CN202735801U - Modbus通信集中器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种Modbus通信集中器，它包括壳体，设置在壳体上的通信接口以及设置在壳体内的中央控制单元、隔离电源模块、数据存储单元、485通信单元、CAN通信单元和以太网通信单元，所述通信接口包括485接口、CAN接口和以太网接口。本实用新型作为主机，可以连接大量支持RS485modbus从机协议的设备，通过简单的配置从机地址表就可以实现从机设备的数据采集；作为从机，有485接口，CAN接口和以太网接口，接口丰富，用CAN或以太网进行数据传输，不仅传输速度快，可靠性高，而且可以组网，将数据传输到主机端。本实用新型具有集成度高、可靠性强、配置灵活和维护成本低的特点，便于对大量终端设备进行集中管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数据集中器，尤其是一种应用于工业现场连接大量支持Modbus协议的Modbus通信集中器。
背景技术
目前在大多数工业控制现场，中央控制器需要连接大量的终端设备，比如电表，水表，气表等用户计量装置。这类终端设备一般都具备Modbus协议通信功能，由于种类多，数量大，对于中央控制器的设置和编程变得非常复杂；由于中央控制器的接口资源有限，往往将所有终端设备连接到一个通讯接口，如果一个终端设备接口出现故障，往往会造成整个通信网络瘫痪，这给后期维护带来不便。
实用新型内容
针对上述不足，本实用新型提供了一种Modbus通信集中器，其不仅集成度高、可靠性强，而且配置灵活、维护成本低。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种Modbus通信集中器，其特征是，包括壳体，设置在壳体上的通信接口以及设置在壳体内的中央控制单元、隔离电源模块、数据存储单元、485通信单元、CAN通信单元和以太网通信单元，所述隔离电源模块、数据存储单元、485通信单元、CAN通信单元和以太网通信单元分别与中央控制单元连接；所述通信接口包括485接口、CAN接口和以太网接口，所述485接口与485通信单元连接并接入外部的485总线，所述CAN接口与CAN通信单元连接并接入外部的CAN总线，所述以太网接口与以太网通信单元连接并接入外部的以太网总线。
进一步地，所述通信接口包括主机接口和从机接口，所述主机接口与从机设备连接，用以采集从机设备数据；所述从机接口与上位机连接，用以将数据上传。
进一步地，所述主机接口包括多路相互电气隔离并且支持标准Modbus通信协议的485接口。
进一步地，所述从机接口包括一路支持标准Modbus协议的RS485接口、一路支持CANModbus协议的CAN接口和一路支持TCP Modbus协议的以太网接口。
进一步地，所述中央控制单元包括ARM主控芯片STM32F107。
本实用新型的有益效果是，采用上述结构后，本实用新型作为主机，可以连接大量支持RS485modbus从机协议的设备，通过简单的配置从机地址表就可以实现从机设备的数据采集；作为从机，有485接口，CAN接口和以太网接口，接口丰富，用CAN或以太网进行数据传输，不仅传输速度快，可靠性高，而且可以组网，将数据传输到主机端。本实用新型具有集成度高、可靠性强、配置灵活和维护成本低的特点，便于对大量终端设备进行集中管理，增强了数据采集、处理和传输的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型一具体应用的结构示意图；
图2是本实用新型所述Modbus通信集中器的原理框图；
图3是本实用新型所述中央控制单元的电路原理图；
图4是本实用新型所述存储器单元的电路原理图；
图5是本实用新型所述485通信单元的电路原理图；
图6是本实用新型所述CAN通信单元的电路原理图；
图7是本实用新型所述以太网通信单元的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
图1是本实用新型一具体应用的结构示意图。如图1所示，本实用新型一具体应用在的工业现场，该工业现场包括多种终端设备，如电表、水表、气表、燃气表等用户计量表，每一种终端设备可以有多台，终端设备均具备RS485总线接口，同时支持标准Modbus协议。现场连线可以根据就近原则，将多台不同设备终端，按总线的连接方式连接到Modbus通信集中器的一个主机接口。Modbus通信集中器提供了多种从机接口，包括RS485从机接口，CAN总线从机接口，以太网从机接口，可以方便灵活的连接到上位机。所述的主机接口和从机接口之间，多路RS485主机接口之间都是电气隔离的，这样就保证了一路故障不会导致整个网络瘫痪，提高了整个系统的可靠性。
图2是本实用新型所述Modbus通信集中器的原理框图。如图2所示，本实用新型的一种Modbus通信集中器，包括壳体，设置在壳体上的通信接口以及设置在壳体内的中央控制单元、隔离电源模块、数据存储单元、485通信单元、CAN通信单元和以太网通信单元，所述隔离电源模块、数据存储单元、485通信单元、CAN通信单元和以太网通信单元分别与中央控制单元连接；所述通信接口包括485接口、CAN接口和以太网接口，所述485接口与485通信单元连接并接入外部的485总线，所述CAN接口与CAN通信单元连接并接入外部的CAN总线，所述以太网接口与以太网通信单元连接并接入外部的以太网总线。所述隔离电源模块将输入220V交流电转换为5V直流，为整个系统供电。其中，所述通信接口包括主机接口和从机接口，所述主机接口包括多路相互电气隔离并且支持标准Modbus通信协议的485接口，主机接口与从机设备连接，用以采集从机设备数据；所述从机接口包括一路支持标准Modbus协议的RS485接口、一路支持CAN Modbus协议的CAN接口和一路支持TCP Modbus协议的以太网接口，从机接口与上位机连接，用以将数据上传。
图3是本实用新型所述中央控制单元的电路原理图。如图3所示，所述中央控制单元U200采用的32位ARM主控芯片STM32F107，运算速度快，性价比高，并提供丰富的常用外设接口。
图4是本实用新型所述存储器单元的电路原理图。如图4所示，所述数据存储单元主要由一片EEPROM组成，将系统运行的配置数据和从机地址列表实时保存。
图5是本实用新型所述485通信单元的电路原理图。如图5所示，所述RS485通信电路主要由一片ADM2483芯片组成，该芯片是基于磁隔离技术的隔离型RS-485收发芯片，内部集成了三通道的数字隔离器，节点数可允许多达256个，最高传输速率可达500Kbps。D804、D805组成485接口防浪涌保护电路，提高电路的可靠性。电路中的两路电源为隔离电源。
图6是本实用新型所述CAN通信单元的电路原理图。如图6所示，所述CAN通信电路主要由一片SN65HV230芯片组成，该芯片适用于较高通讯速率、良好抗干扰能力和高可靠性CAN总线的串行通信。该收发器具有差分收发能力，最高速率可达1Mb/s，加之其电气连接十分简单，因而具有良好的实用性。广泛用于汽车、工业自动化、UPS控制等领域。电路中的两路电源为隔离电源。
图7是本实用新型所述以太网通信单元的电路原理图。如图7所示，所述以太网通信电路主要由一片以太网物理层芯片DP83848(U813)和以太网隔离变压器接口(J812)组成。DP83848是美国国家半导体公司生产的一款鲁棒性好、功能全、功耗低的10／100Mbps单路物理层(PHY)器件。它支持MII(介质无关接口)和RMII(精简的介质无关接口)，使设计更简单灵活；同时，支持10BASE～T和100BASE-TX以太网外设，对其他标准以太网解决方案有良好的兼容性和通用性。所述以太网隔离变压器型号为HR11105A，是自带LED灯的网络变压器，它在网络模块上所起的作用主要有两个：一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端；一是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。除此之外，还能对设备起到一定的防雷保护作用。
本实用新型旨在为连接大量支持Modbus协议的终端设备而设计。本实用新型设置了主机接口和从机接口，主机接口由多个RS485接口组成，通过系统预设通信地址和从机地址列表，实时采集连接的Modbus从机终端设备，并对采集到的数据重新整理和排列，并保存到数据存储器中；从机接口包括RS485从机接口、CAN总线接口和以太网接口，可以灵活得与上位机设备相连，实现数据地采集、集中整理和传送功能。
Claims (5)
1.一种Modbus通信集中器，其特征是，包括壳体，设置在壳体上的通信接口以及设置在壳体内的中央控制单元、隔离电源模块、数据存储单元、485通信单元、CAN通信单元和以太网通信单元，所述隔离电源模块、数据存储单元、485通信单元、CAN通信单元和以太网通信单元分别与中央控制单元连接；所述通信接口包括485接口、CAN接口和以太网接口，所述485接口与485通信单元连接并接入外部的485总线，所述CAN接口与CAN通信单元连接并接入外部的CAN总线，所述以太网接口与以太网通信单元连接并接入外部的以太网总线。
2.根据权利要求1所述的一种Modbus通信集中器，其特征是，所述通信接口包括主机接口和从机接口，所述主机接口与从机设备连接，用以采集从机设备数据；所述从机接口与上位机连接，用以将数据上传。
3.根据权利要求2所述的一种Modbus通信集中器，其特征是，所述主机接口包括多路相互电气隔离并且支持标准Modbus通信协议的485接口。
4.根据权利要求2所述的一种Modbus通信集中器，其特征是，所述从机接口包括一路支持标准Modbus协议的RS485接口、一路支持CAN Modbus协议的CAN接口和一路支持TCPModbus协议的以太网接口。
5.根据权利要求1或2所述的一种Modbus通信集中器，其特征是，所述中央控制单元包括ARM主控芯片STM32F107。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012203141544U CN202735801U (zh) | 2012-06-30 | 2012-06-30 | Modbus通信集中器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012203141544U CN202735801U (zh) | 2012-06-30 | 2012-06-30 | Modbus通信集中器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202735801U true CN202735801U (zh) | 2013-02-13 |
Family
ID=47661484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012203141544U Expired - Lifetime CN202735801U (zh) | 2012-06-30 | 2012-06-30 | Modbus通信集中器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202735801U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102736605A (zh) * | 2012-06-30 | 2012-10-17 | 李钢 | Modbus通信集中器 |
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2012
- 2012-06-30 CN CN2012203141544U patent/CN202735801U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: SHANDONG GOLDREAL ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: Li Gang Contract record no.: 2013370000062 Denomination of utility model: Modbus communication concentrator Granted publication date: 20130213 License type: Exclusive License Record date: 20130328 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130213 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |