點對點無線遙控系統的幾種形式及組成

概述（Overview）
遠端遙控系統（Remote Control System）在工業自動化領域有著非常廣泛的應用，比如控制遠端電機的啟動和停止、遠端指示燈的開關和控制 一些電器設備的運行與終止等等，這類應用實際上都是利用無線信道來傳輸開關量信號。
在有些近距離控制的場合，因為布線容易，所以多采用有線的控制方式，但是在一些特殊的應用場合，比如距離比較近，但是布線困難或者距離較遠，布線需要架設電纜桿，或者挖掘電纜溝等情況，多數采用的就是利用無線傳輸的方式了。
基于以上兩點的考慮，我們公司推出了利用R4051（遙控模塊）、R4050（I\O模塊）、R4060（繼電器模塊）與數傳模塊或者GSM短信模塊組成的點對點無線遙控系統，以實現無線遠程控制。
二、 系統原理及組成( System Principle And Composing)
這套系統主要由三個單元組成，分別是遙控單元、受控單元和無線通訊單元。

根據以上的系統結構圖可以看出，左側為遙控單元，右側為受控制單元。在控制單元通過遙控模塊R4051的7個輸入端子可以外接7個信號開關，當外接的按鍵開關狀態發生改變的時候，遙控模塊R4051將根據端口號和當前的狀態信息發送一組數據，其數據格式為MODBUS協議固定的數據格式， 當被控單元設備R4051、R4050或者R4060收到這組數據的時候，由程序解析，做出相應的動作。整體的系統流程圖如下圖：

遙控單元（Control Unit）
控制單元的功能由R4051（遙控模塊）來完成，因為它內置了一個MS-51的處理器，所以可以獨立的作為一個上位機，將每一個開關量輸入端口接收到的外部開關量信號轉換為相對應的一組串行數據，再經過模塊自帶的485通訊接口進行通訊，以實現對應端口的開關量控制功能。此外為了增加控制功能的可靠性，可設置對同一開關事件的重發次數，重發次數可以用命令碼進行設置。

受控單元(Controlled Unit )
受控單元的功能可以由帶有開關量輸出的R4050（開關量模塊）、R4051（遙控模塊）或帶有繼電器輸出的R4060（繼電器模塊）來完成，這3種模塊內部采用MS-51的處理器，可以將RS-485通訊口接收到的，來自上位機R4051的數據轉換為對應端口的開關量或者繼電器開關的輸出。

通訊單元（Communications Unit）
在數據通訊單元中，我們采用捷麥D系列的數傳模塊或者G100A短信模塊。兩種通訊設備有各自的適用場合，D系列的數傳模塊主要適合在控制實時性要求比較嚴格，環境比較惡劣沒有GSM公網覆蓋的環境中；而G100A短信模塊適合那些超遠程控制（通訊距離大于50KM）的場合。

三、應用舉例(Application Example)
在許多應用場合其應用方式有所不同，下面示意圖介紹幾種不同的應用方式:
利用兩個R4051（遙控模塊）組成的點對點的單向無線遙控系統框圖：

如上圖所示，在控制單元的輸入端DO0~DO2外接了三個按鍵開關，當每一個外接的按鍵開關狀態發生改變的時候，R4051模塊會捕捉到這種變化 ，并將每一個開關的狀態轉換成一組對應的串行信號，從RS-485通訊口送到無線通訊單元，經過無線的發射與接收，受控單元的R4051再將這組串行信號轉換成為對應端口狀態的輸出，從而實現對應端口的遠程控制。
2.利用兩個R4051（遙控模塊）組成的點對點的雙向無線遙控系:
在有些控制場合，為了增加系統的可靠性，不僅可以通過設置重發次數來加強系統的可靠性，也可以通過回傳信號來指示控制過程是否成功。

3.利用R4060（繼電器模塊）、R4051（遙控模塊）組成的系統框圖：

如上圖，在有些控制的場合，僅僅輸出一個控制信號還是不夠的，在這種情況下，我們可以利用R4060（繼電器模塊）作為受控單元。它的輸出端是一個繼電器開關，從而可以直接控制一些電機、接觸器的工作。
四、系統的穩定性(stability of system)
因為在工業的現場環境對于設備的穩定性要求是很嚴格的，所以作為工業自動化產品，在設計中就應該考慮到工業現場的特點，做出相應的解決方案。
在控制設備這方面從硬件上來說，R4000系列內部設置有看門狗電路,輸入接口設計了隔離電路，保證了設備在電磁環境中運行的抗干擾能力，以達到系統的穩定性；在軟件方面，R4000系列模塊采用了國際標準化的MODBUS通訊協議以及靈活的重法機制，保證了通訊的可靠和穩定。
在傳輸設備這方面，我們采用的是工業化的數傳模塊（捷麥的D系列）或者基于西門子TC35開發的GSM短信平臺模塊（捷麥的G100A）。在硬件設計上，尤其是關鍵部分我們采用的都是進口的元器件，保證了產品可以穩定可靠的運行；在程序的設計上，我們考慮到了多種的工業現場情況，并且進行了充分的測試和調整。