CN106950890B - 基于双485通讯的智能开关电路 - Google Patents

基于双485通讯的智能开关电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于双485通讯的智能开关电路，包括第一RS485接口电路、第二RS485接口电路、RS485总线接口、MCU控制芯片、DC‑DC转换电路以及控制开关电路；所述第一RS485接口电路、第二RS485接口电路的差分信号端与所述RS485总线接口电连接；所述第一RS485接口电路的数据接收端、数据发送端、使能端与MCU控制芯片电连接；所述第二RS485接口电路的数据发送端与MCU控制芯片电连接，使能端与MCU控制芯片、控制开关电路电连接；所述DC‑DC转换电路用于将外部输入的直流电压进行转换，以向整个智能开关电路供电。本发明解决了现有技术中的RS485智能开关无法同时双向通讯的问题。

Description

基于双485通讯的智能开关电路
技术领域
本发明涉及一种智能开关，更具体地说，它涉及一种基于双485通讯的智能开关电路。
背景技术
智能灯光控制系统以灯光亮度调节控制器为中心，一端连接受控灯源（必要时还要经过镇流、变压设备）；另一端连接各种控制模块（如无线遥控模块、触摸式终端、PC机），控制者通过控制器或专用软件界面，实现对受控灯源亮度的多种方式调节，包括灯光亮度渐变调节、受控灯源统一开关、定时控制、预设场景控制等，最终达到节约电能、方便使用、营造特殊环境气氛、降低灯具损耗等目的。系统通信通用RS485总线实现。在数据通信、计算机网络以及分布式控制系统中，经常采用串行通信来实现信息交换，RS485串行接口的电器标准实际上是RS422的变型，它属于OSI七层模型的物理层协议标准。由于性能优异、结构简单、组网容易，RS485总线得到越来越广泛的应用。RS485总线允许多个发送器连接到同一条总线上，增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线的共模范围。它采用了平衡传输方式，需要在传输线上接终端电阻。RS485总线只能工作在半双工方式，为保证通信的可靠性，在通信系统设计时，要根据通信要求制定合理的通信协议。RS485接口标准主要用于多站互联。现在许多仪表具有RS485通信接口。RS485协议的技术性能：传输速率最大为10Mbps；最大距离为1200m；高阻抗噪声的差分(有补偿线)传送；最高为256个节点；单组双绞线电缆上的双向主从通信；并行连接的节点、多工通信。
现有的RS485智能开关，一般只提供1路485通讯，当控制器下发指令控制时，因为受RS485总线方式限制，如果控制期间有其它RS485智能开关在进行按键切换，就无法将开关状态及时上报给控制器，并且还会干扰控制通讯效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于双485通讯的智能开关电路，解决了现有技术中的RS485智能开关无法同时双向通讯的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于双485通讯的智能开关电路，包括第一RS485接口电路、第二RS485接口电路、RS485总线接口、MCU控制芯片、DC-DC转换电路以及控制开关电路；所述第一RS485接口电路、第二RS485接口电路的差分信号端与所述RS485总线接口电连接；所述第一RS485接口电路的数据接收端、数据发送端、使能端与MCU控制芯片电连接；所述第二RS485接口电路的使能端与MCU控制芯片、控制开关电路电连接，数据发送端与MCU控制芯片电连接；所述DC-DC转换电路用于将外部输入的直流电压进行转换，以向整个智能开关电路供电。
通过以上技术方案：采用了双路RS485通讯，一路负责上下行通讯（控制器与智能开关进行数据交互），一路只负责上行通讯(智能开关向控制器上报开关状态)，如此一来，就不会存在智能开关无法上报开关状态的情况。
优选地，所述第一RS485接口电路、第二RS485接口电路的差分信号端与所述RS485总线接口之间还耦接有过流保护电路。
通过以上技术方案：能够避免因RS485总线中出现大电流而导致第一RS485接口电路、第二RS485接口电路损坏。
优选地，所述过流保护电路包括若干PTC电阻。
通过以上技术方案：当线路中出现大电流时，会使得PTC电阻的温度升高，相应的PTC电阻的阻值也会增加，对大电流进行限制，从而起到保护的作用。
优选地，所述第一RS485接口电路、第二RS485接口电路的差分信号端与所述RS485总线接口之间还耦接有过压保护电路。
通过以上技术方案：能够避免因RS485总线中出现过压时，导致第一RS485接口电路、第二RS485接口电路被烧毁。
优选地，所述过压保护电路采用陶瓷放电管。
通过以上技术方案：陶瓷放电管用陶瓷密闭封装，内部由两个或多个带间隙的金属电极，充以惰性气体氩气，氖气构成，当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管开始放电，由高阻抗变成低阻抗，使浪涌电压迅速短路至接近零电压，并将过电流释放入地，从而对后续电路起到保护作用。
优选地，所述RS485总线接口还电连接有稳压电路。
通过以上技术方案：可稳定线路上的电压，在一定程序上避免过压的情况出现。
优选地，所述稳压电路包括若干双向稳压二极管。
通过以上技术方案：双向二极管的正反两个方向都有稳压作用,就如同两个稳压二极管反向串连,它的两端不论正反那个反向达到了稳定电压(既其中一个稳压极管)的反向击穿电压都可以使得其两端的电压基本保持不变。
附图说明
图1为实施例中智能开关电路的模块原理图；
图2为实施例中MCU控制芯片的电路图；
图3为实施例中第一RS485接口电路的电路图；
图4为实施例中第二RS485接口电路的电路图；
图5为实施例中DC-DC转换电路的电路图。
附图标记：100、RS485总线接口；200、DC-DC转换电路；210、前端稳压滤波电路；220、降压芯片；230、后端滤波电路；300、第一RS485接口电路；400、第二RS485接口电路；500、控制开关电路；600、MCU控制芯片。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
参照图1，本实施例提供一种基于双485通讯的智能开关电路，其主要采用了两路RS485接口电路，每一路RS485接口电路均包括RS485接口芯片（一般为MAX485）及其相应的外围电路，由于RS485接口电路为现有技术，在此不再赘述。为了方便描述，以下分别称第一RS485接口电路300、第二RS485接口电路400。
首先，参照图2、图3，第一RS485接口电路300的差分信号端（RA、RB）依次通过PTC电阻（PTC1、PTC2）、陶瓷放电管W1与RS485总线接口100电连接，同时，差分信号端（RA、RB）还分别电连接有双向稳压二极管（Z1、Z2）；第一RS485接口电路300的数据接收端（RO端）、数据发送端（DI端）、使能端(DE端、/RE端)与MCU控制芯片600电连接。其中，RO端和DI端分别为RS485接口芯片中接收器的输出和驱动器的输入端，与MCU控制芯片600连接时只需分别与MCU控制芯片600的RXD和TXD相连即可；当/RE为逻辑0时，RS485接口芯片处于接收状态；当DE为逻辑1时，RS485接口芯片处于发送状态；图中以控制信号485EN1来控制。因此，第一RS485接口电路300受控于MCU控制芯片600，用于通过RS485总线接口100与控制器进行上下行通讯。
其次，参照图2、图4，第二RS485接口电路400的差分信号端（RA2、RB2）依次通过PTC电阻（PTC3、PTC4）、陶瓷放电管W2与RS485总线接口100电连接，同时，差分信号端（RA2、RB2）还分别电连接有双向稳压二极管（Z13、Z4）；第二RS485接口电路400的数据发送端（DI端）与MCU控制芯片600电连接，使能端(DE端、/RE端)与MCU控制芯片600、控制开关电路500电连接。因此，第二RS485接口电路400仅通过RS485总线接口100与控制器进行上行通讯。当控制开关电路500被操作时，控制开关电路500一方面向MCU控制芯片600发送状态信号485EN2，通知MCU控制芯片600向外接的继电器执行电路发送开关信号，另一方面，状态信号485EN2输入到第二RS485接口电路400的使能端(DE端、/RE端)，使第二RS485接口电路400处于发送状态；之后MCU控制芯片向第二RS485接口电路400的数据发送端输入状态数据，第二RS485接口电路400通过差分信号端（RA2、RB2）输入到RS485总线接口100，再上传至控制器。
参照图5，DC-DC转换电路200包括依次电连接的前端稳压滤波电路210、降压芯片220以及后端滤波电路230；其中，前端稳压滤波电路210从外部接收12V电压，12V电压经过降压芯片220的处理后，变为5V电压，5V电压用以给整个智能开关电路供电。

Claims (7)

1.一种基于双485通讯的智能开关电路，其特征是，包括第一RS485接口电路(300)、第二RS485接口电路(400)、RS485总线接口(100)、MCU控制芯片(600)、DC-DC转换电路(200)以及控制开关电路(500)；所述第一RS485接口电路(300)、第二RS485接口电路(400)的差分信号端与所述RS485总线接口(100)电连接；所述第一RS485接口电路(300)的数据接收端、数据发送端、使能端与MCU控制芯片(600)电连接；所述第二RS485接口电路(400)的使能端与MCU控制芯片(600)、控制开关电路(500)电连接，数据发送端与MCU控制芯片(600)电连接；所述DC-DC转换电路(200)用于将外部输入的直流电压进行转换，以向整个智能开关电路供电。
2.根据权利要求1所述的基于双485通讯的智能开关电路，其特征是，所述第一RS485接口电路(300)、第二RS485接口电路(400)的差分信号端与所述RS485总线接口(100)之间还耦接有过流保护电路。
3.根据权利要求2所述的基于双485通讯的智能开关电路，其特征是，所述过流保护电路包括若干PTC电阻。
4.根据权利要求1所述的基于双485通讯的智能开关电路，其特征是，所述第一RS485接口电路(300)、第二RS485接口电路(400)的差分信号端与所述RS485总线接口(100)之间还耦接有过压保护电路。
5.根据权利要求4所述的基于双485通讯的智能开关电路，其特征是，所述过压保护电路采用陶瓷放电管。
6.根据权利要求1所述的基于双485通讯的智能开关电路，其特征是，所述RS485总线接口(100)还电连接有稳压电路。
7.根据权利要求6所述的基于双485通讯的智能开关电路，其特征是，所述稳压电路包括若干双向稳压二极管。
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