CN207924662U - 一种rs485集线器及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种RS485集线器及控制系统，属于电子电路技术领域。该RS485集线器应用于控制系统，控制系统还包括：控制终端。RS485集线器包括：电源模块、控制模块、无线通信模块以及至少一路485通讯单元。每路485通讯单元均包括：隔离电源、收发电路和485接口。485接口和收发电路连接，收发电路还分别与控制模块和隔离电源连接。电源模块分别与控制模块、无线通信模块以及每路485通讯单元中的隔离电源连接。该RS485集线器通过采用无线通信模块来与外部的控制终端进行数据通信，以便管理人员能远距离操作该RS485集线器的工作模式，及时性强。

Description

一种RS485集线器及控制系统

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，具体涉及一种RS485集线器及控制系统。

背景技术

随着485总线的应用越来越广泛，485总线系统也越来越大，越来越复杂。随着485总线系统的大而且复杂，导致485总线的稳定性也越来越差。使用485集线器可以很好的解决这些问题。RS485集线器是一种集成式的 RS485中继器，它不仅具有放大信号、提高总线驱动能力，同时它给用户提供了集成布线功能，使现场布线整齐。由RS485集线器构建网络时，RS485 集线器的内部总线上通过并联多个RS485设备进行通信。现有的RS485集线器的设备间485电源的兼容性较差，存在共模电压干扰等问题，设备间电源共地将导致设备或用户控制器内部与信号接口相连的电路损坏。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种RS485集线器及控制系统，以有效地改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种RS485集线器，应用于控制系统，所述控制系统还包括：控制终端，所述RS485集线器包括：电源模块、控制模块、与所述控制模块连接的无线通信模块以及与所述控制模块连接的至少一路485通讯单元。所述无线通信模块还与所述控制终端耦合，每路所述 485通讯单元均包括：隔离电源、收发电路和485接口。所述485接口和所述收发电路连接，所述收发电路还分别与所述控制模块和所述隔离电源连接。所述电源模块分别与所述控制模块、所述无线通信模块以及每路所述 485通讯单元中的隔离电源连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述485通讯单元为6路。

在本实用新型可选的实施例中，每路所述收发电路均采用AMD2483收发芯片。

在本实用新型可选的实施例中，所述无线通信模块为WiFi模块、ZigBee 模块、3G模块或4G模块。

在本实用新型可选的实施例中，所述控制模块为AVR处理器。

在本实用新型可选的实施例中，所述隔离电源采用B0505S－1W电源模块。

在本实用新型可选的实施例中，所述电源模块包括：电源接口、与所述电源接口连接的降压电路以及与所述降压电路连接的稳压电路，所述稳压电路分别与所述控制模块、所述无线通信模块以及每路所述485通讯单元中的隔离电源连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述稳压电路包括：第一稳压芯片，所述第一稳压芯片用于将所述降压电路输出的电压转换为5V电压输出。

在本实用新型可选的实施例中，所述稳压电路还包括：与所述第一稳压芯片连接的第二稳压芯片，所述第二稳压芯片用于将所述5V电压转换为 3.3V电压输出。

本实用新型实施例还提供了一种控制系统，包括：控制终端和上述的 RS485集线器，所述控制终端与所述无线通信模块耦合。

本实用新型实施例提供的RS485集线器及控制系统，该RS485集线器应用于控制系统，所述控制系统还包括：控制终端。所述RS485集线器包括：电源模块、控制模块、与所述控制模块连接的无线通信模块以及与所述控制模块连接的至少一路485通讯单元。每路所述485通讯单元均包括：隔离电源、收发电路和485接口。所述485接口和所述收发电路连接，所述收发电路还分别与所述控制模块和所述隔离电源连接。所述电源模块分别与所述控制模块、所述无线通信模块以及每路所述485通讯单元中的隔离电源连接。每个485接口均采用独立的隔离电源进行供电，以此来实现不同485接口之间的通讯隔离，避免存在共模电压干扰的问题。此外，通过采用无线通信模块来实现控制模块与外部的控制终端进行数据通信，以便管理人员能远距离操作该RS485集线器的工作模式，及时性强。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种控制系统的模块示意图。

图2示出了本实用新型实施例提供的图1中的RS485集线器的模块示意图。

图3示出了本实用新型实施例提供的图2中的485通讯单元的模块示意图。

图4示出了本实用新型实施例提供的图2中的电源模块的模块示意图。

图5示出了本实用新型实施例提供的图4中的稳压电路的电路原理图。

图标：20－控制系统；21－控制终端；10－RS485集线器；11－无线通信模块；12－控制模块；13－485通讯单元；131－隔离电源；132－收发电路；133－485 接口；14－电源模块；141－电源接口；142－降压电路；143－稳压电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种控制系统20，如图1所示。该控制系统 20包括：控制终端21和RS485集线器10。

该控制终端21与RS485集线器10耦合，以便管理人员远程控制该RS485 集线器10的工作模式，进一步地，管理人员根据查阅该控制终端21接收到的RS485集线器10发送的数据信息，在该数据信息存在异常或有需求时，通过控制终端21远程控制该RS485集线器10的工作模式。其中，该控制终端21包括但不限于手机、电脑等设备。

RS485集线器10是一种集成式的RS485中继器，它不仅具有放大信号、提高总线驱动能力，同时它给用户提供了集成布线功能，使现场布线整齐。本实施例中，如图2所示，该RS485集线器10包括：电源模块14、控制模块12、无线通信模块11以及至少一路485通讯单元13。其中，需要说明的是，本实施例中仅示出了包括6路485通讯单元13的RS485集线器10，但并不表示该RS485集线器10所包含的485通讯单元13的数量就是6路，其可以是1路、2路、3路、4路、5路、7路……等等，因此并不能将其理解成是对本实用新型的限制。

所述无线通信模块11与所述控制模块12连接，以及还用于与所述控制终端21耦合，以实现该为控制模块12与控制终端21的通信。控制模块 12可以通过该无线通信模块11将数据发送给控制终端21，控制终端21也可以通过该无线通信模块11发送控制指令去控制该控制模块12以及对该控制模块12进行调试、更新等操作。

其中，作为一种实施方式，该无线通信模块11可以是WiFi模块、ZigBee 模块、3G模块、4G模块，或者其他满足条件的无线传输模块。于本实施例中，优选地，所述无线通信模块11为3G模块，例如，可以是SIM6320C、 CEM631、CEM600、WIDEM8800、FWP103、K3G、WM9881等型号的3G模块。

此外，作为一种可选的实施方式，该无线通信模块11也可以采用有线的方式来代替，也即此时将该无线通信模块11替换为有线的串口通信模块。

所述控制模块12还与每路485通讯单元13进行通讯，即接收每路485 通讯单元13发送的数据，以及向每路485通讯单元13发送数据；同时，所述控制模块12还用于控制每路485通讯单元13的通信状态，也即控制每路485通讯单元13是处于接收数据状态，还是发送数据状态。此外，该控制模块12还通过无线通信模块11与控制终端21进行通信，具体请参阅上述对无线通信模块11的介绍，此处不再说明。

其中，所述控制模块12可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制模块12可以是通用处理器，包括中央处理器 (Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor， NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该控制模块12也可以是任何常规的处理器等。于本实施例中，优选地，该控制模块12可以是AVR系列的处理器，例如ATMEGA1284－AU 等型号。

所述485通讯单元13用于该RS485集线器10与多个外部设备进行数据交互，进一步地，外部设备可以通过该485通讯单元13向控制模块12 发送数据，该控制模块12也可以通过该485通讯单元13向外围设备发送数据。如图3所示，每路所述485通讯单元13均包括：隔离电源131、收发电路132和485接口133。由于每路485通讯单元13的结构相同，本实施例中，仅对一路485通讯单元13进行介绍，其余的485通讯单元13不再描述，其原理可以相互参阅。

为了避免各路485通讯单元13间相互干扰，每个485接口133均采用独立的隔离电源131进行供电，以此来实现不同485接口133之间的通讯隔离，避免存在共模电压干扰的问题。该隔离电源131用于为收发电路132 供电，该隔离电源131可以是5V的DC－DC隔离电源131，例如，采用 B0505S－1W电源模块14。

所述收发电路132与所述控制模块12连接，以及还与485接口133连接，用于将外围设备的发送的数据转发给控制模块12，以及将控制模块12 发送的数据换发给外围设备。该收发电路132可以根据控制模块12发送的控制指令来切换自身的通信状态，即使其处于数据接收状态还是处于数据发送状态。作为一种可选的实施方式，例如，在该收发电路132处于数据接收状态时，接收到控制模块12发送的第一指令将自身状态切换为数据发送状态，当接收到控制模块12发送的第二指令时，将自身状态又切换为数据接收状态。其中，作为一种实施方式，该收发电路132均采用AMD2483 收发芯片。可以理解的是，该收发电路132还可以采用类似于AMD2483收发芯片功能的芯片来代替，例如MAX485收发芯片。

其中，上述的第一指令和第二指令均为控制指令。其中，控制指令可以为一个电平信号，例如高电平或低电平。低电平表示电压值低于第一数值的电压，第一数值为行业内的一个常用数值。例如，一般对于TTL电路来说，第一数值为0.0V－0.4V，而对于CMOS电路来说，第一数值为0.0－0.1V。本实用新型实施例中，优选地，第一数值为0V，即低电平为0V。高电平表示电压值高于第二数值的电压，第二数值为行业内的一个常用数值。例如，一般对于TTL电路来说，第二数值为2.4V－5.0V，而对于CMOS电路来说，第二数值为4.99－5.0V。本实用新型实施例中，优选地，第二数值为3.3V，即高电平为3.3V。

所述电源模块14分别与所述控制模块12、所述无线通信模块11以及每路所述485通讯单元13中的隔离电源131连接，为其供电。本实施例中，作为一种可选的实施方式，如图4所示，所述电源模块14包括：电源接口 141、与所述电源接口141连接的降压电路142以及与所述降压电路142连接的稳压电路143，所述稳压电路143分别与所述控制模块12、所述无线通信模块11以及每路所述485通讯单元13中的隔离电源131连接。

通过电源线连接该电源接口141，即可将外部电源引入，再通过降压电路142将外部220V交流电转换为低压直流电输出，例如，转换为12V或24V 直流电输出。作为一种可选的实施方式，该降压电路142包括：变换器，用于将220V交流电转换为低压直流电输出。

所述稳压电路143用于将降压电路142输出的直流电转换为5V和/或 3.3V电压输出，以给相应的器件供电。作为一种可选的实施方式，如图5 所示，该稳压电路143包括第一稳压芯片U1和第二稳压芯片U2。所述第一稳压芯片U1用于将所述降压电路142输出的电压转换为5V电压输出，所述第二稳压芯片U2用于将所述5V电压转换为3.3V电压输出。此外，该稳压电路143还包括：第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、稳压二极管 D1、第三电阻R3、第二电容C2、第四电阻R4、第五电阻R5以及第三电容 C3。

其中，第一稳压芯片U1输出的电源用于为无线通信模块11和每路485 通讯单元13中的隔离电源131供电。该第二稳压芯片U2输出的电源用于为控制模块12供电。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种RS485集线器及控制系统，该RS485集线器应用于控制系统，所述控制系统还包括：控制终端。所述 RS485集线器包括：电源模块、控制模块、与所述控制模块连接的无线通信模块以及与所述控制模块连接的至少一路485通讯单元。每路所述485通讯单元均包括：隔离电源、收发电路和485接口。所述485接口和所述收发电路连接，所述收发电路还分别与所述控制模块和所述隔离电源连接。所述电源模块分别与所述控制模块、所述无线通信模块以及每路所述485 通讯单元中的隔离电源连接。其中，该电源模块包括：电源接口、与所述电源接口连接的降压电路以及与所述降压电路连接的稳压电路。所述稳压电路包括第一稳压芯片和第二稳压芯片。每个485接口均采用独立的隔离电源进行供电，以此来实现不同485接口之间的通讯隔离，避免存在共模电压干扰的问题。此外，通过采用无线通信模块来实现控制模块与外部的控制终端进行数据通信，以便管理人员能远距离操作该RS485集线器的工作模式，及时性强。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种RS485集线器，其特征在于，应用于控制系统，所述控制系统还包括：控制终端，所述RS485集线器包括：电源模块、控制模块、与所述控制模块连接的无线通信模块以及与所述控制模块连接的至少一路485通讯单元，所述无线通信模块还与所述控制终端耦合，每路所述485通讯单元均包括：隔离电源、收发电路和485接口；所述485接口和所述收发电路连接，所述收发电路还分别与所述控制模块和所述隔离电源连接；所述电源模块分别与所述控制模块、所述无线通信模块以及每路所述485通讯单元中的隔离电源连接。

2.根据权利要求1所述的RS485集线器，其特征在于，所述485通讯单元为6路。

3.根据权利要求1所述的RS485集线器，其特征在于，每路所述收发电路均采用AMD2483收发芯片。

4.根据权利要求1所述的RS485集线器，其特征在于，所述无线通信模块为WiFi模块、ZigBee模块、3G模块或4G模块。

5.根据权利要求1所述的RS485集线器，其特征在于，所述控制模块为AVR处理器。

6.根据权利要求1所述的RS485集线器，其特征在于，所述隔离电源采用B0505S－1W电源模块。

7.根据权利要求1－6任一项所述的RS485集线器，其特征在于，所述电源模块包括：电源接口、与所述电源接口连接的降压电路以及与所述降压电路连接的稳压电路，所述稳压电路分别与所述控制模块、所述无线通信模块以及每路所述485通讯单元中的隔离电源连接。

8.根据权利要求7所述的RS485集线器，其特征在于，所述稳压电路包括：第一稳压芯片，所述第一稳压芯片用于将所述降压电路输出的电压转换为5V电压输出。

9.根据权利要求8所述的RS485集线器，其特征在于，所述稳压电路还包括：与所述第一稳压芯片连接的第二稳压芯片，所述第二稳压芯片用于将所述5V电压转换为3.3V电压输出。

10.一种控制系统，其特征在于，包括：控制终端和如权利要求1－9任一项所述的RS485集线器，所述控制终端与所述无线通信模块耦合。