CN106205088A - 一种组网通讯电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组网通讯电路，使其在电能表内无线模块与MCU以及485之间数据能两两相互传输，数据上传主站时，主表MCU发送数据，无线模块和RS485都能接收到数据，传到无线模块的数据上传电能表主站，传到RS485的数据下发到各从表，从表不回应；从表RS485电路发送数据经主表的RS485电路传到主表的无线模块和MCU，传到无线模块的数据上传电能表主站，传到主表MCU的数据，MCU接收后不回应；实现从表数据可以透传上报，不用经过主表的MCU，通讯电路简单，可靠性高，节省MCU资源，降低电能表成本，且使得维护成本低。

Description

一种组网通讯电路

技术领域

本发明属于数据通讯领域，具体涉及一种组网通讯电路。

背景技术

近年来随着电子通讯技术的飞速发展，无线通讯已经走入人们的生活，并占据越来越重要的地位方便人们方便快捷的生活；而如今交电费不再需要人工去抄表记录，已经实现了电能表主站与电能表以及电能表与电能表间的数据组网通讯，可以直接实现无线抄录。/

如今电能表主站与电能表以及电能表与电能表间的数据组网通讯主要依靠双路485功能，其中第一路485用于被动模式，第一路485可以接收到外界发送过来的抄表信号后，将自身表的数据向外发送；而第二路485用于主动模式，电能表主站下发抄表信号时，无线模块通过第二路485下发抄表信号到从表，然后接收从表的第一路485返回的数据通过无线模块上传；将无线模块设置于哪个表上，那个表就为主表，其它表为从表；并且主表的第二路485就用做主动模块，与从表的第一路485形成级联。

而如今的方案中，无线模块所在的主表在通讯时只用到了第二路485，而第一路485并没有使用，而从表由于没有设置无线模块，第二路485也就没有实用；但是为了主表与从表电路保持一致，实现灵活组网，两路的485都不能节省，并且这种方案还需要电能表配合做好转发和集抄的功能，使得MCU资源造成浪费以及电能表成本的增加。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种GPRS与485的组网通讯方式，从表数据可以透传上报，不用经过主表的MCU，通讯电路简单，可靠性高，节省MCU资源，降低表计成本，且客户在使用时的维护成本低。

本发明通过以下技术方案实现：一种组网通讯电路，包括485芯片发送接收模式控制电路、相互连接的MCU信号发送隔离传输模块和MCU信号发送波形整形模块、MCU数据到485和模块的转换电路、相互连接的模块发送电平转换模块和模块数据到MCU和485的转换电路、相互连接的485信号转换模块和485数据到MCU和模块的转换电路以及相互连接的MCU信号接收整形模块和MCU信号接收隔离传输模块；所述MCU数据到485和模块的转换电路还分别与MCU信号发送隔离传输模块和MCU信号发送波形整形模块连接，所述485芯片发送接收模式控制电路还与MCU数据到485和模块的转换电路连接，所述MCU数据到485和模块的转换电路还和与模块发送电平转换模块连接的模块数据到MCU和485的转换电路连接，所述模块数据到MCU和485的转换电路与485数据到MCU和模块的转换电路连接；所述与485数据到MCU和模块的转换电路连接的4855信号转换模块还与485芯片发送接收模式控制电路连接；所述相互连接的模块数据到MCU和485的转换电路与485数据到MCU和模块的转换电路还都与MCU信号接收隔离传输模块；所述MCU信号发送隔离传输模块、MCU信号发送波形整形模块和MCU数据到485和模块的转换电路组成MCU数据发送模块用于发送传输MCU信号；所述MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块、485数据到MCU和模块的转换电路和485信号转换模块组成485数据发送模块，所述MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块、模块数据到MCU和485的转换电路和模块发送电平转换模块组成模块数据发送电路，其中MCU信号接收整形模块和MCU信号接收隔离传输模块为两者的公用模块；所述模块发送电平转换模块用于3.3V电源转换为5V电源。

本发明在电能表内无线模块与MCU以及485之间数据能两两相互传输，数据上传主站时，主表MCU发送数据，无线模块和RS485都能接收到数据，传到无线模块的数据上传电能表主站，传到RS485的数据下发到各从表，从表不回应；从表RS485电路发送数据经主表的RS485电路传到主表的无线模块和MCU，传到无线模块的数据上传电能表主站，传到主表MCU的数据，MCU接收后不回应；实现从表数据可以透传上报，不用经过主表的MCU，通讯电路简单，可靠性高，节省MCU资源，降低电能表成本，且使得维护成本低。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：1）从表数据可以透传上报，不用经过主表MCU，节省MCU资源；2）通讯电路简单，节省一路485，可靠性高，降低电能表成本；3）维护成本降低。

附图说明

图1为如今电能表双路485的通讯示意图。

图2为本发明的组网通讯示意图。

图3为本发明的电路框示图。

图4为本发明的电路原理图。

图5为本发明MCU数据发送模块的电路原理图。

图6为本发明485数据发送模块的电路原理图。

图7为本发明模块数据发送电路的电路原理图。

图8为本发明485芯片发送接收模式控制电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本发明作进一步描述。

见图1至图8，一种组网通讯电路，包括485芯片发送接收模式控制电路、相互连接的MCU信号发送隔离传输模块和MCU信号发送波形整形模块、MCU数据到485和模块的转换电路、相互连接的模块发送电平转换模块和模块数据到MCU和485的转换电路、相互连接的485信号转换模块和485数据到MCU和模块的转换电路以及相互连接的MCU信号接收整形模块和MCU信号接收隔离传输模块；所述MCU数据到485和模块的转换电路还分别与MCU信号发送隔离传输模块和MCU信号发送波形整形模块连接，所述485芯片发送接收模式控制电路还与MCU数据到485和模块的转换电路连接，所述MCU数据到485和模块的转换电路还和与模块发送电平转换模块连接的模块数据到MCU和485的转换电路连接，所述模块数据到MCU和485的转换电路与485数据到MCU和模块的转换电路连接；所述与485数据到MCU和模块的转换电路连接的4855信号转换模块还与485芯片发送接收模式控制电路连接；所述相互连接的模块数据到MCU和485的转换电路与485数据到MCU和模块的转换电路还都与MCU信号接收隔离传输模块；所述MCU信号发送隔离传输模块、MCU信号发送波形整形模块和MCU数据到485和模块的转换电路组成MCU数据发送模块用于发送传输MCU信号；所述MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块、485数据到MCU和模块的转换电路和485信号转换模块组成485数据发送模块，所述MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块、模块数据到MCU和485的转换电路和模块发送电平转换模块组成模块数据发送电路，其中MCU信号接收整形模块和MCU信号接收隔离传输模块为两者的公用模块；所述模块发送电平转换模块用于3.3V电源转换为5V电源。

本实施方式中，在一个电能表中设置无线模块将此表作为主表，使电能表内无线模块与MCU以及485之间数据能两两相互传输，采用了1路485就实现了双路485的功能，在电能表内部实现485总线级联；数据上传主站时，主表MCU发送数据，无线模块和RS485都能接收到数据，传到无线模块的数据上传电能表主站，传导RS485的数据下发到各从表，从表不回应；从表RS485电路发送数据经过主表的RS485电路传到主表的无线模块和MCU，传到无线模块的数据上传主站，传到主表MCU的数据，MCU接收后不回应，实现了无线模块与485的组网通讯方式，从表数据可以透传上报，不用经过主表的MCU，通讯电路简单，可靠性高，节省MCU资源，降低电能表成本，且保证维护成本降低。

本实施方式中，电路中的RJ_RXD与RJ_TXD为电能表MCU的串口，RXD_M与TXD_M为先模块的串口；电路中1代表高电平，0代表低电平。

本实施方式中，所述MCU数据发送模块包括MCU信号发送隔离传输模块、MCU信号发送波形整形模块和MCU数据到485和模块的转换电路；其中MCU信号发送隔离传输模块包括第十九电阻R19、第二十电阻R20和第二光耦E2，所述第二光耦E2设有4个引脚，所述第二光耦E2的第一引脚连接第十九电阻R19的一端，所述第十九电阻R19的另一端接3.3V电源，所述第二光耦E2的第二引脚连接第二十电阻R20的一端，所述第二十电阻R20的另一端接单片机的RJ_TXD引脚；所述第二光耦E2的第四引脚连接到MCU信号发送波形整形模块，所述第二光耦E2的第三引脚连接到MCU数据到485和模块的转换电路；所述MCU信号发送波形整形模块包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二电容C2、第四三极管V4；所述第二光耦E2的第三引脚连接到第十二电阻R12的一端，所述第十二电阻R12的一端还连接到第十一电阻R11的一端，所述第十一电阻R11的一端还与第二电容C2的一端连接，所述第二电容C2的另一端连接第十一电阻R11的另一端，所述第二电容C2的另一端还连接到第四三极管V4的基极，所述第四三极管V4的发射极和第十二电阻R12的另一端都接EX_GND，所述第四三极管V4的集电极连接至MCU数据到485和模块的转换电路；所述MCU数据到485和模块的转换电路包括第十三电阻R13、第四双二极管VD4和第十电阻R10，第四双二极管VD4设有3个引脚，所述第四双二极管VD4的第三引脚连接至第四三极管V4的集电极，所述第四双二极管VD4的第一引脚连接第十电阻R10的一端，所述第十电阻R10的另一端连接3.3V电源，所述第四双二极管VD4的第二引脚连接第十三电阻R13的一端，所述第十三电阻R13的另一端连接5V电源；单片机的RJ_TXD引脚发送1，第二光耦E2的第三引脚为0，第四三极管V4截止，第四双二极管VD4的第二引脚与第一引脚都接收0；并且485芯片的第四引脚与第四双二极管VD4的第二引脚连接，第四双二极管VD4的第一引脚与模块串口接收端连接，导致两者也都接收0。

本实施方式中，所述485数据发送模块包括MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块、485数据到MCU和模块的转换电路和485信号转换模块；其中MCU信号接收整形模块包括第五三极管V5、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第三电容C3和第十八电阻R18，所述第五三极管V5的集电极连接至单片机的RJ_RXD引脚，并还与第十六电阻R16的一端连接，所述第十六电阻R16的另一端接3.3V电源，所述第五三极管V5的基极与第三电容C3的一端连接，所述第三电容C3的一端还与第十七电阻R17的一端连接，所述第三电容C3的另一端连接至第十七电阻R17的另一端，所述第三电容C3的另一端还与第十八电阻R18的一端连接，所述第五三极管V5的发射极和第十八电阻R18的另一端都接GND，所述第十八电阻R18的一端还连接至MCU信号接收隔离传输模块；所述MCU信号接收隔离传输模块包括第一光耦E1、第十五电阻R15、第十四电阻R14，所述第一光耦E1设有4个引脚，所述第一光耦E1的第三引脚连接第十八电阻R18的一端，所述第一光耦E1的第四引脚连接第十五电阻R15的一端，所述第十五电阻R15的另一端接3.3V电源，所述第一光耦E1的第一引脚连接第十四电阻R14的一端，所述第十四电阻R14的另一端接5V电源，所述述第一光耦E1的第二引脚连接485数据到MCU和模块的转换电路；所述485数据到MCU和模块的转换电路包括第二双二极管VD2，所述第二双二极管VD2设有3个引脚，所述第二双二极管VD2的第二引脚连接第一光耦E1的第二引脚，所述第二双二极管VD2的第一引脚连接单片机RXD_M引脚，所述第二双二极管VD2的第三引脚连接至485信号转换模块；所述485信号转换模块包括485芯片N1、第六电阻R6、第七电阻R7、稳压二极管VD3、过电压保护电阻RT1，所述485芯片N1设有8个引脚，所述485芯片N1的第一引脚连接至第二双二极管VD2的第三引脚，所述485芯片N1的第5引脚连接第七电阻R7的一端，所述第七电阻R7的一端接EX_GND，所述第七电阻R7的另一端连接485芯片N1的第7引脚，所述485芯片N1的第8引脚连接第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的一端还连接5V电源，所述第六电阻R6的另一端连接485芯片N1的第6引脚，所述485芯片N1的第7引脚还与稳压二极管VD3的一端连接，所述485芯片N1的第6引脚还与稳压二极管VD3的另一端连接，所述稳压二极管VD3的一端连接至单片机的485B引脚，所述稳压二极管VD3的另一端连接至过电压保护电阻RT1的一端，所述过电压保护电阻RT1的另一端连接单片机的485A引脚；所述485芯片N1的第1引脚发送1，第二双二极管VD2的第1引脚和模块串口接收都接收1；第二双二极管VD2的第2引脚为1 ，第一光耦E1不动作，第五三极管V5截止，单片机接收脚RJ_RXD接收1；而当485芯片N1的第1引脚发送0，第二双二极管VD2的第1引脚和模块串口接收都接收0；第二双二极管VD2的第2引脚为1 ，第一光耦E1动作，第五三极管V5导通，单片机接收脚RJ_RXD接收0。

本实施方式中，所述模块数据发送电路包括MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块、模块数据到MCU和485的转换电路和模块发送电平转换模块；其中MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块为公用模块；所述模块数据到MCU和485的转换电路包括第一双二极管VD1，所述第一双二极管VD1设有3个引脚，所述第一双二极管VD1的第一引脚连接MCU信号接收隔离传输模块中第一光耦E1的第2引脚，所述第一双二极管VD1的第2引脚连接至485芯片N1的第4引脚，所述第一双二极管VD1的第3引脚连接模块发送电平转换模块；所述模块发送电平转换模块包括第二三极管V2、第四电阻R4、第三电阻R3、第一三极管V1、第二电阻R2、第五电阻R5、第一电阻R1，所述第二三极管V2的集电极连接第一双二极管VD1的第3引脚，所述第二三极管V2的集电极还连接第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端和第三电阻R3的一端都接5V电源，所述第二三极管V2的基极连接第一三极管V1的集电极，所述接第一三极管V1的集电极连接第三电阻R3的另一端，所述第一三极管V1的发射极、第二三极管V2的发射极和第五电阻R5的一端都接EX_GND，所述第一三极管V1的基极还与第五电阻R5的另一端相连，所述第五电阻R5的另一端连接第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端接3.3V电源，所述第一电阻R1的一端接单片机的TXD_M引脚；模块串口发送脚TXD_M发送1，经第一三极管V1与第二三极管V2电平转换，第一双二极管VD1的第3引脚为1 ，第一双二极管VD1的第2引脚为1,485芯片的第4引脚和485发送脚都为接收1；第一双二极管VD1的第1引脚为1，第一光耦E1不动作，第五三极管V5截止，单片机接收脚RJ_RXD接收1；而当模块串口发送脚TXD_M发送0，第一双二极管VD1的第3引脚为0 ，第一双二极管VD1的第2引脚为0,485芯片的第4引脚和485发送脚都接收0；第一双二极管VD1的第1引脚为0，第一光耦E1动作，第五三极管V5导通，单片机接收脚RJ_RXD接收0。

本实施方式中，所述485芯片发送接收模式控制电路包括第三三极管V3、第一电容C1、第八电阻R8、第九电阻R9，所述第三三极管V3的发射极接5V电源，所述第三三极管V3的集电极接第一电容C1的一端，所述第一电容C1的一端还与第九电阻R9的一端连接，所述第一电容C1的另一端和第九电阻R9的另一端都接EX_GND，所述第三三极管V3的基极连接第八电阻R8的一端，所述第八电阻R8的另一端接485芯片N1的第4引脚，所述第九电阻R9的一端还与485芯片N1的第2、3引脚连接；485芯片N1的第2、3引脚为发送接收模式控制脚,正常情况下，485芯片N1的第4引脚有电阻上拉，第三三极管V3截止，485芯片N1的第2、3引脚为0，485芯片N1处于发送状态；当模块或MCU向485芯片N1发送数据时，起始数据位为0，第三三极管V3导通，485芯片N1的第2、3引脚为1，485芯片N1处于接收状态。

本实施方式中，设置本发明使得电能表内无线模块与MCU以及485之间数据能两两相互传输，数据上传主站时，主表MCU发送数据，无线模块和RS485都能接收到数据，传到无线模块的数据上传电能表主站，传到RS485的数据下发到各从表，从表不回应；从表RS485电路发送数据经主表的RS485电路传到主表的无线模块和MCU，传到无线模块的数据上传电能表主站，传到主表MCU的数据，MCU接收后不回应；实现从表数据可以透传上报，不用经过主表的MCU，通讯电路简单，可靠性高，节省MCU资源，降低电能表成本，且使得维护成本低。

发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种组网通讯电路，其特征在于：包括485芯片发送接收模式控制电路、相互连接的MCU信号发送隔离传输模块和MCU信号发送波形整形模块、MCU数据到485和模块的转换电路、相互连接的模块发送电平转换模块和模块数据到MCU和485的转换电路、相互连接的485信号转换模块和485数据到MCU和模块的转换电路以及相互连接的MCU信号接收整形模块和MCU信号接收隔离传输模块；所述MCU数据到485和模块的转换电路还分别与MCU信号发送隔离传输模块和MCU信号发送波形整形模块连接，所述485芯片发送接收模式控制电路还与MCU数据到485和模块的转换电路连接，所述MCU数据到485和模块的转换电路还和与模块发送电平转换模块连接的模块数据到MCU和485的转换电路连接，所述模块数据到MCU和485的转换电路与485数据到MCU和模块的转换电路连接；所述与485数据到MCU和模块的转换电路连接的4855信号转换模块还与485芯片发送接收模式控制电路连接；所述相互连接的模块数据到MCU和485的转换电路与485数据到MCU和模块的转换电路还都与MCU信号接收隔离传输模块。

2.根据权利要求1所述的一种组网通讯电路，其特征在于：所述MCU信号发送隔离传输模块、MCU信号发送波形整形模块和MCU数据到485和模块的转换电路组成MCU数据发送模块用于发送传输MCU信号。

3.根据权利要求1所述的一种组网通讯电路，其特征在于：所述MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块、485数据到MCU和模块的转换电路和485信号转换模块组成485数据发送模块，所述MCU信号接收整形模块、MCU信号接收隔离传输模块、模块数据到MCU和485的转换电路和模块发送电平转换模块组成模块数据发送电路，其中MCU信号接收整形模块和MCU信号接收隔离传输模块为两者的公用模块。

4.根据权利要求1所述的一种组网通讯电路，其特征在于：所述模块发送电平转换模块用于3.3V电源转换为5V电源。