CN106327841A - 一种通道转换仪 - Google Patents
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Abstract
本发明通道转换仪，包括数据接口、主控模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块、蓝牙模块和电源模块，数据接口连接RS232通信模块和RS485通信模块，RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块和蓝牙模块均连接主控模块，主控模块用于选择RS232通信模块、RS485通信模块或红外收发模块与待测设备通信，蓝牙模块用于与作业终端通信，电源模块为主控模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块和蓝牙模块供电。本发明在待测设备与作业终端之间形成信息交换通道，这样作业终端可以读取不同通信接口的待测设备的数据，节省多种抄读工具，使现场检测读表更加简便。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统工具领域，具体涉及一种通道转换仪，作为电力设备与作业终端之间的通信通道。
背景技术
目前远程电力抄表是通过采集器采集电能表数据并上传给集中器保存，集中器再定时将数据传送给抄表控制中心实现，如果电能表、采集器或集中器中有一设备出现故障，远程电力抄表将无法工作，需要运维人员到现场对这些设备进行检测并读取数据。而电能表、采集器和集中器等待测设备，没有统一的数据通信接口，有些使用RS232通信接口，有些使用RS485通信接口，有些使用红外通信接口，读取这些待测设备的数据需要与其通信接口匹配的不同的抄读工具，所以运维人员在现场进行检测和读取数据时，常常需要携带多种抄读工具，工作十分不便。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种通道转换仪，该通道转换仪可与不同通信接口类型的待测设备通信，连接在待测设备与作业终端之间充当信息交换通道，使得现场检测简单方便。
本发明的具体技术方案如下：一种通道转换仪，包括数据接口、主控模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块、蓝牙模块和电源模块，数据接口连接RS232通信模块和RS485通信模块，RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块和蓝牙模块均连接主控模块，主控模块用于选择RS232通信模块、RS485通信模块或红外收发模块与待测设备通信，蓝牙模块用于与作业终端通信；电源模块为主控模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块和蓝牙模块供电，电源模块与RS485通信模块之间还连接有电压转换电路，电压转换电路用于将电源模块输出的3.3V电压转换成5V电压提供给RS485通信模块。
通道转换仪通过RS485通信模块、RS232通信模块或红外通信模块与待测设备连接，通过蓝牙模块与作业终端连接，通道转换仪的主控模块分析蓝牙模块接收的来自作业终端的采集命令数据，选择RS485模块、RS232模块或红外通信模块将采集命令数据发送给待测设备，通道转换仪通过RS485通信模块、RS232通信模块或红外收发模块接收待测设备发送的数据，经主控模块处理后通过蓝牙模块传输给作业终端，这样通道转换仪在待测设备与作业终端之间形成信息交换通道，作业终端可以读取不同通信接口的待测设备的数据，节省多种抄读工具，使现场检测读表更加简便。
进一步，所述电源模块包括充电接口、充电芯片、电池、开关电路和提示电路，充电芯片连接在充电接口与电池之间，电池连接开关电路的第一端，开关电路的第二端连接主控模块、RS232通信模块、电压转换电路、红外收发模块和蓝牙模块；提示电路与充电芯片和主控模块相连，提示电路用于根据充电芯片发送的充电状态信号和主控模块发送的电池状态信号发出提示。
通道转换仪采用电池供电，并可通过充电接口连接外部电源给电池充电，设计提示电路与充电芯片和主控模块相连，正在充电、充电结束、电池电压过低或电池电压正常时均发出不种的提示，方便用户知晓通道转换仪的状态，在其电量低时及时充电，保证工作效率。
进一步，所述提示电路包括双色发光二极管LED2和四个三极管，双色发光二极管LED2的公共阳极引脚连接开关电路的第一端，双色发光二极管LED2的第一阴极引脚连接三极管Q2和三极管Q4的集电极，三极管Q2的发射极连接充电芯片，三极管Q4的基极连接主控模块，双色发光二极管LED2的第二阴极引脚连接三极管Q3和三极管Q5的集电极，三极管Q3的发射极连接充电芯片，三极管Q5的基极连接主控模块，三极管Q2和三极管Q3的基极分别通过两个电阻与充电接口连接，三极管Q4和三极管Q5的发射极均接地。
利用充电芯片和主控模块输出高低电平，通过三极管通断分别点亮双色发光二极管的两个不同颜色的灯管作为状态的提示，提示效果明显且电路简单。
进一步，所述RS485通信模块包括RS485收发芯片，RS485收发芯片的R、D引脚分别连接主控模块，RS485收发芯片的A、B引脚分别连接数据接口；所述RS485通信模块还包括由瞬态电压抑制管TVS1、开关二极管V1和开关二极管V2组成的输出接口电路，瞬态电压抑制管TVS1连接在A、B引脚之间，A引脚通过开关二极管V1分别连接电压转换电路提供的电源和电源地，B引脚通过开关二极管V2分别连接电压转换电路提供的电源和电源地。
由瞬态电压抑制管TVS1、开关二极管V1和开关二极管V2组成的输出接口电路连接在RS485收发芯片的输出端，防止误接强电导致RS485收发芯片损坏。
进一步，所述数据接口为USB数据接口，充电接口为USB充电接口。
本发明的有益效果：本发明通道转换仪集成RS485通信模块、RS232通信模块、红外通信模块和蓝牙通信模块，可选择RS485通信模块、RS232通信模块或红外通信模块与待测设备通信，通过蓝牙模块与作业终端通信，本发明在待测设备与作业终端之间形成信息交换通道，这样作业终端可以读取不同通信接口的待测设备的数据，节省多种抄读工具，使现场检测读表更加简便。
附图说明
图1是本发明的原理结构示意图。
图2是本发明电源模块的原理结构示意图。
图3是本发明具体实施例的电源模块电路图。
图4是本发明具体实施例的RS485通信模块电路图。
图5为本发明具体实施例的主控模块数据处理流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明通道转换仪，包括数据接口、主控模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块、蓝牙模块和电源模块，数据接口连接RS232通信模块和RS485通信模块，RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块和蓝牙模块均连接主控模块，主控模块用于选择RS232通信模块、RS485通信模块或红外收发模块与待测设备通信，蓝牙模块用于与作业终端通信；电源模块为主控模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块和蓝牙模块供电，电源模块与RS485通信模块之间还连接有电压转换电路，电压转换电路用于将电源模块输出的3.3V电压转换成5V电压提供给RS485通信模块。
如图2所示，所述电源模块包括充电接口、充电芯片、电池、开关电路和提示电路，充电芯片连接在充电接口与电池之间，电池连接开关电路的第一端，开关电路的第二端连接负载，本发明的负载包括主控模块、RS232通信模块、电压转换电路、红外收发模块和蓝牙模块；提示电路与充电芯片和主控模块相连，提示电路用于根据充电芯片发送的充电状态信号和主控模块发送的电池状态信号发出提示。通道转换仪采用电池供电，并可通过充电接口连接外部电源给电池充电，设计提示电路与充电芯片和主控模块相连，正在充电、充电结束、电池电压过低或电池电压正常时均发出不种的提示，方便用户知晓通道转换仪的状态，在其电量低时及时充电，保证工作效率。
主控模块采用带有4个以上UART口的处理芯片，RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块与蓝牙模块分别连接处理芯片的4个UART口，处理芯片的COM口连接提示电路，处理芯片判断电池电压的状态并通过COM口向提示电路发出欠压状态信号或正常状态信号。
优选地，如图3所示，提示电路包括双色发光二极管LED2，双色发光二极管的公共阳极引脚连接主控模块，双色发光二极管的第一阴极引脚连接三极管Q2和三极管Q4的集电极，三极管Q2的发射极连接充电芯片的充电状态指示引脚，三极管Q4的基极连接处理芯片的COM1引脚，双色发光二极管的第二阴极管脚连接三极管Q3和三极管Q5的集电极，三极管Q3的发射极连接充电芯片的充电结束指示引脚，三极管Q5的基极连接处理芯片的COM0引脚，三极管Q2和三极管Q3的基极分别通过两个电阻与充电接口连接，三极管Q4和三极管Q5的发射极均接地。利用充电芯片或主控模块输出高低电平，使得三极管通断分别点亮双色发光二极管的两个不同颜色的灯管作为状态的提示，提示明显且电路简单。
优选地，如图4所示，RS485通信模块包括RS485收发芯片、输出接口电路和隔离电路，RS485收发芯片的R、D引脚通过隔离电路连接主控模块，RS485收发芯片的A、B引脚分别连接输出接口电路和数据接口。隔离电路包括两个光耦U1和U2，光耦U1和U2分别连接在RS485收发芯片的R、D引脚与主控模块之间。输出接口电路包括瞬态电压抑制管TVS1、开关二极管V1和开关二极管V2，瞬态电压抑制管TVS1连接在A、B引脚之间连接，A引脚通过开关二极管V1分别连接电压转换电路提供的电源和电源地，B引脚通过开关二极管V2分别连接电压转换电路提供的电源和电源地。
优选地，所述数据接口为USB数据接口，充电接口为USB充电接口。
本发明中RS485通信模块、RS232通信模块、红外收发模块和蓝牙模块均可使用常见的电路模块。
使用本发明通道转换仪进行采集时，若待测设备为RS485通信接口或RS232通信接口，使用RS485数据线或RS232数据线，一端连接待测设备，另一端连接通道转换仪的数据接口，待测设备为红外通信接口时，通道转换仪通过红外通信模块与待测设备无线连接，这样待测设备与通道转换仪之间即可进行数据交换；通道转换仪通过蓝牙模块与作业终端无线连接，这样通道转换仪与作业终端之间即可进行数据交换。
开始采集时，作业终端向通道转换仪发送采集命令数据，如图4所示，通道转换仪的主控模块监听其连接蓝牙模块的UART口，一旦接收到作业终端发送的数据，便对数据帧进行校验，若符合376.1协议则转至RS232通信模块发出，若符合645协议则转至RS485通信模块发出，进行多次波特率自适应后若未收到待测设备的回复，则将数据转至红外收发模块发出，进行多次波特率自适应后若仍未收到待测设备的回复，采集失败。待测设备收到采集命令后将数据发送给通道转换仪，通道转换仪再将数据发送给作业终端，通道转换仪成为作业终端与待测设备之间的信息交换通道。其中通道转换仪的RS485通信模块可适应1200、2400、4800和9600波特率，红外通信模块可适应1200和2400波特率，RS232通信模块可适应2400、4800和9600波特率。
Claims (5)
1.一种通道转换仪，其特征在于，包括数据接口、主控模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块、蓝牙模块和电源模块，数据接口连接RS232通信模块和RS485通信模块，RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块和蓝牙模块均与主控模块连接，主控模块用于选择RS232通信模块、RS485通信模块或红外收发模块与待测设备通信，蓝牙模块用于与作业终端通信；电源模块为主控模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外收发模块和蓝牙模块供电，电源模块与RS485通信模块之间还连接有电压转换电路，电压转换电路用于将电源模块输出的3.3V电压转换成5V电压提供给RS485通信模块。
2.根据权利要求1所述的通道转换仪，其特征在于，所述电源模块包括充电接口、充电芯片、电池、开关电路和提示电路，充电芯片连接在充电接口与电池之间，电池连接开关电路的第一端，开关电路的第二端连接主控模块、RS232通信模块、电压转换电路、红外收发模块和蓝牙模块；提示电路与充电芯片和主控模块相连，提示电路根据充电芯片发送的充电状态信号和主控模块发送的电池状态信号发出提示。
3.根据权利要求2所述的通道转换仪，其特征在于，所述提示电路包括双色发光二极管LED2和四个三极管，双色发光二极管LED2的公共阳极引脚连接开关电路的第一端，双色发光二极管LED2的第一阴极引脚连接三极管Q2和三极管Q4的集电极，三极管Q2的发射极连接充电芯片，三极管Q4的基极连接主控模块，双色发光二极管LED2的第二阴极引脚连接三极管Q3和三极管Q5的集电极，三极管Q3的发射极连接充电芯片，三极管Q5的基极连接主控模块，三极管Q2和三极管Q3的基极分别通过两个电阻与充电接口连接，三极管Q4和三极管Q5的发射极均接地。
4.根据权利要求1所述的通道转换仪，其特征在于，所述RS485通信模块包括RS485收发芯片，RS485收发芯片的R、D引脚分别连接主控模块，RS485收发芯片的A、B引脚分别连接数据接口；所述RS485通信模块还包括由瞬态电压抑制管TVS1、开关二极管V1和开关二极管V2组成的输出接口电路，瞬态电压抑制管TVS1连接在A、B引脚之间，A引脚通过开关二极管V1分别连接电压转换电路提供的电源和电源地，B引脚通过开关二极管V2分别连接电压转换电路提供的电源和电源地。
5.根据权利要求1所述的通道转换仪，其特征在于，所述数据接口为USB数据接口，充电接口为USB充电接口。
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