无线模拟量传输系统

工业控制中，经常需要将温度、压力、速度、角度等各种非电物理量转换成模拟量电信号传输。

其中，4~20mA电流信号是广泛应用的模拟量信号。该传输方式通讯方式简单，抗干扰能力强，具有比较可靠的故障诊断功能。

采用电流信号的原因是不容易受干扰，并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。

上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。

下限取4mA是为了避免干扰和给传感器提供电路的静态工作电流用。

此外，因为当传输线因故障断路，环路电流降为0，所以0mA被用于断线检测，通常取2mA作为断线报警值。

使用4~20mA电流信号的仪器仪表接口是两线制，两根线既是电源线，需要提供24vDC电源给仪器仪表供电；也是信号线，输出为4-20MA电流信号给仪器仪表。

然而，4~20mA电流信号需要通过导线传输。实际应用中，有时会遇到布线不便的问题。

如果将有线信号替换成无线信号的话，由于无线信号接口多为数字接口，又与原有的4~20mA电流信号的二线制接口不兼容。

无线模拟量传输系统优点：

本系统可将4~20mA电流信号的有线传输替代成无线传输，接口兼用原有仪器仪表的二线制接口，改造成本低，使用方便。

思为无线提供的解决方案：

本系统分为发射端和接收端。发射端即为4~20mA信号输入端，接收端即为4~20mA信号输出端。工作流程是发射端将输入的二线制4~20mA信号通过转换芯片转化成数字信号，并通过无线发送出去。接收端收到信号后，将数字信号还原成模拟信号并通过二线制输出。

发射端实现步骤：

步骤1：将输入的4~20mA电流信号接到发射端内部的ADC转换电路，使电流信号转换成电压信号。

步骤2：ADC转换电路将电压信号接到单片机的AD检测管脚，将电压信号转成数据。

步骤3：单片机将数据传给LoRa无线模块，并控制LoRa无线模块将数据发射出去。

步骤4：重复步骤1~3。

发射端框图：

接收端实现步骤：

步骤1：接收端一直侦测无线信号。

步骤2：侦测不到无线信号时，重复步骤1。

步骤3：当收到信号时，跳到步骤4。

步骤4：接收端将无线数据还原成电压信号，并输出给信号转换电路。

步骤5：信号转换电路将电压信号转换成4~20mA电流信号。

步骤6：接收端跳到步骤1。

接收端框图：