CN103065453B - 水下can组网数据采集节点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下CAN组网数据采集节点。本发明包括一个电源电路、一个置位/复位电路、两个相同的传感器通信电路、八个相同的模拟信号采集电路、两个相同的组网电路、一个备份组网电路和一个主控电路。本发明采用双路CAN总线组网的技术构成的海洋环境参数采集节点电路，利用了CAN组网的高可靠性、高实时性等特点，并提供了备份以太网组网技术，一旦CAN组网失败时可进行备份组网，大大提高了数据传输的可靠性。

Description

水下CAN组网数据采集节点

技术领域

本发明属于海洋环境监测技术领域，具体涉及一种基于CAN组网的海洋环境数据采集节点电路。

背景技术

传感器监测是海洋环境监测有效手段之一，随着世界各国对海洋环境的保护的日益重视，基于CAN组网的传感器监测网络逐渐在海洋领域得到应用。如何能够实现将分布在不同海洋地理位置的监测传感器连接成一个可靠的监测网络的数据采集节点，从而有效的、实时的监测海洋环境的变化情况，是当前海洋环境监测的关键。在各种海洋数据采集节点中，如何提高数据传输的可靠性是目前研制的重点，海洋环境的研究以及日常海洋灾害的预警，需要实时准确的获取海洋环境数据，非常需要一种可靠、稳定的环境监测数据采集节点。

CAN总线是一种支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。相对于传统的RS-485总线，它的优势主要表现在其工作于多主方式，即网络中的各个节点都可以根据总线访问优先权采用逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，并以对通信数据进行编码的方式取代了站地址编码的方式，大大提高了系统的可靠性和稳定性，使用CAN组网的海洋环境数据采集节点可以大大提高数据传输的可靠性，从而提高整个监测系统的工作稳定性，具有实际操作意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CAN组网的海洋环境数据采集节点电路，以克服传统RS-485组网的数据采集节点传输距离短、可靠性低等缺陷。

本发明包括一个电源电路、一个置位/复位电路、两个相同的传感器通信电路、八个相同的模拟信号采集电路、两个相同的组网电路、一个备份组网电路和一个主控电路。

电源电路包括一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、二极管D1、一个稳压二极管D2和一个TVS保护二极管D3、四个电解电容C1、C2、C5和C6、三个瓷片电容C3、C4和C7、一个自恢复保险丝F1、一个电感L1。一级电源转换芯片IC1的1脚与二极管D1的阴极、瓷片电容C3的一端和电解电容C1的阳极连接，二极管D1的阳极与保险丝F1的一端并联后和TVS保护二极管的D3的阴极连接，保险丝的另一端作为12V电压输入端；一级电源转换芯片IC1的3脚、5脚和地连接；一级电源转换芯片IC1的2脚与稳压二极管D2阴极并联后和电感L1的一端连接；一级电源转换芯片IC1的4脚作为5V电压输出端，和电感L1的另一端以及电解电容C2和C5的阳极、瓷片电容C4的一端和二级电源转换芯片IC2的1脚并联；二级电源转换芯片IC2的3脚为+3.3V电压输出端，和电解电容C6的阳极以及瓷片电容C7的一端并联；TVS保护二极管的D3的阳极、电解电容C1、C2、C5和C6的阴极、瓷片电容C3、C4和C7的另一端、稳压二极管的阳极、二级电源转换芯片IC2的2脚都接地。

置位/复位电路包括电阻R1和R2、瓷片电容C8、按键S1。其中电阻R1的一端与电源电路的+3.3V电压输出端连接；按键S1的一端和电阻R2的一端连接；瓷片电容C8的另一端和电阻R2的另一端接地；电阻R1的另一端与瓷片电容C8的一端和按键S1的另一端连接并引出为置位/复位电路的RES输出端。 

每一个传感器通信电路由电平转换芯片MAX和4个瓷片电容Cap1、Cap2、Cap3和Cap4组成，电平转换芯片MAX的5脚和瓷片电容Cap1的一端相连，瓷片电容Cap1的另一端和电平转换芯片MAX的4脚相连；电平转换芯片MAX的3脚和瓷片电容Cap4的一端相连，瓷片电容Cap4的另一端和电平转换芯片MAX的1脚相连；电平转换芯片MAX的16脚和瓷片电容Cap2的一端相连，瓷片电容Cap2的另一端和电平转换芯片MAX的2脚相连；电平转换芯片MAX的15脚和瓷片电容Cap3的一端并联后接地，瓷片电容Cap3的另一端和电平转换芯片MAX的6脚相连；电平转换芯片MAX的16脚和电源电路的+3.3V电压输出端相连。传感器通信电路共有2路，每1路可以采集2个串行接口传感器数据。

每一个模拟信号采集电路由3个电阻Res1、Res2和Res3和一个瓷片电容Cap5组成，电阻Res1的一端和电阻Res2并联后和电阻Res3的一端相连，电阻Res2的另一端和瓷片电容Cap5的一端相连，作为模拟信号采集电路的ADC输出端，瓷片电容的Cap5的另一端和电阻Res3的另一端相连后接地。模拟信号采集电路共有8路，每路都输出1个ADC输出端。

每一路组网电路由收发芯片CAN、瓷片电容Cap6、两个电阻Res4和Res5组成，收发芯片CAN的7脚和电阻Res5的一端相连，电阻Res5的另一端和收发芯片CAN的6脚相连，收发芯片CAN的4脚和电阻Res4的一端相连，收发芯片CAN的3脚和瓷片电容Cap6的一端并联后与电源电路的+3.3V电压输出端相连，收发芯片CAN的2脚和瓷片电容Cap6的另一端并联后接地；收发芯片CAN的8脚和地相连。组网电路共有2路，这2路组网电路可以互相备份。

备份组网电路由以太网驱动芯片IC3、第一晶振XTAL1、以太网接口J1、16个电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18、10个瓷片电容C9、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18和C19、一个电解电容C11组成。以太网接口J1的4脚和5脚、瓷片电容C9的一端、瓷片电容C10的一端并联后与电源电路的+3.3V电压输出端连接；瓷片电容C9的另一端和瓷片电容C10的另一端接地；以太网接口J1的9脚和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端和电阻R4的一端并联后和电源电路+3.3V电压输出端连接；电阻R4的另一端和以太网接口J1的12脚连接；以太网接口J1的13脚接地；以太网接口J1的1脚和电阻R6的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的17脚连接；以太网接口J1的2脚和电阻R7的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的16脚连接；以太网接口J1的3脚和电阻R8的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的14脚连接；以太网接口J1的6脚和电阻R9的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的13脚连接；以太网接口J1的10脚和电阻R15的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的28脚连接；以太网接口J1的11脚和电阻R13的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的26脚连接；电阻R6、R7、R8、R9、R15和R13的另一端和电源电路的+3.3V电压输出端连接；以太网驱动芯片IC3的7脚和电阻R5的一端连接，以太网驱动芯片IC3的20脚和电阻R10的一端连接，以太网驱动芯片IC3的21脚和电阻R11的一端连接，以太网驱动芯片IC3的27脚和电阻R14的一端连接，电阻R5、R10、R11、R14的另一端和电源电路的+3.3V电压输出端连接；以太网驱动芯片IC3的24脚和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的18脚、22脚和23脚并联后和瓷片电容C12、C13和C14的一端、电解电容C11的阳极连接；电阻R12的另一端、瓷片电容C12、C13和C14的另一端、电解电容C11的阴极都接地；以太网驱动芯片IC3的15脚、19脚、47脚、35脚和36脚都接地；以太网驱动芯片IC3的48脚和瓷片电容C19的一端连接，瓷片电容C19的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的40脚和电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的39脚和电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端和电源电路的+3.3V电压输出端连接；以太网驱动芯片IC3的37脚和瓷片电容C18的一端连接，瓷片电容C18的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的32脚和瓷片电容C15的一端连接，瓷片电容C15的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的34脚和电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端和第一晶振XTAL1的3脚连接，第一晶振XTAL1的2脚接地，第一晶振XTAL1的4脚和瓷片电容C16的一端并联后和电源电路的+3.3V电压输出端连接，瓷片电容C16的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的29脚和置位/复位电路的RES输出端连接。

主控电路由主控芯片IC4、SD卡读写接口J2、第二晶振XTAL2、两个电阻R19和R20、9个瓷片电容C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27和C28组成，主控芯片IC4的6脚和电源电路的+3.3V电压输出端连接；主控芯片IC4的49脚、74脚、99脚、27脚、94脚和10脚接地；主控芯片IC4的12脚和瓷片电容C22的一端并联后和第二晶振XTAL2的一端连接，13脚和瓷片电容C23的一端并联后和第二晶振XTAL2的另一端连接，瓷片电容C22和C23的另一端都接地；主控芯片IC4的50脚、75脚、100脚、28脚和11脚并联后和瓷片电容C27、C28、C20、C26、C21脚的一端并联并和电源电路的+3.3V电压输出端连接；主控芯片IC4的37脚和电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端和地连接；主控芯片IC4的59脚和SD卡读写接口J2的2脚连接，主控芯片IC4的58脚和电阻R20的一端并联后和SD卡读写接口J2的9脚连接，主控芯片IC4的30脚和SD卡读写接口J2的5脚连接，主控芯片IC4的31脚和SD卡读写接口J2的7脚连接，主控芯片IC4的32脚和SD卡读写接口J2的3脚连接；SD卡读写接口J2的4脚和电阻R20的另一端并联后和电源电路的+3.3V电压输出端连接；主控芯片IC4的14脚和置位/复位电路的RES输出端连接。

主控芯片IC4的69脚和第一传感器通信电路的电平转换芯片MAX的9脚连接，主控芯片IC4的68脚和第一传感器通信电路的电平转换芯片MAX的10脚连接，主控芯片IC4的87脚和第一传感器通信电路的电平转换芯片MAX的12脚连接，主控芯片IC4的86脚和第一传感器通信电路的电平转换芯片MAX的11脚连接；主控芯片IC4的79脚和第二传感器通信电路的电平转换芯片MAX的9脚连接，主控芯片IC4的78脚和第二传感器通信电路的电平转换芯片MAX的10脚连接，主控芯片IC4的80脚和第二传感器通信电路的电平转换芯片MAX的11脚连接，主控芯片IC4的83脚和第二传感器通信电路的电平转换芯片MAX的12脚连接。

主控芯片IC4的82脚和第一组网电路的收发芯片CAN的1脚连接，主控芯片IC4的81脚和第一组网电路的电阻Res4连接，主控芯片IC4的92脚和第2组网电路的收发芯片CAN的1脚连接，主控芯片IC4的91脚和第2组网电路的电阻Res4连接。

主控芯片IC4的17脚和第一模拟信号采集电路的ADC输出端连接、18脚和第二模拟信号采集电路的ADC输出端连接、33脚和第三模拟信号采集电路的ADC输出端连接、34脚和第四模拟信号采集电路的ADC输出端连接、26脚和第五模拟信号采集电路的ADC输出端连接、29脚和第六模拟信号采集电路的ADC输出端连接、35脚和第七模拟信号采集电路的ADC输出端连接、36脚和第八模拟信号采集电路的ADC输出端连接。

主控芯片IC4的48脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的2脚连接，主控芯片IC4的51脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的3脚连接，主控芯片IC4的52脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的4脚连接，主控芯片IC4的56脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的43脚连接，主控芯片IC4的57脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的44脚连接，主控芯片IC4的47脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的41脚连接，主控芯片IC4的55脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的40脚连接，主控芯片IC4的16脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的31脚连接，主控芯片IC4的25脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的30脚连接，主控芯片IC4的24脚和备份组网电路的第一晶振XTAL1的3脚连接。 

本发明中的电源转换芯片IC1、IC2，以太网驱动芯片IC3，主控芯片IC4，电平转换芯片MAX，收发芯片CAN，均采用成熟产品。一级电源转换芯片IC1采用MICREL公司的LM2576-5V，二级电源转换芯片IC2采用ISP1117-3.3V，以太网驱动芯片IC3采用National Semiconductor公司的DP83848C，主控芯片IC4采用ST公司的STM32F107RCT6，电平转换芯片Max采用Maxium公司的MAX3232，收发芯片CAN采用UTC公司的U7SN65HVD230D。

本发明采用双路CAN总线组网的技术构成的海洋环境参数采集节点电路，利用了CAN组网的高可靠性、高实时性等特点，并提供了备份以太网组网技术，一旦CAN组网失败时可进行备份组网，大大提高了数据传输的可靠性。传感器采集电路使用RS-232串行通信接口进行实时传输，使用主控芯片内部提供的高精度AD芯片，电路连接简单。同时在电路设计使用上还考虑了大容量存储芯片（SD卡）的读写接口用于实时存储测量数据。与传统技术相比，该技术不仅可以实现在海洋中进行实时环境数据测量，而且在技术指标上均优于传统RS485组网采集节点。

附图说明

图1为本发明的整体电路示意图。

图2为图1中的电源电路示意图。

图3为图1中的置位/复位电路示意图。

图4为图1中的备份组网电路示意图。

图5为图1中的传感器数据通信电路示意图。

图6为图1中的模拟信号采集电路示意图。

图7为图1中的组网电路示意图。

图8为图1中的主控电路示意图。

具体实施方式

本发明包括电源电路2、置位/复位电路4、两组相同的传感器通信电路3-1和3-2、两组相同的组网电路7-1和7-2、备份组网电路5、八组相同的模拟信号采集电路6-1，6-2，6-3，6-4，6-5，6-6，6-7，6-8、主控电路1。

如图1所示，电源电路2给置位/复位电路4提供+3.3V电源、给两组相同的传感器通信电路3-1，3-2提供+3.3V电源、给两组相同的组网电路7-1，7-2提供+3.3V电源、给备份组网电路5提供+3.3V电源、给主控电路1提供+3.3V电源，置位/复位电路3给主控电路1和备份组网电路5提供RESET信号，八组相同的模拟信号采集电路6-1，6-2，6-3，6-4，6-5，6-6，6-7，6-8将8路测量数据传送给主控电路1，两路相同的传感器通信电路3-1，3-2和传感器通信，两路相同的组网电路7-1，7-2和备份组网电路5和外界通信。

如图2所示，电源电路包括一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、二极管D1、一个稳压二极管D2和一个TVS保护二极管D3、四个电解电容C1、C2、C5和C6、三个瓷片电容C3、C4和C7、一个自恢复保险丝F1、一个电感L1。其中，一级电源转换芯片IC1采用MICREL公司的LM2576-5V，二级电源转换芯片IC2采用ISP1117-3.3V，一个自恢复保险丝F1的熔断电流为5A。

电源转换芯片IC1的1脚与二极管D1的阴极连接，同时跨接电容C3和C1到地；二极管D1的阳极与保险丝F1的一端连接，同时跨接D3到地；保险丝的另一端为12V电压输入端；IC1的3脚、5脚接地；IC1的2脚跨接二极管D2到地，同时跨接电感L1到4脚，4脚并联3个电容C2、C4和C5到地并和二级电源转换芯片IC2的1脚连接；IC2的2脚接地、3脚跨接电容C6和电容C7的到地，同时也引出为整个电源电路的+3.3V输出端。

如图3所示，置位/复位电路包括电阻R1和R2、瓷片电容C8、按键S1。其中电阻R1的一端与电源电路的+3.3V电压输出端连接；按键S1的一端跨接电阻R2接地；电阻R1的另一端跨接电容C8到地，同时和按键S1的另一端连接并引出为置位/复位电路的RES输出端。 

如图4所示，备份组网电路由以太网驱动芯片IC3、第一晶振XTAL1、以太网接口J1、16个电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18、10个瓷片电容C9、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18和C19、一个电解电容C11组成。其中以太网驱动芯片IC3采用National Semiconductor公司的DP83848C，以太网接口J1采用RJ45接口。

以太网接口J1的4脚和5脚并联和电源电路的+3.3V电压输出端连接并跨接电容C9和C10接地，J1的9脚跨接电阻R3到+3.3V电压，12脚跨接电阻R4到+3.3V电压，J1的13脚接地；J1的1脚跨接电阻R6到+3.3V并和以太网驱动芯片IC3的17脚连接；J1的2脚跨接电阻R7到+3.3V并连接到IC3的16脚；J1的3脚跨接电阻R8到+3.3V并和IC3的14脚连接；J1的6脚跨接电阻R9到+3.3V并和IC3的13脚连接；J1的10脚跨接电阻R15到+3.3V并和IC3的28脚连接；J1的11脚跨接电阻R13到+3.3V并和IC3的26脚连接；IC3的7脚跨接R5到+3.3V，IC3的20脚跨接R10到+3.3V，IC3的21脚跨接R11到+3.3V，IC3的27脚跨接电阻R14到+3.3V，IC3的24脚跨接R12到地，IC3的18脚、22脚和23脚并联后分别跨接C12、C13、C14和C11到地；IC3的15脚、19脚、47脚、35脚和36脚都接地；IC3的48脚跨接电容C19到地；IC3的40脚跨接电阻R18和地连接；IC3的39脚跨接电阻R17到+3.3V；IC3的37脚跨接电容C18和地连接；IC3的32脚跨接电容C15和地连接；IC3的34脚跨接电阻R16和第一晶振XTAL1的3脚连接，第一晶振XTAL1的2脚接地，第一晶振XTAL1的4脚跨接电容C16接地并和电源电路的+3.3V电压输出端连接，IC3的29脚和置位/复位电路的RES输出端连接。J1的1脚、2脚、3脚和6脚连接双绞线引出。

如图5所示，每一路传感器通信电路由电平转换芯片MAX和4个瓷片电容Cap1、Cap2、Cap3和Cap4组成。其中，电平转换芯片Max采用Maxium公司的MAX3232。电平转换芯片MAX的5脚跨接电容Cap1和MAX的4脚相连； 电平转换芯片MAX的3脚跨接电容Cap4和电平转换芯片MAX的1脚相连；电平转换芯片MAX的16脚跨接电容Cap2和电平转换芯片MAX的2脚相连并和+3.3V连接；电平转换芯片MAX的15脚跨接Cap3和电平转换芯片MAX的6脚相连并接地。电平转换芯片MAX的8脚、7脚、13脚和14脚作为RS-232串行信号线引出。传感器通信电路共有2路，每1路可以采集2个串行接口传感器数据。

如图6所示，每一路模拟信号采集电路由3个电阻Res1、Res2和Res3和一个瓷片电容Cap5组成。电阻Res1的一端和电阻Res2并联后跨接电阻Res3到地，电阻Res2的另一端跨接电容Cap5到地，同时作为模拟信号采集电路的ADC输出端。八组相同的模拟信号采集电路的ADC输出端分别连接到主控电路IC4的17脚、18脚、33脚、34脚、26脚、29脚、35脚和36脚。电阻Res1的另一端为模拟信号输入端。模拟信号采集电路共有8路，每路都输出1个ADC输出供主控电路进行模拟/数字采样。

如图7所示，每一路组网电路由收发芯片CAN、瓷片电容Cap6、两个电阻Res4和Res5组成。其中收发芯片CAN采用UTC公司的U7SN65HVD230D。收发芯片CAN的7脚跨接电阻Res5和 CAN的6脚相连，CAN的4脚和电阻Res4的一端相连，CAN的3脚和+3.3V电源连接并跨接电容Cap6和CAN的2脚和地连接；CAN的8脚和地相连。CAN的7脚和6脚引出，用于CAN组网通信。组网电路共有2路，这2路组网电路可以互相备份。

如图8所示，主控电路由主控芯片IC4、SD卡读写接口J2、第二晶振XTAL2、两个电阻R19和R20、9个瓷片电容C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27和C28组成，其中主控芯片IC4采用ST公司的STM32F107RCT6，SD卡读写接口J2使用MicroSD接口。IC4的6脚和+3.3V电压输出端连接；IC4的49脚、74脚、99脚、27脚、94脚和10脚接地；IC4的12脚和跨接电容C22到地，13脚跨接电容C23到地，他们之间跨接第二晶振XTAL2；IC4的50脚、75脚、100脚、28脚和11脚并联后跨接电容C27、C28、C20、C26、C21和电源电路的+3.3V电压输出端连接；IC4的37脚跨接电阻R19和地连接；IC4的59脚和J2的2脚连接，IC4的58脚和J2的9脚连接并跨接R20到+3.3V，IC4的30脚和J2的5脚连接，31脚和J2的7脚连接，IC4的32脚和J2的3脚连接；J2的4脚和+3.3V连接；IC4的14脚和置位/复位电路的RES输出端连接。IC4的69脚和第一传感器通信电路的MAX的9脚连接，IC4的68脚和第一传感器通信电路的MAX的10脚连接，IC4的87脚和第一传感器通信电路的MAX的12脚连接，IC4的86脚和第一传感器通信电路的MAX的11脚连接；IC4的79脚和第二传感器通信电路的MAX的9脚连接，IC4的78脚和第二传感器通信电路的MAX的10脚连接，IC4的80脚和第二传感器通信电路的MAX的11脚连接，IC4的83脚和第二传感器通信电路的MAX的12脚连接。IC4的82脚和第1组网电路的CAN的1脚连接，IC4的81脚和第1组网电路的电阻Res4连接，IC4的92脚和第2组网电路的CAN的1脚连接，IC4的91脚和第2组网电路的电阻Res4连接。IC4的48脚和备份组网电路的IC3的2脚连接，IC4的51脚和备份组网电路的IC3的3脚连接，IC4的52脚和备份组网电路的IC3的4脚连接，IC4的56脚和备份组网电路的IC3的43脚连接，IC4的57脚和备份组网电路的IC3的44脚连接，IC4的47脚和备份组网电路的IC3的41脚连接，IC4的55脚和备份组网电路的IC3的40脚连接，IC4的16脚和备份组网电路的IC3的31脚连接，IC4的25脚和备份组网电路的IC3的30脚连接，IC4的24脚和备份组网电路的第一晶振XTAL1的3脚连接。IC4的97脚、98脚、1脚、2脚、3脚、4脚、5脚和38脚作为控制端口引出。

本发明所涉及的系统可搭载到任一个具备搭载条件的水下装备中，外接传感器进行海洋环境测量，最深测量条件为水深4000M，最长测量时间为1年小时，可实测海洋温度、盐度、溶解氧等环境参数，为海底环境变化提供原始数据，为长期监测海洋环境提供可能。

本发明的具体指标如下：

耦合通信数据接口：RS-232C；

耦合通信传输速率：1200bps；

水下供电电压：9-36V；

水下供电方式：电池供电；

传感器接口：RS-232C；

传感器自存储容量：8G；

汇聚接收器数据接口：4路RS-232C。

Claims (1)

1.水下CAN组网数据采集节点，包括一个电源电路、一个置位/复位电路、两个相同的传感器通信电路、八个相同的模拟信号采集电路、两个相同的组网电路、一个备份组网电路和一个主控电路，其特征在于：

电源电路包括一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、二极管D1、一个稳压二极管D2和一个TVS保护二极管D3、四个电解电容C1、C2、C5和C6、三个瓷片电容C3、C4和C7、一个自恢复保险丝F1、一个电感L1；一级电源转换芯片IC1的1脚与二极管D1的阴极、瓷片电容C3的一端和电解电容C1的阳极连接，二极管D1的阳极与保险丝F1的一端并联后和TVS保护二极管的D3的阴极连接，保险丝的另一端作为12V电压输入端；一级电源转换芯片IC1的3脚、5脚和地连接；一级电源转换芯片IC1的2脚与稳压二极管D2阴极并联后和电感L1的一端连接；一级电源转换芯片IC1的4脚作为5V电压输出端，和电感L1的另一端以及电解电容C2和电解电容C5的阳极、瓷片电容C4的一端和二级电源转换芯片IC2的1脚并联；二级电源转换芯片IC2的3脚为+3.3V电压输出端，和电解电容C6的阳极以及瓷片电容C7的一端并联；TVS保护二极管的D3的阳极、电解电容C1、C2、C5和C6的阴极、瓷片电容C3、C4和C7的另一端、稳压二极管的阳极、二级电源转换芯片IC2的2脚都接地；

置位/复位电路包括电阻R1和R2、瓷片电容C8、按键S1；其中电阻R1的一端与电源电路的+3.3V电压输出端连接；按键S1的一端和电阻R2的一端连接；瓷片电容C8的另一端和电阻R2的另一端接地；电阻R1的另一端与瓷片电容C8的一端和按键S1的另一端连接并引出为置位/复位电路的RES输出端； 

每一个传感器通信电路由电平转换芯片MAX和4个瓷片电容Cap1、Cap2、Cap3和Cap4组成，电平转换芯片MAX的5脚和瓷片电容Cap1的一端相连，瓷片电容Cap1的另一端和电平转换芯片MAX的4脚相连；电平转换芯片MAX的3脚和瓷片电容Cap4的一端相连，瓷片电容Cap4的另一端和电平转换芯片MAX的1脚相连；电平转换芯片MAX的16脚和瓷片电容Cap2的一端相连，瓷片电容Cap2的另一端和电平转换芯片MAX的2脚相连；电平转换芯片MAX的15脚和瓷片电容Cap3的一端并联后接地，瓷片电容Cap3的另一端和电平转换芯片MAX的6脚相连；电平转换芯片MAX的16脚和电源电路的+3.3V电压输出端相连；传感器通信电路共有2路，每1路采集2个串行接口传感器数据；

每一个模拟信号采集电路由3个电阻Res1、Res2和Res3和一个瓷片电容Cap5组成，电阻Res1的一端和电阻Res2并联后和电阻Res3的一端相连，电阻Res2的另一端和瓷片电容Cap5的一端相连，作为模拟信号采集电路的ADC输出端，瓷片电容的Cap5的另一端和电阻Res3的另一端相连后接地；模拟信号采集电路共有8路，每路都输出1个ADC输出端；

每一路组网电路由收发芯片CAN、瓷片电容Cap6、两个电阻Res4和Res5组成，收发芯片CAN的7脚和电阻Res5的一端相连，电阻Res5的另一端和收发芯片CAN的6脚相连，收发芯片CAN的4脚和电阻Res4的一端相连，收发芯片CAN的3脚和瓷片电容Cap6的一端并联后与电源电路的+3.3V电压输出端相连，收发芯片CAN的2脚和瓷片电容Cap6的另一端并联后接地；收发芯片CAN的8脚和地相连；组网电路共有2路，这2路组网电路互相备份；

备份组网电路由以太网驱动芯片IC3、第一晶振XTAL1、以太网接口J1、16个电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18、10个瓷片电容C9、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18和C19、一个电解电容C11组成；以太网接口J1的4脚和5脚、瓷片电容C9的一端、瓷片电容C10的一端并联后与电源电路的+3.3V电压输出端连接；瓷片电容C9的另一端和瓷片电容C10的另一端接地；以太网接口J1的9脚和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端和电阻R4的一端并联后和电源电路+3.3V电压输出端连接；电阻R4的另一端和以太网接口J1的12脚连接；以太网接口J1的13脚接地；以太网接口J1的1脚和电阻R6的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的17脚连接；以太网接口J1的2脚和电阻R7的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的16脚连接；以太网接口J1的3脚和电阻R8的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的14脚连接；以太网接口J1的6脚和电阻R9的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的13脚连接；以太网接口J1的10脚和电阻R15的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的28脚连接；以太网接口J1的11脚和电阻R13的一端并联后和以太网驱动芯片IC3的26脚连接；电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R15和电阻R13的另一端和电源电路的+3.3V电压输出端连接；以太网驱动芯片IC3的7脚和电阻R5的一端连接，以太网驱动芯片IC3的20脚和电阻R10的一端连接，以太网驱动芯片IC3的21脚和电阻R11的一端连接，以太网驱动芯片IC3的27脚和电阻R14的一端连接，电阻R5、电阻R10、电阻R11、电阻R14的另一端和电源电路的+3.3V电压输出端连接；以太网驱动芯片IC3的24脚和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的18脚、22脚和23脚并联后和瓷片电容C12、瓷片电容C13和瓷片电容C14的一端、电解电容C11的阳极连接；电阻R12的另一端、瓷片电容C12、瓷片电容C13和瓷片电容C14的另一端、电解电容C11的阴极都接地；以太网驱动芯片IC3的15脚、19脚、47脚、35脚和36脚都接地；以太网驱动芯片IC3的48脚和瓷片电容C19的一端连接，瓷片电容C19的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的40脚和电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的39脚和电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端和电源电路的+3.3V电压输出端连接；以太网驱动芯片IC3的37脚和瓷片电容C18的一端连接，瓷片电容C18的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的32脚和瓷片电容C15的一端连接，瓷片电容C15的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的34脚和电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端和第一晶振XTAL1的3脚连接，第一晶振XTAL1的2脚接地，第一晶振XTAL1的4脚和瓷片电容C16的一端并联后和电源电路的+3.3V电压输出端连接，瓷片电容C16的另一端和地连接；以太网驱动芯片IC3的29脚和置位/复位电路的RES输出端连接；

主控电路由主控芯片IC4、SD卡读写接口J2、第二晶振XTAL2、两个电阻R19和R20、9个瓷片电容C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27和C28组成，主控芯片IC4的6脚和电源电路的+3.3V电压输出端连接；主控芯片IC4的49脚、74脚、99脚、27脚、94脚和10脚接地；主控芯片IC4的12脚和瓷片电容C22的一端并联后和第二晶振XTAL2的一端连接，13脚和瓷片电容C23的一端并联后和第二晶振XTAL2的另一端连接，瓷片电容C22和C23的另一端都接地；主控芯片IC4的50脚、75脚、100脚、28脚和11脚并联后和瓷片电容C27、瓷片电容C28、瓷片电容C20、瓷片电容C26、瓷片电容C21脚的一端并联并和电源电路的+3.3V电压输出端连接；主控芯片IC4的37脚和电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端和地连接；主控芯片IC4的59脚和SD卡读写接口J2的2脚连接，主控芯片IC4的58脚和电阻R20的一端并联后和SD卡读写接口J2的9脚连接，主控芯片IC4的30脚和SD卡读写接口J2的5脚连接，主控芯片IC4的31脚和SD卡读写接口J2的7脚连接，主控芯片IC4的32脚和SD卡读写接口J2的3脚连接；SD卡读写接口J2的4脚和电阻R20的另一端并联后和电源电路的+3.3V电压输出端连接；主控芯片IC4的14脚和置位/复位电路的RES输出端连接；

主控芯片IC4的69脚和第一传感器通信电路的电平转换芯片MAX的9脚连接，主控芯片IC4的68脚和第一传感器通信电路的电平转换芯片MAX的10脚连接，主控芯片IC4的87脚和第一传感器通信电路的电平转换芯片MAX的12脚连接，主控芯片IC4的86脚和第一传感器通信电路的电平转换芯片MAX的11脚连接；主控芯片IC4的79脚和第二传感器通信电路的电平转换芯片MAX的9脚连接，主控芯片IC4的78脚和第二传感器通信电路的电平转换芯片MAX的10脚连接，主控芯片IC4的80脚和第二传感器通信电路的电平转换芯片MAX的11脚连接，主控芯片IC4的83脚和第二传感器通信电路的电平转换芯片MAX的12脚连接；

主控芯片IC4的82脚和第一组网电路的收发芯片CAN的1脚连接，主控芯片IC4的81脚和第一组网电路的电阻Res4连接，主控芯片IC4的92脚和第2组网电路的收发芯片CAN的1脚连接，主控芯片IC4的91脚和第2组网电路的电阻Res4连接；

主控芯片IC4的17脚和第一模拟信号采集电路的ADC输出端连接、18脚和第二模拟信号采集电路的ADC输出端连接、33脚和第三模拟信号采集电路的ADC输出端连接、34脚和第四模拟信号采集电路的ADC输出端连接、26脚和第五模拟信号采集电路的ADC输出端连接、29脚和第六模拟信号采集电路的ADC输出端连接、35脚和第七模拟信号采集电路的ADC输出端连接、36脚和第八模拟信号采集电路的ADC输出端连接；

主控芯片IC4的48脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的2脚连接，主控芯片IC4的51脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的3脚连接，主控芯片IC4的52脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的4脚连接，主控芯片IC4的56脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的43脚连接，主控芯片IC4的57脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的44脚连接，主控芯片IC4的47脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的41脚连接，主控芯片IC4的55脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的40脚连接，主控芯片IC4的16脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的31脚连接，主控芯片IC4的25脚和备份组网电路的以太网驱动芯片IC3的30脚连接，主控芯片IC4的24脚和备份组网电路的第一晶振XTAL1的3脚连接； 

一级电源转换芯片IC1采用MICREL公司的LM2576-5V，二级电源转换芯片IC2采用ISP1117-3.3V，以太网驱动芯片IC3采用National Semiconductor公司的DP83848C，主控芯片IC4采用ST公司的STM32F107RCT6，电平转换芯片Max采用Maxium公司的MAX3232，收发芯片CAN采用UTC公司的U7SN65HVD230D。