CN103647576A - 智能充电架的数据收发模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电矿灯的智能充电架的辅助装置，具体为智能充电架的数据收发模组，包括供电电路、振荡电路、拨码开关电路及485通讯电路，供电电路包括开关电源，振荡电路中包括单片机、网络芯片和网络放大器T1，拨码开关电路包括拨码开关B，485通讯电路包括485通讯模块U2，本发明提供了智能充电架的数据收发模组，能够将矿灯充电的数据采集并传输到上位机，上位机的显示器上可任意显示每一盏矿灯的充电曲线及充电状态（充电、充满、取走、故障）各段时间的记录,再由上位机全面真实的将数据传输到集控中心，集控中心可以统计矿灯的充电数据，对矿灯充电的状况进行规范化管理，进而合理的利用锂电池，能延长锂电池的使用寿命。

Description

智能充电架的数据收发模组

技术领域

本发明涉及锂电矿灯的智能充电架的辅助装置，具体为智能充电架的数据收发模组。

背景技术

智能充电架在给锂电矿灯充电时，充电的一些数据（电池充电、充满、取走、充电使用控制、充电电压等）能够被采集板采集到，但是采集板采集到的数据无法传到上位机，因此对矿灯充电的状况不能进行规范化管理，不能合理的利用锂电池，甚至会减少锂电池的使用寿命，进而影响矿工的安全生产。

发明内容

本发明为了解决锂电矿灯充电时的数据不能传输到上位机的问题，提供了智能充电架的数据收发模组。

本发明是采用如下的技术方案实现的：智能充电架的数据收发模组，包括供电电路、振荡电路、拨码开关电路及485通讯电路，其中供电电路包括开关电源，开关电源的负极接地，正极通过工作指示灯LED3和第四十一电阻R41接地，开关电源正极还和第一晶体二极管D1的正极连接，第一晶体二极管D1的负极和型号为L1117T的电源变换模块U1的输入端连接，第一晶体二极管D1的负极还通过第六电容C6接地，电源变换模块U1的输出端通过并联的第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12和第十三电容C13接地，电源变换模块U1的接地端接地；

振荡电路包括型号为STM32F101的 单片机、型号为W5100的网络芯片和型号为11FB-05NL的网络放大器T1，单片机的第9管脚、24管脚、36管脚、和48管脚都和电源变换模块U1的输出端连接，第8管脚、23管脚、35管脚和47管脚都接地，第5管脚和第6管脚之间连接有第四电阻R4，第四电阻R4两端还并联有第一晶振Y1，第一晶振Y1的两端分别通过第一电容C1和第二电容C2接地，第20管脚通过第六电阻R6接地，第44管脚通过第五电阻R5和双选开关K的一选择端连接，双选开关K的另一选择端接电源变换模块U1的输出端，双选开关K的公共端接地，单片机的第30管脚和第31管脚还分别和编程接口P1的第3管脚和第2管脚连接，编程接口P1的第1管脚接电源变换模块U1的输出端，第4管脚接地；

网络芯片的第31管脚通过第十二电阻R12和电源变换模块U1的输出端连接，第13管脚、14管脚、17管脚、32管脚、43管脚、68管脚、4管脚、10管脚、77管脚、34管脚、35管脚、36管脚、37管脚、63管脚、64管脚和65管脚都接地，第66管脚通过第十五电阻R15和发光二极管LED1的负极连接，发光二极管LED1的正极和电源变换模块U1的输出端连接，第73管脚通过第十四电阻R14和发光二极管LED2的负极连接，发光二极管LED2的正极和电源变换模块U1的输出端连接，第1管脚通过第十三电阻R13和第十六电阻R16接地，第12管脚、18管脚和44管脚接电源变换模块U1的输出端，第2管脚通过第一电感L1和电源变换模块U1的输出端连接，第7管脚和74管脚都通过第三电容C3接地，还都通过第二电感L2和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地，第11管脚、15管脚、16管脚、33管脚和69管脚都连接在第二电感L2和第四电容C4之间，第四电容C4两端还并联有第五电容C5，第75管脚和76管脚之间连接有第三十三电阻R33，第三十三电阻R33两端还并联有第二晶振Y2，第二晶振Y2的两端分别通过第十五电容C15和十四电容C14接地，网络芯片的第30管脚、29管脚、28管脚和27管脚分别和单片机的第14管脚、15管脚、16管脚和17管脚连接，第59管脚和单片机的第7管脚连接,第56管脚和单片机的第18管脚连接；

网络放大器T1的第1管脚通过第十九电阻R19和第八电容C8的一端连接，且和网络芯片的第8管脚连接，第八电容C8的另一端接地，第2管脚接电源变换模块U1的输出端，第3管脚通过第十七电阻R17连接在第十九电阻R19和第八电容C8之间，且和网络芯片的第9管脚连接，第7管脚和第2管脚连接，且通过第七电容C7接地，第6管脚通过第二十电阻R20和第九电容C9连接，且和网络芯片的第5管脚连接，第九电容C9的另一端接地，第8管脚通过第十八电阻R18连接在第二十电阻R20和第九电容C9之间，且和网络芯片的第6管脚连接，第9管脚和通信接口J1的第6管脚连接，第11管脚和通信接口J1的第3管脚连接，第14管脚和通信接口J1的第2管脚连接，第16管脚和通信接口J1的第1管脚连接；

485通讯电路中包括型号为SN75176的485通讯模块U2，485通讯模块U2的第1管脚和单片机的第31管脚连接，第2管脚和第3管脚都和单片机的第13管脚连接，第4管脚和单片机的第30管脚连接，第5管脚接地，第6管脚通过第二十三电阻R23接电源变换模块U1的输出端，第7管脚通过第二十二电阻R22接地，第6管脚和第7管脚还分别通过第二十四电阻R24和第二十一电阻R21和第二压敏电阻CB2和第一压敏电阻CB1的一端连接，第一压敏电阻CB1的另一端接地，第二压敏电阻CB2的另一端接电源变换模块U1的输出端，第6管脚和第7管脚还分别通过第二十四电阻R24和第二十一电阻R21和接线端口P2的两接线口连接，第8管脚和电源变换模块U1的输出端连接；

拨码开关电路包括拨码开关B，拨码开关B的第1管脚通过第二十六电阻R26和单片机的第20管脚连接，还通过第三十七电阻R37和电源变换模块U1的输出端连接，第2管脚通过第二十七电阻R27和单片机的第19管脚连接，还通过第三十八电阻R38和电源变换模块U1的输出端连接，第3管脚通过第二十八电阻R28和单片机的第28管脚连接，还通过第三十九电阻R39和电源变换模块U1的输出端连接，第4管脚通过第二十九电阻R29和单片机的第27管脚连接，还通过第四十电阻R40和电源电源变换模块U1的输出端连接，第5管脚通过第三十电阻R30和单片机的第26管脚连接，还通过第三电阻R3和电源变换模块U1的输出端连接，第6管脚通过第三十一电阻R31和单片机的第25管脚连接，还通过第二电阻R2和电源变换模块U1的输出端连接，第7管脚通过第三十二电阻R32和单片机的第22管脚连接，还通过第一电阻R1和电源变换模块U1的输出端连接，第8管脚通过第二十五电阻R25和单片机的第21管脚连接，还通过第四十一电阻R41和电源变换模块U1的输出端连接，第9管脚、10管脚、11管脚、12管脚、13管脚、14管脚、15管脚和16管脚都接地。

485通讯模块U2上的接线端口P2通过数据线和采集板上的数据端口连接，网络放大器T1上的通信接口J1通过数据线和上位机上的数据端口连接，485通讯模块U2与采集板形成通讯，收集到采集板上的数据，如电池充电、充满、取走、充电使用控制、充电电压等，然后通过和单片机连接的第1管脚、第2管脚和第3管脚传输给单片机，单片机将数据进行汇总、打包和缓存后，通过和网络芯片连接的第14管脚、15管脚、16管脚和17管脚将数据传输给网络芯片，网络芯片然后将数据通过和其连接的网络放大器T1传输到上位机，上位机的显示器上可任意显示每一盏矿灯的充电曲线及充电状态（充电、充满、取走、故障）各段时间的记录,再由上位机全面真实的将数据传输到集控中心，集控中心可以统计矿灯的充电数据，对矿灯充电的状况进行规范化管理，进而合理的利用锂电池，能延长锂电池的使用寿命，上位机也可以通过数据收发模组对采集板发出指令，如给充电架写架号和编写矿灯编号；开关电源通过电源变换模块U1给单片机、网络芯片、网络放大器T1和485通讯模块U2供电，特别地，电源变换模块输出端和四个并联的电容连接，四个并联的电容代替单个电容能够降低电源变换模块输出端的电容的等效阻抗，增加电容的使用寿命；单片机的第5管脚和第6管脚上连接有第一晶振Y1，第一晶振Y1由晶振电路能产生振荡频率，供给单片机；网络芯片的第75管脚和第76管脚上连接有第二晶振Y2，第二晶振Y2由晶振电路产生振荡频率，供给网络芯片；8位拨码开关B可以为单片机编码存储地址。

本发明提供了智能充电架的数据收发模组，能够将矿灯充电的数据采集并传输到上位机，上位机的显示器上可任意显示每一盏矿灯的充电曲线及充电状态（充电、充满、取走、故障）各段时间的记录,再由上位机全面真实的将数据传输到集控中心，集控中心可以统计矿灯的充电数据，对矿灯充电的状况进行规范化管理，进而合理的利用锂电池，能延长锂电池的使用寿命。

附图说明

图1为供电电路的电路图。

图2为单片机的电路接线图。

图3为485通讯电路的电路图。

图4为网络芯片的电路接线图。

图5为网络放大器的电路接线图。

图6为拨码开关电路的电路图。

图7为工作指示灯电路的电路图。

图8为编程接口的接线图。

具体实施方式

智能充电架的数据收发模组，包括供电电路、振荡电路、拨码开关电路及485通讯电路，其中供电电路包括开关电源，开关电源的负极接地，正极通过工作指示灯LED3和第四十一电阻R41接地，开关电源正极还和第一晶体二极管D1的正极连接，第一晶体二极管D1的负极和型号为L1117T的 电源变换模块U1的输入端连接，第一晶体二极管D1的负极还通过第六电容C6接地，电源变换模块U1的输出端通过并联的第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12和第十三电容C13接地，电源变换模块U1的接地端接地；

振荡电路包括型号为STM32F101的单片机、型号为W5100的网络芯片和型号为11FB-05NL的网络放大器T1，单片机的第9管脚、24管脚、36管脚、和48管脚都和电源变换模块U1的输出端连接，第8管脚、23管脚、35管脚和47管脚都接地，第5管脚和第6管脚之间连接有第四电阻R4，第四电阻R4两端还并联有第一晶振Y1，第一晶振Y1的两端分别通过第一电容C1和第二电容C2接地，第20管脚通过第六电阻R6接地，第44管脚通过第五电阻R5和双选开关K的一选择端连接，双选开关K的另一选择端接电源变换模块U1的输出端，双选开关K的公共端接地，单片机的第30管脚和第31管脚还分别和编程接口P1的第3管脚和第2管脚连接，编程接口P1的第1管脚接电源变换模块U1的输出端，第4管脚接地；

网络芯片的第31管脚通过第十二电阻R12和电源变换模块U1的输出端连接，第13管脚、14管脚、17管脚、32管脚、43管脚、68管脚、4管脚、10管脚、77管脚、34管脚、35管脚、36管脚、37管脚、63管脚、64管脚和65管脚都接地，第66管脚通过第十五电阻R15和发光二极管LED1的负极连接，发光二极管LED1的正极和电源变换模块U1的输出端连接，第73管脚通过第十四电阻R14和发光二极管LED2的负极连接，发光二极管LED2的正极和电源变换模块U1的输出端连接，第1管脚通过第十三电阻R13和第十六电阻R16接地，第12管脚、18管脚和44管脚接电源变换模块U1的输出端，第2管脚通过第一电感L1和电源变换模块U1的输出端连接，第7管脚和74管脚都通过第三电容C3接地，还都通过第二电感L2和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地，第11管脚、15管脚、16管脚、33管脚和69管脚都连接在第二电感L2和第四电容C4之间，第四电容C4两端还并联有第五电容C5，第75管脚和76管脚之间连接有第三十三电阻R33，第三十三电阻R33两端还并联有第二晶振Y2，第二晶振Y2的两端分别通过第十五电容C15和十四电容C14接地，网络芯片的第30管脚、29管脚、28管脚和27管脚分别和单片机的第14管脚、15管脚、16管脚和17管脚连接，第59管脚和单片机的第7管脚连接,第56管脚和单片机的第18管脚连接；

网络放大器T1的第1管脚通过第十九电阻R19和第八电容C8的一端连接，且和网络芯片的第8管脚连接，第八电容C8的另一端接地，第2管脚接电源变换模块U1的输出端，第3管脚通过第十七电阻R17连接在第十九电阻R19和第八电容C8之间，且和网络芯片的第9管脚连接，第7管脚和第2管脚连接，且通过第七电容C7接地，第6管脚通过第二十电阻R20和第九电容C9连接，且和网络芯片的第5管脚连接，第九电容C9的另一端接地，第8管脚通过第十八电阻R18连接在第二十电阻R20和第九电容C9之间，且和网络芯片的第6管脚连接，第9管脚和通信接口J1的第6管脚连接，第11管脚和通信接口J1的第3管脚连接，第14管脚和通信接口J1的第2管脚连接，第16管脚和通信接口J1的第1管脚连接；

485通讯电路中包括型号为SN75176的485通讯模块U2，485通讯模块U2的第1管脚和单片机的第31管脚连接，第2管脚和第3管脚都和单片机的第13管脚连接，第4管脚和单片机的第30管脚连接，第5管脚接地，第6管脚通过第二十三电阻R23接电源变换模块U1的输出端，第7管脚通过第二十二电阻R22接地，第6管脚和第7管脚还分别通过第二十四电阻R24和第二十一电阻R21和第二压敏电阻CB2和第一压敏电阻CB1的一端连接，第一压敏电阻CB1的另一端接地，第二压敏电阻CB2的另一端接电源变换模块U1的输出端，第6管脚和第7管脚还分别通过第二十四电阻R24和第二十一电阻R21和接线端口P2的两接线口连接，第8管脚和电源变换模块U1的输出端连接；

拨码开关电路包括拨码开关B，拨码开关B的第1管脚通过第二十六电阻R26和单片机的第20管脚连接，还通过第三十七电阻R37和电源变换模块U1的输出端连接，第2管脚通过第二十七电阻R27和单片机的第19管脚连接，还通过第三十八电阻R38和电源变换模块U1的输出端连接，第3管脚通过第二十八电阻R28和单片机的第28管脚连接，还通过第三十九电阻R39和电源变换模块U1的输出端连接，第4管脚通过第二十九电阻R29和单片机的第27管脚连接，还通过第四十电阻R40和电源电源变换模块U1的输出端连接，第5管脚通过第三十电阻R30和单片机的第26管脚连接，还通过第三电阻R3和电源变换模块U1的输出端连接，第6管脚通过第三十一电阻R31和单片机的第25管脚连接，还通过第二电阻R2和电源变换模块U1的输出端连接，第7管脚通过第三十二电阻R32和单片机的第22管脚连接，还通过第一电阻R1和电源变换模块U1的输出端连接，第8管脚通过第二十五电阻R25和单片机的第21管脚连接，还通过第四十一电阻R41和电源变换模块U1的输出端连接，第9管脚、10管脚、11管脚、12管脚、13管脚、14管脚、15管脚和16管脚都接地。

具体实施时，智能充电架的数据收发模组中还包括工作指示灯电路，工作指示灯电路包括工作指示灯LINK1、LINK2、LINK3、LINK4、LINK5、LINK6、LINK7和LINK8，工作指示灯LINK1、LINK2、LINK3、LINK4、LINK5、LINK6、LINK7和LINK8的正极都和电源变换模块U1的输出端连接，工作指示灯LINK1的负极通过第七电阻R7和单片机的第10管脚连接，工作指示灯LINK2的负极通过第八电阻R8和单片机的第11管脚连接，工作指示灯LINK3的负极通过第九电阻R9和单片机的第12管脚连接，工作指示灯LINK4的负极通过第十电阻R10和单片机的第41管脚连接，工作指示灯LINK5的负极通过第十一电阻R11和单片机的第42管脚连接，工作指示灯LINK6的负极通过第三十四电阻R34和单片机的第43管脚连接，工作指示灯LINK7的负极通过第三十六电阻R36和单片机的第45管脚连接，工作指示灯LINK8的负极通过第三十五电阻R35和单片机的第46管脚连接，智能充电架的数据收发模组中的485通讯模块U2和编号为0-7的八块采集板连接，工作指示灯电路中的八个工作指示灯可以指示八块采集板的工作状态，若八块采集板都正常工作，工作指示灯LINK1-LINK8按照走马灯的形式逐个闪烁。

Claims (1)

1.智能充电架的数据收发模组，其特征在于包括供电电路、振荡电路、拨码开关电路及485通讯电路，其中供电电路包括开关电源，开关电源的负极接地，正极通过工作指示灯LED3和第四十一电阻R41接地，开关电源正极还和第一晶体二极管D1的正极连接，第一晶体二极管D1的负极和型号为L1117T的 电源变换模块U1的输入端连接，第一晶体二极管D1的负极还通过第六电容C6接地，电源变换模块U1的输出端通过并联的第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12和第十三电容C13接地，电源变换模块U1的接地端接地；

振荡电路包括型号为STM32F101的 单片机、型号为W5100的网络芯片和型号为11FB-05NL的网络放大器T1，单片机的第9管脚、24管脚、36管脚、和48管脚都和电源变换模块U1的输出端连接，第8管脚、23管脚、35管脚和47管脚都接地，第5管脚和第6管脚之间连接有第四电阻R4，第四电阻R4两端还并联有第一晶振Y1，第一晶振Y1的两端分别通过第一电容C1和第二电容C2接地，第20管脚通过第六电阻R6接地，第44管脚通过第五电阻R5和双选开关K的一选择端连接，双选开关K的另一选择端接电源变换模块U1的输出端，双选开关K的公共端接地，单片机的第30管脚和第31管脚还分别和编程接口P1的第3管脚和第2管脚连接，编程接口P1的第1管脚接电源变换模块U1的输出端，第4管脚接地；

网络芯片的第31管脚通过第十二电阻R12和电源变换模块U1的输出端连接，第13管脚、14管脚、17管脚、32管脚、43管脚、68管脚、4管脚、10管脚、77管脚、34管脚、35管脚、36管脚、37管脚、63管脚、64管脚和65管脚都接地，第66管脚通过第十五电阻R15和发光二极管LED1的负极连接，发光二极管LED1的正极和电源变换模块U1的输出端连接，第73管脚通过第十四电阻R14和发光二极管LED2的负极连接，发光二极管LED2的正极和电源变换模块U1的输出端连接，第1管脚通过第十三电阻R13和第十六电阻R16接地，第12管脚、18管脚和44管脚接电源变换模块U1的输出端，第2管脚通过第一电感L1和电源变换模块U1的输出端连接，第7管脚和74管脚都通过第三电容C3接地，还都通过第二电感L2和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地，第11管脚、15管脚、16管脚、33管脚和69管脚都连接在第二电感L2和第四电容C4之间，第四电容C4两端还并联有第五电容C5，第75管脚和76管脚之间连接有第三十三电阻R33，第三十三电阻R33两端还并联有第二晶振Y2，第二晶振Y2的两端分别通过第十五电容C15和十四电容C14接地，网络芯片的第30管脚、29管脚、28管脚和27管脚分别和单片机的第14管脚、15管脚、16管脚和17管脚连接，第59管脚和单片机的第7管脚连接,第56管脚和单片机的第18管脚连接；

网络放大器T1的第1管脚通过第十九电阻R19和第八电容C8的一端连接，且和网络芯片的第8管脚连接，第八电容C8的另一端接地，第2管脚接电源变换模块U1的输出端，第3管脚通过第十七电阻R17连接在第十九电阻R19和第八电容C8之间，且和网络芯片的第9管脚连接，第7管脚和第2管脚连接，且通过第七电容C7接地，第6管脚通过第二十电阻R20和第九电容C9连接，且和网络芯片的第5管脚连接，第九电容C9的另一端接地，第8管脚通过第十八电阻R18连接在第二十电阻R20和第九电容C9之间，且和网络芯片的第6管脚连接，第9管脚和通信接口J1的第6管脚连接，第11管脚和通信接口J1的第3管脚连接，第14管脚和通信接口J1的第2管脚连接，第16管脚和通信接口J1的第1管脚连接；

485通讯电路中包括型号为SN75176的485通讯模块U2，485通讯模块U2的第1管脚和单片机的第31管脚连接，第2管脚和第3管脚都和单片机的第13管脚连接，第4管脚和单片机的第30管脚连接，第5管脚接地，第6管脚通过第二十三电阻R23接电源变换模块U1的输出端，第7管脚通过第二十二电阻R22接地，第6管脚和第7管脚还分别通过第二十四电阻R24和第二十一电阻R21与第二压敏电阻CB2和第一压敏电阻CB1的一端连接，第一压敏电阻CB1的另一端接地，第二压敏电阻CB2的另一端接电源变换模块U1的输出端，第6管脚和第7管脚还分别通过第二十四电阻R24和第二十一电阻R21和接线端口P2的两接线口连接，第8管脚和电源变换模块U1的输出端连接；

拨码开关电路包括拨码开关B，拨码开关B的第1管脚通过第二十六电阻R26和单片机的第20管脚连接，还通过第三十七电阻R37和电源变换模块U1的输出端连接，第2管脚通过第二十七电阻R27和单片机的第19管脚连接，还通过第三十八电阻R38和电源变换模块U1的输出端连接，第3管脚通过第二十八电阻R28和单片机的第28管脚连接，还通过第三十九电阻R39和电源变换模块U1的输出端连接，第4管脚通过第二十九电阻R29和单片机的第27管脚连接，还通过第四十电阻R40和电源电源变换模块U1的输出端连接，第5管脚通过第三十电阻R30和单片机的第26管脚连接，还通过第三电阻R3和电源变换模块U1的输出端连接，第6管脚通过第三十一电阻R31和单片机的第25管脚连接，还通过第二电阻R2和电源变换模块U1的输出端连接，第7管脚通过第三十二电阻R32和单片机的第22管脚连接，还通过第一电阻R1和电源变换模块U1的输出端连接，第8管脚通过第二十五电阻R25和单片机的第21管脚连接，还通过第四十一电阻R41和电源变换模块U1的输出端连接，第9管脚、10管脚、11管脚、12管脚、13管脚、14管脚、15管脚和16管脚都接地。

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