CN103116297A

CN103116297A - 多通路485通信数据采集模块

Info

Publication number: CN103116297A
Application number: CN2013100166036A
Authority: CN
Inventors: 张庆思; 白金锋; 李福云; 王克成; 徐建英; 徐君; 钟祥云; 赵振宁
Original assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Current assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明公开了一种多通路485通信数据采集模块，提高模块抗干扰能力，进一步提高系统的稳定性。该数据采集模块包括：电源模块、DC/DC模块、多路开关CD4052、放大器AD620、放大及RC滤波电路、PIC16F873A单片机、光耦6N137和MAX483，其中放大及RC滤波电路由LM358、电阻和电容构成，在单片机PIC16F873A中编制程序，进行AD转换控制、滤波、故障判断和通信，AD转换后的信号经光耦6N137隔离后，再通过MAX483进行电压转换送出到电脑。本发明通信通道有达1000伏的隔离电压，具有模拟滤波电路和数字滤波两种滤波方式；通信模块可以用双绞的网络线连接各模块构成网络，可大量节省电缆并减少施工安装的工作量。

Description

多通路485通信数据采集模块

技术领域

本发明涉及多通路测量和数据采集模块，是一种特别多通路485通信数据采集模块。

背景技术

数据采集模块是为现场工业测量控制设计的独立模块。以模拟信号为输入信号。模块内有微处理芯片和固化好的程序，可以完成采集功能。模块设有RS-485接口，通过总线型网络把独立模块与计算机联网进行双向通讯，就构成一个完整的数据采集系统。模块一般直流供电。可以将模块分散安排在整个现场的工作区域，而传感器或检测控制点就近连接到各自的模块，再用双绞的网络线连接各模块，并构成网络，因此，可大量节省电缆并减少施工安装的工作量。系统布局灵活，测点增减方便，是用户构建自己的测控系统时值得选择的方案之一。

目前数据采集模块的微处理器芯片大部分采用51系列单片机，51单片机非工业用单片机，缺点是抗干扰能力差，稳定性差；通信与内部电路隔离电压一般500伏，容易造成电路烧毁；对传感器断路不能做出诊断。

检索专利文献，中国专利公开（公告）号：CN201477570U，名称为“多通道隔离式模拟信号输入数据采集模块”，公开的数据采集模块，包括了信号通道隔离模组和供电电源隔离模组、模数转换电路、单片机和总线通讯处理模组，在所述信号通道隔离模组中的每一个信号通道都包括过压、过流以及防反接保护电路，无源隔离模块，由无源隔离模块进行解调输出，每个信号输入通道之间是互相隔离的，而通道的输出端则是共地同时进入模数转换电路，然后再通过单片机和总线通讯处理模块，最后传输到上位机。该数据采集模块信号通道接传感器，通常与内部电路共用电源，并且与模块距离往往比较近，所以加隔离组块用处不大，具有专门的模数转换电路，会增加模块的成本。另外，只具有模拟滤波电路易受干扰。

发明内容

本发明提供了一种多通路485通信数据采集模块，提高模块抗干扰能力，进一步提高系统的稳定性。

本发明提供的一种多通路485通信数据采集模块包括：电源模块、DC/DC模块、多路开关CD4052、放大器AD620、放大及RC滤波电路、PIC16F873A单片机、光耦6N137和MAX483，其中放大及RC滤波电路由LM358、电阻和电容构成，在单片机PIC16F873A中编制程序，进行AD转换控制、滤波、故障判断和通信，AD转换后的信号经光耦6N137隔离后，再通过MAX483进行电压转换送出到电脑。

本发明与现有同类数据采集模块相比，其显著的有益效果体现在：

1.本发明通信通道有达1000伏的隔离电压；具有模拟滤波电路和数字滤波两种滤波方式，提高了模块抗干扰能力；采用抗干扰能力更强的工业单片机PIC16F873A，进一步提高系统的稳定性；模块的结构简单、紧凑，充分利用单片机集成的AD转换器，大大降低系统的成本。

2.为了对传感器输入信号的过压和断路做出诊断，本发明设计出专门的诊断电路，并把诊断信息送入微处理器，通过程序进一步确认，并作出报警。

3.本发明通信模块可以用双绞的网络线连接各模块构成网络，因此，可大量节省电缆并减少施工安装的工作量。

附图说明

图1是多通路485通信数据采集模块程序流程图。

图2是多通路485通信数据采集模块的结构框图。

图3是多通路485通信数据采集模块中单片机PIC16F873A电路图。

图4是多通路485通信数据采集模块中放大器AD620电路图。

图5是多通路485通信数据采集模块中多路开关CD4052电路图。

图6是多通路485通信数据采集模块中放大、RC滤波电路图。

图7是多通路485通信数据采集模块中光耦6N137电路图。

图8是多通路485通信数据采集模块中MAX483电路图。

图9是多通路485通信数据采集模块中电源模块电路图。

图10是多通路485通信数据采集模块中DC/DC模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图2所示，多通路485通信数据采集模块由电源模块、DC/DC模块、多路开关CD4052、放大器AD620、放大及RC滤波电路、PIC16F873A单片机、光耦6N137和MAX483构成，具体电路结构为：如图9所示，电源模块电路图；如图10所示，DC/DC模块电路图；如图5所示，多路开关CD4052电路图；如图4所示放大器AD620电路图；如图6所示，放大及RC滤波电路由LM358、电阻和电容构成，如图3、图1所示，单片机PIC16F873A电路图，在单片机PIC16F873A中编制程序；如图7所示，光耦6N137电路图；如图8所示，MAX483电路图。

多路开关CD4052在单片机PIC16F873A的控制下，将4路传感器信号分时的送入放大器AD620，再经过放大滤波电路进一步放大、滤波和电压调整后，将信号变为0-5伏信号送入PIC16F873A单片机的AD转换器引脚。单片机PIC16F873A中编制程序，程序实现对AD转换器进行控制、滤波、故障判断和通信功能。单片机PIC16F873A将AD转换后的信号和故障判断结果以串行通信的方式，从15、17、18号引脚送出，经光耦6N137隔离后，再通过MAX483进行电压转换，转换为485通信送到电脑（PC）。光耦6N137和MAX483由专用的DCDC转换器供电，实现通信回路与内部电路的隔离。

Claims

1.多通路485通信数据采集模块，其特征在于该模块包括：电源模块、DC/DC模块、多路开关CD4052、放大器AD620、放大及RC滤波电路、PIC16F873A单片机、光耦6N137和MAX483，其中放大及RC滤波电路由LM358、电阻和电容构成，在单片机PIC16F873A中编制程序，进行AD转换控制、滤波、故障判断和通信，AD转换后的信号经光耦6N137隔离后，再通过MAX483进行电压转换送出到电脑。