CN103780279B - 室内能效管理终端通讯模块 - Google Patents
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Abstract
一种室内能效管理终端通讯模块，其特征在于，它包括一微处理器、2路相同的隔离型RS232通信电路、1路隔离型RS485通讯电路和隔离电源电路；每一所述隔离型RS232通信电路包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一电平转换芯片、若干电容和若干电阻，所述隔离型RS485通讯电路包括第三光电耦合器、第四光电耦合器、第二电平转换芯片、一个三极管、若干电容和若干电阻。本发明通过RS232通讯电路实现了室内能效管理终端的控制模块与操作面板间的通讯和控制模块与现场调整参数之间的通讯，通过RS485实现了室内能效管理终端与上位机间的通讯，它采用低能耗设计，信号传输稳定，保证了室内能效管理终端的通讯功能。
Description
技术领域
本发明涉及信号通讯领域，具体的说是一种室内能效管理终端通讯模块。
背景技术
室内能效管理终端是一种可实现对室内家电进行智能控制的管理终端，它包括控制模块和操作面板，控制模块包括CPU、通信模块、照明控制模块和电参数采集模块等模块，操作面板包括显示模块、按键模块等，室内能效管理终端符合节能环保的理念，实现了家庭用电的节约，该室内能效管理终端要与操作面板、上位机等进行通讯，因此，需要一个实现它们之间通讯的通讯模块。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种可以实现室内能效管理终端与操作面板、现场参数、上位机进行通讯的室内能效管理终端通讯模块。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种室内能效管理终端通讯模块，其特征在于，它包括一微处理器、2路相同的隔离型RS232通信电路、1路隔离型RS485通讯电路和隔离电源电路；每一所述隔离型RS232通信电路包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一电平转换芯片、若干电容和若干电阻，所述微处理器与所述第一光电耦合器的输入端连接，与所述第二光电耦合器的输出端连接，所述第一光电耦合器的输出端和第二光电耦合器的输入端与所述第一电平转换芯片连接，第一电平转换芯片与RS232通讯接口连接；所述隔离型RS485通讯电路包括第三光电耦合器、第四光电耦合器、第二电平转换芯片、一个三极管、若干电容和若干电阻，所述微处理器与所述第三光电耦合器的输入端连接，与所述第四光电耦合器的输出端连接，所述第三光电耦合器的输出端和第四光电耦合器的输入端与所述第二电平转换芯片连接，第二电平转换芯片与RS485通讯接口连接；所述隔离电源电路由电源隔离模块、一个稳压芯片和两个电容组成，隔离电源电路的输出端与第一电平转换芯片和第二电平转换芯片连接，为其提供工作电源。
进一步的，所述隔离型RS232通信电路中的第一光电耦合器和第二光电耦合器均为PS9121芯片，所述第一光电耦合器的输入端引脚1上拉一电阻后接3.3V电源，其输入端引脚2接微处理器的TXD1引脚，其输出端引脚3接地，输出端引脚4与第一电平转换芯片的T2IN引脚连接，输出端引脚5接隔离电源电路的输出端T-VCC，在所述引脚3和引脚4间连接一电容，在所述引脚4和引脚5间连接一电阻；所述第二光电耦合器的输入端引脚1接隔离电源电路的输出端T-VCC，其输入端引脚2接第一电平转换芯片的R2OUT引脚，所述第二光电耦合器的输出端引脚3接地，引脚4与微处理器的RXD1引脚连接，引脚5接3.3V电源，在所述引脚3和引脚4间连接一电容，在所述引脚4和引脚5间连接一电阻；所述第一电平转换芯片的T2OUT引脚和R2IN引脚分别接RS232的TX1引脚和RX1引脚；所述第一电平转换芯片为MAX232电平转换芯片，在其引脚C1+与C1-之间连接一电容，在其引脚C2+与C2-之间连接一电容，其VDD引脚和VCC引脚均与隔离电源电路的输出端T-VCC连接，VDD引脚串接一电容，VCC引脚串接一电容后接地，其VEE引脚串接一电容后接地。
进一步的，所述第二电平转换芯片为SP3485芯片，所述隔离型RS485通讯电路的第三光电耦合器的输入端引脚1上拉一电阻后接3.3V电源，其输入端引脚2接微处理器的TXD3引脚，其输出端引脚3接地，输出端引脚4与第二电平转换芯片的DI引脚连接，输出端引脚5接隔离电源电路的输出端T-VCC，在所述引脚3和引脚4间连接一电容，在所述引脚4和引脚5间连接一电阻；所述第四光电耦合器的输入端引脚1上拉一电阻后接隔离电源电路的输出端T-VCC，其输入端引脚2接第二电平转换芯片的RO引脚，所述第四光电耦合器的输出端引脚3接地，引脚4与微处理器的RXD3引脚连接，引脚5接3.3V电源，在所述引脚3和引脚4间连接一电容，在所述引脚4和引脚5间连接一电阻；所述三极管的基极b串接一电阻后与第二电平转换芯片的DI引脚连接，第二电平转换芯片的RE和DE引脚与所述三极管的集电极c连接，三极管的发射极e接地；在第二电平转换芯片的A和B引脚间连接一保护器件VSD1，VSD1由两个并联的二极管组成，两个二极管的阴极接地，两个二极管的阳极分别于第二电平转换芯片的A和B引脚连接。
优选的，所述微处理器为单片机STM32F103VBT6
本发明的有益效果是：它通过RS232通讯电路实现了室内能效管理终端的控制模块与操作面板间的通讯和控制模块与现场调整参数之间的通讯，通过RS485实现了室内能效管理终端与上位机间的通讯，它采用低能耗设计，信号传输稳定，保证了室内能效管理终端的通讯功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
图1为本发明的电路图；
图2为本发明的隔离电源电路图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种室内能效管理终端通讯模块，它包括一微处理器、2路相同的隔离型RS232通信电路、1路隔离型RS485通讯电路和隔离电源电路；每一所述隔离型RS232通信电路包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一电平转换芯片、若干电容和若干电阻，两个隔离型RS232通信电路中的元器件及其配置相同，下面以一个隔离型RS232通信电路为例，说明隔离型RS232通信电路的结构原理：第一光电耦合器UR2和第二光电耦合器UR1均为PS9121芯片，所述第一光电耦合器UR2的输入端引脚1上拉一电阻RU117后接3.3V电源，RU117为1千欧姆电阻，UR2的输入端引脚2接单片机STM32F103VBT6的TXD1引脚，UR2的输出端引脚3接地，UR2的输出端引脚4与第一电平转换芯片U17的T2IN引脚连接，UR2的输出端引脚5接隔离电源电路的输出端T-VCC，在UR2的引脚3和引脚4间连接一电容CU104，其电容值为0.1μF，在UR2的引脚4和引脚5间连接一电阻RU116，其电阻为1千欧姆，单片机STM32F103VBT6发送的通信数据通过UR2芯片发送至U17；所述第二光电耦合器UR1的输入端引脚1接隔离电源电路的输出端T-VCC，其输入端引脚2接第一电平转换芯片U17的R2OUT引脚，所述第二光电耦合器UR1的输出端引脚3接地，UR1的引脚4与单片机STM32F103VBT6的RXD1引脚连接，UR1的引脚5接3.3V电源，在UR1的引脚3和引脚4间连接一电容CU103，其电容值为0.1μF，在UR1的引脚4和引脚5间连接一电阻RU102，其电阻为1千欧姆，单片机STM32F103VBT6通过UR1芯片接收U17的通讯数据；RU117和RU103为限流电阻，限制进入光电耦合器UR2和UR1的发射二极管的发送电流，实现低功耗设计，RU116与CU104构成滤波电路，其中RU116为上拉电阻，CU104为滤波电容，消除光电耦合器UR2和UR1传递的其他信号；所述第一电平转换芯片U17的T2OUT引脚和R2IN引脚分别接RS232的TX1引脚和RX1引脚；所述第一电平转换芯片U17为MAX232电平转换芯片，该芯片实现TTL电平转换为RS232总线电平，在其引脚C1+与C1-之间连接一电容M3，在其引脚C2+与C2-之间连接一电容M7，其VDD引脚和VCC引脚均与隔离电源电路的输出端T-VCC连接，VDD引脚串接一电容M1，VCC引脚串接一电容M5后接地，其VEE引脚串接一电容M9后接地，电容M3、M7、为电平转换芯片电荷泵提供储能电容，其电容值均为0.1μF，电容M1、M5、M9为滤波电容、滤除该器件产生的高频噪声和防止电源携带的噪声对电路构成干扰，其电容值均为0.1μF。
所述隔离型RS485通讯电路包括第三光电耦合器U50、第四光电耦合器U49、第二电平转换芯片U28、一个三极管QX1、若干电容和若干电阻，所述第二电平转换芯片U28为SP3485芯片，所述隔离型RS485通讯电路的第三光电耦合器U50的输入端引脚1上拉一电阻R117后接3.3V电源，R117的阻值为1千欧姆，U50的输入端引脚2接单片机STM32F103VBT6的TXD3引脚，U50的输出端引脚3接地，U50的输出端引脚4与第二电平转换芯片U28的DI引脚连接，U50的输出端引脚5接隔离电源电路的输出端T-VCC，在U50的引脚3和引脚4间连接一电容C104，在U50的引脚4和引脚5间连接一电阻R116，其中R116为上拉电阻阻值为1千欧姆，C104为滤波电容，电容值为0.1μF，消除光电耦合器U50传递的干扰信号；所述第四光电耦合器U49的输入端引脚1上拉一电阻R103后接隔离电源电路的输出端T-VCC，U49的输入端引脚2接第二电平转换芯片U28的RO引脚，所述第四光电耦合器U49的输出端引脚3接地，U49的引脚4与单片机STM32F103VBT6的RXD3引脚连接，U49的引脚5接3.3V电源，在U49的引脚3和引脚4间连接一电容C103，在U49的引脚4和引脚5间连接一电阻R102；所述三极管QX1的基极b串接一电阻RC103后与第二电平转换芯片U28的DI引脚连接，第二电平转换芯片U28的RE和DE引脚与所述三极管QX1的集电极c连接，集电极c连接串接一电阻RC104后接隔离电源电路的输出端T-VCC，三极管QX1的发射极e接地，RC103、QX1、RC104构成发送控制电路，控制芯片U28的发送和接受状态；在第二电平转换芯片U28的A和B引脚分别串接一电阻R67和R70，之后在A和B引脚间连接一电阻R69后，再在A和B引脚间连接一保护器件VSD1，VSD1为RS485总线保护器，作用是保护U28，VSD1由两个并联的二极管组成，两个二极管的阴极接地，两个二极管的阳极分别于第二电平转换芯片U28的A和B引脚连接，之后，A和B引脚与RS485通讯接口连接。
所述隔离电源电路由电源隔离模块Z1、一个稳压芯片T1、电容C23和电容C24组成，其中Z1为电源隔离模块05S051W，T1为稳压芯片LM1117-3.3V，隔离电源电路的输出端T-VCC与2路隔离型RS232通信电路和1路隔离型RS485通讯电路中的电平转换芯片U17、U18和U28的电源端连接，为其提供工作电源。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种室内能效管理终端通讯模块，其特征在于，它包括一微处理器、2路相同的隔离型RS232通信电路、1路隔离型RS485通讯电路和隔离电源电路；每一所述隔离型RS232通信电路包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一电平转换芯片、若干电容和若干电阻，所述微处理器与所述第一光电耦合器的输入端连接，与所述第二光电耦合器的输出端连接，所述第一光电耦合器的输出端和第二光电耦合器的输入端与所述第一电平转换芯片连接，第一电平转换芯片与RS232通讯接口连接；所述隔离型RS485通讯电路包括第三光电耦合器、第四光电耦合器、第二电平转换芯片、一个三极管、若干电容和若干电阻，所述微处理器与所述第三光电耦合器的输入端连接，与所述第四光电耦合器的输出端连接，所述第三光电耦合器的输出端和第四光电耦合器的输入端与所述第二电平转换芯片连接，第二电平转换芯片与RS485通讯接口连接；所述隔离电源电路由电源隔离模块、一个稳压芯片和两个电容组成，隔离电源电路的输出端与第一电平转换芯片和第二电平转换芯片连接，为其提供工作电源；
所述隔离型RS232通信电路中的第一光电耦合器和第二光电耦合器均为PS9121芯片，所述第一光电耦合器的输入端引脚1上拉一电阻后接3.3V电源，其输入端引脚2接微处理器的TXD1引脚，其输出端引脚3接地，输出端引脚4与第一电平转换芯片的T2IN引脚连接，输出端引脚5接隔离电源电路的输出端T-VCC，在所述引脚3和引脚4间连接一电容，在所述引脚4和引脚5间连接一电阻；所述 第二光电耦合器的输入端引脚1接隔离电源电路的输出端T-VCC，其输入端引脚2接第一电平转换芯片的R2OUT引脚，所述第二光电耦合器的输出端引脚3接地，引脚4与微处理器的RXD1引脚连接，引脚5接3.3V电源，在所述引脚3和引脚4间连接一电容，在所述引脚4和引脚5间连接一电阻；所述第一电平转换芯片的T2OUT引脚和R2IN引脚与RS232通讯接口连接；所述第一电平转换芯片为MAX232电平转换芯片，在其引脚C1+与C1-之间连接一电容，在其引脚C2+与C2-之间连接一电容，其VDD引脚和VCC引脚均与隔离电源电路的输出端T-VCC连接，VDD引脚串接一电容，VCC引脚串接一电容后接地，其VEE引脚串接一电容后接地；
所述第二电平转换芯片为SP3485芯片，所述隔离型RS485通讯电路的第三光电耦合器的输入端引脚1上拉一电阻后接3.3V电源，其输入端引脚2接微处理器的TXD3引脚，其输出端引脚3接地，输出端引脚4与第二电平转换芯片的DI引脚连接，输出端引脚5接隔离电源电路的输出端T-VCC，在所述引脚3和引脚4间连接一电容，在所述引脚4和引脚5间连接一电阻；所述第四光电耦合器的输入端引脚1上拉一电阻后接隔离电源电路的输出端T-VCC，其输入端引脚2接第二电平转换芯片的RO引脚，所述第四光电耦合器的输出端引脚3接地，引脚4与微处理器的RXD3引脚连接，引脚5接3.3V电源，在所述引脚3和引脚4间连接一电容，在所述引脚4和引脚5间连接一电阻；所述三极管的基极b串接一电阻后与第二电平转换芯片的DI引脚连接，第二电平转换芯片的RE和DE引脚与所述三极管的 集电极c连接，三极管的发射极e接地；在第二电平转换芯片的A和B引脚间连接一保护器件VSD1，VSD1由两个并联的二极管组成，两个二极管的阴极接地，两个二极管的阳极分别与第二电平转换芯片的A和B引脚连接。
2.根据权利要求1所述的室内能效管理终端通讯模块，其特征在于，所述微处理器为单片机STM32F103VBT6。
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