB通信设备100包括：UWB控制模块110、UWB收发器120和监控终端130。其中，UWB控制模块110用于与发电机组设备200通信连接，UWB控制模块110则通过UWB无线通信方式与UWB收发器120无线通信连接，而UWB收发器120则与监控终端130通信连接。

UWB收发器120，用于获得监控终端130传输的用于控制发电机组设备200运行的控制指令，将控制指令以UWB无线通信方式传输至UWB控制模块110。

UWB控制模块110，用于将控制指令传输至被控制的发电机组设备200，以及实时采集发电机组设备200的当前运行参数，将当前运行参数以UWB无线通信方式传输至UWB收发器120。

如图4所示，监控终端130可以为市面上常规的智能手机、PDA或PC等。本实施例中，监控终端130上可以预先安装UWB驱动软件和发电机组210的监控软件，UWB驱动软件和发电机组210的监控软件在安装完成后，操作人员操作监控终端130打开该监控软件可进入用户名和密码界面，当监控终端130基于显示的用户名和密码界面而获得操作人员输入的正确的用户名和密码后，监控终端130显示的监控软件界面进入监控界面，且监控终端130也可以启动该UWB驱动软件，以控制连接的UWB收发器120自动寻找附近可连接的UWB控制模块110。

在确定UWB收发器120与UWB控制模块110通信连接后，监控终端130可获得操作人员基于监控界面而输入的控制发电机组设备200运行的控制指令，监控终端130则可以将该控制指令实时的传输至UWB收发器120。随着发电机组设备200的运行，监控终端130也可以通过UWB收发器120获得该发电机组设备200的运行时的当前运行参数。

具体的，在本实施例中，监控终端130上设有RS232接口，监控终端130上的RS232接口可以通过RS232数据总线与UWB收发器120通信连接。即监控终端130以RS232通信方式将控制指令UWB收发器120，以及监控终端130还可以获得UWB收发器120以RS232通信方式传输的当前运行参数。监控终端130在该监控界面上将该当前运行参数实时显示，则可以使得操作人员实时的获得该发电机组设备200运行情况。

当然，在本实施例中，监控终端130还可控制UWB收发器120与通信范围内指定的UWB控制模块110通信连接，以实现在通信范围内由多台发电机组设备200时，可指定多台发电机组设备200中的任意一台发电机组设备200进行监控。此外，监控终端130通过登录用户名和密码的加密方式来开启对任意一台发电机组设备200的监控，有效保证了通信的安全性。

UWB收发器120可以为常规型号的UWB通信芯片。UWB收发器120上也设有RS232接口，是故UWB收发器120的RS232接口通过RS232数据总线与监控终端130通信连接后，UWB收发器120在监控终端130的采用RS232通信方式的控制下，UWB收发器120可以启动并自动寻找附近可连接的UWB控制模块110，并在确认与一UWB控制模块110以UWB无线通信方式通信连接后，UWB收发器120也可通过RS232通信方式告知监控终端130，相应的，UWB收发器120也通过RS232通信方式获得监控终端130传输的控制指令。UWB收发器120可以将该控制指令转换为适配UWB协议，并以点对点的UWB通信方式将该控制指令无线传输至连接的UWB控制模块110。以及，该UWB收发器120也可以以点对点的UWB通信方式而获得UWB控制模块110无线传输的当前运行参数。相应的，UWB收发器120还可以将该当前运行参数由适配UWB协议转换为适配RS232协议，从而将该当前运行参数以RS232通信方式传输至监控终端130。

UWB控制模块110为基于单片机的嵌入式集成电路芯片，UWB控制模块110不仅能够实现与相应的UWB收发器120以UWB通信方式进行数据通信，UWB控制模块110的I/O端口还能够与发电机组设备200中的发电机组控制器230通信连接。

基于UWB控制模块110的上述连接方式，那么UWB控制模块110可以以点对点的UWB通信方式而获得UWB收发器120传输的控制指令。相应的，UWB控制模块110可以将该控制指令由适配UWB协议转换为发电机组控制器230所适配的通信协议，并将该控制指令再传输至发电机组控制器230。以及，该UWB控制模块110还可以获得发电机组控制器230传输的当前运行参数。相应的，UWB控制模块110可以将该当前运行参数由发电机组控制器230所适配的通信协议转换为适配UWB协议，并也以点对点的UWB通信方式将该当前运行参数再无线传输至UWB收发器120。

本实施例中，所采用的UWB通信方式可以实现超过480Mbps的通信数据传输且还不产生通讯费用。UWB收发器120可以在一定距离内和一定空间内随意移动，例如，UWB收发器120相对于UWB控制模块110而言，通信距离可以在1千米以内，且UWB通信方式在传输时的功耗仅有几十μW，从而可实现长距离、高速率的低功耗传输。另外，由于UWB无线传输技术支持一发多收，即一个UWB控制模块110传输的UWB信号可由多个UWB收发器120进行接收处理，因而本实用新型实施例可实现位置各不相同的多台监控终端130可同时对发电机组设备200进行监控。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种UWB通信设备及基于UWB的发电机组监控系统。UWB通信设备包括：UWB控制模块、UWB收发器和监控终端。UWB收发器，用于获得监控终端传输的用于控制发电机组设备运行的控制指令，将控制指令以UWB无线通信方式传输至UWB控制模块。UWB控制模块，用于将控制指令传输至被控制的发电机组设备，以及实时采集发电机组设备的当前运行参数，将当前运行参数以UWB无线通信方式传输至UWB收发器。

UWB收发器通过获得监控终端传输的用于控制发电机组设备运行的控制指令，则将该控制指令以UWB无线通信方式传输至UWB控制模块。而UWB控制模块则可以将该控制指令传输至被控制的发电机组设备，通过控制指令则可以实现对发电机组设备运行的进行控制。以及，UWB控制模块还可以将实时采集发电机组设备的当前运行参数以UWB无线通信方式传输至UWB收发器，从而实现了监控终端通过UWB收发器的传输可以实时的获得该当前运行参数。因此，由于UWB收发器和UWB控制模块之间以UWB无线通信方式进行数据传输，监控终端实现了可高传输速率、长距离和低功耗的对发电机组设备进行远程无线的监控。

以上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。