CN101729561A - 低压电器通讯协议适配器 - Google Patents

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史祺
高辉
黄艳杰
刘蕾
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Tianjin Baili Electronic Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种低压电器通讯协议适配器。它包括双单片机、双Modbus-RTU协议转换电路、Profibus-DP、DeviceNet协议转换电路以及片外数据存储器、LCD液晶显示屏和键盘；双单片机的片内通用异步收发器分别与双Modbus-RTU、Profibus-DP的RS485电平转换收发电路连接，片内控制器局域网分别与双DeviceNet的转换收发电路连接，完成对低压电器数据采集和对总线命令和事件响应，同时双单片机的I2C通讯模块及与基于I2C片外数据存储器连接完成数据的保存和对处理的低压电器参数的提取。由于采用双处理器运行和缓存技术减少了其它适配器运行时的响应时间等技术方案使其成为一个集中控制器、网络小型服务器和适配器使用；并完成最多挂接三种总线，极大的增加了低压电器在进行组网时的适应性，方便了用户安装。

Description

低压电器通讯协议适配器
技术领域
本发明属于一种低压电器附属部件，特别是涉及一种万能式断路器、塑壳断路器、热继电器的MODBUS-RTU、Profibus DP、Devicenet协议通讯通用的低压电器通讯协议适配器。
背景技术
目前公知的低压配电网络中的低压电器普遍使用MODBUS-RTU、Profibus DP、Devicenet通讯协议进行数据组网通讯。但实际使用中因整个低压系统一般为几个低压电器制造商产品组成，其低压电器附带使用的通讯协议可能不同或其协议内容细微处不同，组网时，需为每台低压电器购买专用的通讯协议适配器进行协议转换，在增加不必要成本的同时，低压电器网络巡检时间也延长了；另一方面安装时使用了并不宽大的柜体空间，而且制造商之间的适配器无法通用，给用户安装带来很大的困难。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适用于万能式断路器、塑壳断路器、热继电器基于Modbus-RTU、Profibus-DP、DeviceNet协议集中在一体的低压电器通讯协议适配器。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于低压电器通讯协议适配器所采取的技术方案是：它包括有第一单片机，还包括有第二单片机、第一、二Modbus-RTU协议转换电路、第一、二Profibus-DP协议转换电路、第一、二DeviceNet协议转换电路，片外数据存储器，以及LCD液晶显示屏和键盘；所述的第一单片机的两个片内通用异步收发器(UART)分别与所述的第一Modbus-RTU、Profibus-DP的RS485电平转换收发电路连接，所述的第一单片机的片内控制器局域网(CAN)与所述的第一DeviceNet的转换收发电路连接，完成控制器对低压电器的数据采集，同时所述的第一单片机的I2C通讯模块与所述的第二单片机的I2C通讯模块以及与基于I2C所述片外数据存储器连接完成数据的保存；所述第二单片机的两个片内通用异步收发器(UART)分别与所述第二Modbus-RTU、Profibus-DP的RS485电平转换收发电路连接，第二单片机的片内控制器局域网(CAN)与所述的第二DeviceNet的转换收发电路连接，完成控制器对总线命令和事件的响应，同时第二单片机的I2C通讯模块与第一单片机的I2C通讯模块以及与基于I2C片外数据存储器连接完成对第一单片机处理的低压电器参数的提取；另外第二单片机与键盘电路和LCD显示器连接完成参数设定和显示。
本发明具有的优点和积极效果是：由于适配器采用双处理器运行，并采用缓存技术减少了其它适配器运行时的响应时间，键盘和LCD显示分别作为可编程输入工具和显示介质，使适配器成为一个集中控制器、网络小型服务器、网络适配器使用；另外I2C作为双主一从运行模式，同时完成向处理器2发送网络控制命令，片外数据存储器作为传输的数据介质；适配器可通过设定使能其中的任意或全部协议电路可完成最多挂接三种总线，另外低压电器可以为Modbus-RTU、Profibus-DP、DeviceNet任意模式挂接在适配器下侧，极大的增加了低压电器在进行组网时的适应性，方便了用户安装。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，单片机DSP1的两个片内通用异步收发器(UART)分别与Modbus-RTURS485电平转换收发电路1、Profibus-DP的RS485电平转换收发电路1连接，单片机DSP1的片内控制器局域网(CAN)与DeviceNet的转换收发电路1连接，完成控制器对低压电器的数据采集，同时单片机DSP1的I2C通讯模块与单片机DSP2的I2C通讯模块以及与基于I2C所述片外数据存储器连接完成数据的保存；单片机DSP2的两个片内通用异步收发器(UART)分别与Modbus-RTU的RS485电平转换收发电路2、Profibus-DP的RS485电平转换收发电路2连接，单片机DSP2的片内控制器局域网(CAN)与DeviceNet的转换收发电路2连接，完成控制器对总线命令和事件的响应，同时单片机DSP2的I2C通讯模块与单片机DSP1的I2C通讯模块以及与基于I2C片外数据存储器连接完成对单片机DSP1处理的低压电器参数的提取；另外单片机DSP2与键盘电路和LCD显示器连接完成参数设定和显示。
实施方法：
(1)用户通过键盘设定各通讯总线上挂接底层低压电器元件个数，单片机DSP2通过I2C串行总线告知单片机DSP1，及设定三种总线中的任意模式上传数据；
(2)单片机DSP1通过通用异步收发器(UART1)模块查询Modbus-RTU总线上挂接的各低压电器元件的数据，并将数据转换成标准Modbus协议格式、经由I2C串行总线存入片外存储器；
(3)单片机DSP1通过通用异步收发器(UART2)模块查询Profibus-DP总线上挂接的各低压电器元件的数据，并将数据转换成标准Profibus-DP协议格式、经由I2C串行总线存入片外存储器；
(4)单片机DSP1通过控制器局域网(CAN)模块查询Devicenet总线上挂接的各低压电器元件的数据，并将数据转换成标准Devicenet协议格式、经由I2C串行总线存入片外存储器；
(5)根据用户设定上传数据的总线模式，单片机DSP2分别处理如下：
Modbus-RTU模式：收到上位机查询指令后，单片机DSP2通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Modbus协议格式数据，经由单片机DSP2通用异步收发器(UART1)上传数据；通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Profibus-DP协议格式数据，并转换成标准Modbus协议格式数据，经由单片机DSP2通用异步收发器(UART1)上传数据；通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Devicenet协议格式数据，并转换成标准Modbus协议格式数据，经由单片机DSP2通用异步收发器(UART1)上传数据。继续判断上位机查询指令。
Profibus-DP模式：收到上位机查询指令后，单片机DSP2通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Modbus协议格式数据，并转换成标准Profibus-DP协议格式数据，经由单片机DSP2通用异步收发器(UART2)上传数据；通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Profibus-DP协议格式数据，经由单片机DSP2通用异步收发器(UART2)上传数据；通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Devicenet协议格式数据，并转换成标准Profibus-DP协议格式数据，经由单片机DSP2通用异步收发器(UART2)上传数据。继续判断上位机查询指令。
Devicenet模式：收到上位机查询指令后，单片机DSP2通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Modbus协议格式数据，并转换成标准Devicenet协议格式数据，经由单片机DSP2通过控制器局域网(CAN)模块上传数据；通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Profibus-DP协议格式数据，并转换成标准Devicenet协议格式数据，经由单片机DSP2通过控制器局域网(CAN)上传数据；通过串行总线提取片外存储器中已存储的标准Devicenet协议格式数据，经由单片机DSP2控制器局域网(CAN)模块上传数据。继续判断上位机查询指令。

Claims (1)

1.一种低压电器通讯协议适配器，它包括有第一单片机，其特征是：还包括有第二单片机、第一、二Modbus-RTU协议转换电路、第一、二Profibus-DP协议转换电路、第一、二DeviceNet协议转换电路，片外数据存储器，以及LCD液晶显示屏和键盘；所述的第一单片机的两个片内通用异步收发器(UART)分别与所述的第一Modbus-RTU、Profibus-DP  的RS485电平转换收发电路连接，所述的第一单片机的片内控制器局域网(CAN)与所述的第一DeviceNet的转换收发电路连接，完成控制器对低压电器的数据采集，同时所述的第一单片机的I2C通讯模块与所述的第二单片机的I2C通讯模块以及与基于I2C所述片外数据存储器连接完成数据的保存；所述第二单片机的两个片内通用异步收发器(UART)分别与所述第二Modbus-RTU、Profibus-DP的RS485电平转换收发电路连接，第二单片机的片内控制器局域网(CAN)与所述的第二DeviceNet的转换收发电路连接，完成控制器对总线命令和事件的响应，同时第二单片机的I2C通讯模块与第一单片机的I2C通讯模块以及与基于I2C片外数据存储器连接完成对第一单片机处理的低压电器参数的提取；另外第二单片机与键盘电路和LCD显示器连接完成参数设定和显示。
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