CN206020363U - 二线制总线探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种二线制总线探测器，它包括电源载波总线和探测单元，所述探测单元包括MCU控制器和分别与所述MCU控制器连接的传感器、电源电路、接收调制转换电路、发送调制转换电路；所述电源电路为所述MCU控制器提供电源并接入所述电源载波总线，所述接收调制转换电路与所述MCU控制器连接并接入所述电源载波总线，所述发送调制转换电路与所述MCU控制器连接并接入所述电源载波总线。该二线制总线探测器具有设计科学、实用性强、成本低、安全可靠的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种探测器，具体的说，涉及了一种二线制总线探测器。
背景技术
传统的气体探测器一般使用四线制RS485总线或三线制4~20mA分线方式与控制器或服务器相连。现有技术中四线制RS485总线方式集中供电，由于使用现场环境复杂，对布线有较严格要求，通讯不稳定时有发生，而且4芯电源线成本较高；三线制4~20mA采用三线制电流环方式，控制器不能对探测器参数设置，而且每一个探测器需要一路控制器相连，过多地布线增加了施工难度，线路成本较高。目前市场上的二线制气体探测器，采用依旧是电流环方式，而且大多采用的是集成IC设计思路，使用多种芯片，产品成本较高。另外，无论RS485还是4~20mA供电或信号均有极性要求，线序接错将不能工作或致使产品破坏。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、成本低、安全可靠的二线制总线探测器。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种二线制总线探测器，它包括电源载波总线和探测单元，所述探测单元包括MCU控制器和分别与所述MCU控制器连接的传感器、电源电路、接收调制转换电路、发送调制转换电路；所述电源电路为所述MCU控制器提供电源并接入所述电源载波总线，所述接收调制转换电路与所述MCU控制器连接并接入所述电源载波总线，所述发送调制转换电路与所述MCU控制器连接并接入所述电源载波总线。
基于上述，所述电源电路包括桥式整流电路和LDO芯片，所述电源载波总线依次通过所述桥式整流电路和所述LDO芯片为所述MCU控制器供电；其中，所述LDO芯片的Vin端口和Vout端口分别通过外接电容与所述LDO芯片的GND端口连接，所述GND端口接地。
基于上述，所述接收调制转换电路包括电源、稳压二极管、电阻R16、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、三极管Q2和三极管Q3；所述桥式整流电路输出端的正极依次通过所述稳压二极管DZ1和所述电阻R16连接所述三极管Q2的基极，所述电阻R15并接在所述三极管Q2的基极和发射极两端，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R17接至电源，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R20连接所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极通过所述电阻R19接至电源，所述三极管Q3的集电极还通过所述电阻R18连接到所述MCU控制器，所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q3的发射极分别连接所述桥式整流电路输出端的负极并接地。
基于上述，所述接收调制转换电路包括电源、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、二极管D1、三极管Q1和三极管Q4；所述MCU控制器通过所述电阻R11连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q4的基极还依次通过电阻R11和R12连接至所述电源，所述三极管Q4的发射极连接所述桥式整流电路输出端的负极，所述三极管Q4的集电极通过电阻R13连接至所述电源，所述三极管Q4的集电极还连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极通过所述二极管D1连接所述桥式整流电路输出端的正极，所述三极管Q1的发射极通过电阻R14接至所述桥式整流电路输出端的负极；其中，所述二极管D1的阴极接至所述三极管Q1的集电极，所述二极管D1的阳极接至所述桥式整流电路输出端的正极，所述桥式整流电路输出端的负极接地。
基于上述，所述传感器为低功耗气体传感器。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型采用的二线制总线同时为探测器提供电源和信号，并采用分离元件组建电路，减小施工和用料成本的同时，有效减少施工现场线缆的复杂程度；另外，通过在电源电路中加入桥式整流电路，使得电源电路和总线的连接不区分极性，有效减少接错率，提高了施工效率，其具有设计科学、实用性强、成本低、安全可靠的优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意框图。
图2是本实用新型的电源电路结构示意图。
图3是本实用新型的接收调制转换电路结构示意图。
图4是本实用新型的发送调制转换电路结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种二线制总线探测器，它包括电源载波总线和探测单元，所述探测单元包括MCU控制器和连接所述MCU控制器的传感器；所述电源载波总线通过电源电路为所述MCU控制器和所述传感器提供电源，所述MCU控制器通过接收调制转换电路接收所述电源载波总线的信号，所述MCU控制器通过发送调制转换电路将所述传感器检测到的信号调制成电流信号加载到所述电源载波总线上。
实际中，所述传感器为低功耗气体传感器。
如图2所示，所述电源电路包括桥式整流电路和LDO芯片，所述电源载波总线依次通过所述桥式整流电路和所述LDO芯片为所述MCU控制器供电；其中，所述LDO芯片的Vin端口和Vout端口分别通过外接电容与GND端口连接，所述GND端口接地。优选地，所述电源电路还包括两个用于抑制浪涌的稳压二极管，两个所述稳压二极管反向串接后并接在所述桥式整流电路的输入端。
所述电源载波总线的两条线上电压不相等，所述电源载波总线的一条线通过电阻R21连接所述桥式整流电路的一个输入端，所述电源载波总线的另一条线通过电阻R22连接所述桥式整流电路的另一个输入端，电阻R21和电阻R22阻值相等，两个稳压二极管反向串接后与电阻R21、所述桥式整流电路、电阻R22并联；所述桥式整流电路输出端的负极连接所述LDO芯片的GND端口，所述桥式整流电路输出端的正极通过稳压二极管DZ2连接所述LDO芯片的Vin端口，所述稳压二极管DZ2的正极接所述LDO芯片的Vin端口，所述LDO芯片的Vin端口通过电容C1连接所述LDO芯片的GND端口，所述LDO芯片的Vout端口分别通过电容C2和电容C3连接GND端口，所述电容C2和所述电容C3并联，所述GND端口接地，所述Vout端口输出稳定电压Vcc，所述Vout端口连接所述MCU控制器，为所述MCU控制器和所述传感器提供稳定电压。
如图3所示，所述接收调制转换电路具体为：所述桥式整流电路输出端的正极分别通过稳压二极管DZ1和电阻R16连接三极管Q2的基极，所述稳压二极管DZ1的阴极接所述桥式整流电路输出端的正极，电阻R15并接在三极管Q2的基极和发射极两端，所述稳定电压Vcc分别通过电阻R17连接三极管Q2的集电极、通过电阻R19连接三极管Q3的集电极，三极管Q2的集电极和三极管Q3的基极还通过电阻R20连接，所述三极管的集电极还通过电阻R18连接所述MCU控制器，所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q3的发射极分别连接所述桥式整流电路输出端的负极并接地。
所述桥式整流电路输出端的正极电压低于所述稳压二极管DZ1的击穿电压时，所述三极管Q2截止，所述三极管Q3导通，所述MCU控制器的输入端为低电平；所述桥式整流电路输出端的正极电压高于所述稳压二极管DZ1的击穿电压时，所述三极管Q2导通，所述三极管Q3截止，所述MCU控制器的输入端为高电平。
如图4所示，所述发送调制转换电路具体为：所述MCU控制器通过所述电阻R11连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q4的基极还依次通过电阻R11和R12连接至所述稳定电压Vcc，所述三极管Q4的发射极连接所述桥式整流电路输出端的负极，所述三极管Q4的集电极通过电阻R13连接至所述稳定电压Vcc，所述三极管Q4的集电极还连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极通过所述二极管D1连接所述桥式整流电路输出端的正极，所述三极管Q1的发射极通过电阻R14接至所述桥式整流电路输出端的负极；其中，所述二极管D1的阴极接至所述三极管Q1的集电极，所述二极管D1的阳极接至所述桥式整流电路输出端的正极，所述桥式整流电路输出端的负极接地。
所述MCU控制器发送低电平信号时，所述三极管Q4截止，所述三极管Q1导通，且所述三极管Q1工作在放大状态，所述桥式整流电路输出端的正极通过二极管D1、三极管Q1和电阻R14与所述桥式整流电路输出端的负极线构成电流回路，所述电源载波总线上的电流被拉低；所述MCU控制器发送高电平信号时，所述三极管Q4导通，所述三极管Q1截止，所述电源载波总线上的电流大小不变。数据中心根据所述电源载波总线上电流大小的变化，解调获知所述MCU控制器发送的信号。
所述接收调制转换电路解调所述电源载波总线的电压信号，所述发送调制转换电路将所述MCU控制器发送的信号转化为电流的大小变化，数据中心通过采样判断来解读所述MCU控制器的发送信号，使得所述电源载波总线上的发送信号和接收信号之间互不影响。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种二线制总线探测器，其特征在于：它包括电源载波总线和探测单元，所述探测单元包括MCU控制器和分别与所述MCU控制器连接的传感器、电源电路、接收调制转换电路、发送调制转换电路；所述电源电路为所述MCU控制器提供电源并接入所述电源载波总线，所述接收调制转换电路与所述MCU控制器连接并接入所述电源载波总线，所述发送调制转换电路与所述MCU控制器连接并接入所述电源载波总线。
2.根据权利要求1所述的二线制总线探测器，其特征在于：所述电源电路包括桥式整流电路和LDO芯片，所述电源载波总线依次通过所述桥式整流电路和所述LDO芯片为所述MCU控制器供电；其中，所述LDO芯片的Vin端口和Vout端口分别通过外接电容与所述LDO芯片的GND端口连接，所述GND端口接地。
3.根据权利要求2所述的二线制总线探测器，其特征在于：所述接收调制转换电路包括电源、稳压二极管、电阻R16、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、三极管Q2和三极管Q3；所述桥式整流电路输出端的正极依次通过所述稳压二极管DZ1和所述电阻R16连接所述三极管Q2的基极，所述电阻R15并接在所述三极管Q2的基极和发射极两端，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R17接至电源，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R20连接所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极通过所述电阻R19接至电源，所述三极管Q3的集电极还通过所述电阻R18连接到所述MCU控制器，所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q3的发射极分别连接所述桥式整流电路输出端的负极并接地。
4.根据权利要求3所述的二线制总线探测器，其特征在于：所述接收调制转换电路包括电源、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、二极管D1、三极管Q1和三极管Q4；所述MCU控制器通过所述电阻R11连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q4的基极还依次通过电阻R11和R12连接至所述电源，所述三极管Q4的发射极连接所述桥式整流电路输出端的负极，所述三极管Q4的集电极通过电阻R13连接至所述电源，所述三极管Q4的集电极还连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极通过所述二极管D1连接所述桥式整流电路输出端的正极，所述三极管Q1的发射极通过电阻R14接至所述桥式整流电路输出端的负极；其中，所述二极管D1的阴极接至所述三极管Q1的集电极，所述二极管D1的阳极接至所述桥式整流电路输出端的正极，所述桥式整流电路输出端的负极接地。
5.根据权利要求4所述的二线制总线探测器，其特征在于：所述传感器为气体传感器。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108693329A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-23 | 成都农业科技职业学院 | 一种基于二线制总线的土壤监测系统 |
| CN108701073A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-10-23 | 庄铁铮 | 一种方便调试的电子装置、系统及方法 |
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