CN207938172U - 一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置。本实用新型涉及一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置。多个无线传感器终端均通过无线通信模块连接智能网关的主机，所述的智能网关的主机通过以太网与工作站双向传输信号；多个无线传感器终端的无线传感节点和智能网关之间通过发送433MHZ通信进行通信。本实用新型用于基于Modbus的无线多传感器实时采集装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置。
背景技术
目前现场采集信息过程中多采用有线方式来解决数据的采集和传输，但是受地理环境和工作内容的限制，一些特殊地理环境不适合采用有线的施工方式、甚至根本无法实现。在这种情况下，采用无线数据传输方式可以摆脱线缆的束缚，并能够体现扩展性好、安装迅速、不需要的完成布线铺设网络等工作。
遇到数据采集点较远的场合，或现场不适合布线的情况下，采用有线的方式进行数据采集传输的成本上升，由于铺线过长，导致的系统采集和控制故障难以查找，使采集的环境信息数据受到影响，实用分析性不高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，无线传感器终端和采集主机之间通过无线通信433Mhz进行采集通信，使系统布置不受地理环境的限制，提高了布置监测点的方便性，采集主机和工作站之前通信以太网的形式进行传输，提高系统的可靠性。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，多个无线传感器终端均通过无线通信模块连接智能网关的主机，所述的智能网关的主机通过以太网与工作站双向传输信号；
多个无线传感器终端的无线传感节点和智能网关之间通过发送433MHZ通信进行通信。
所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，所述的无线通信模块的芯片U1的13号端连接天线，所述的芯片U1的14号端接地，所述的芯片U1的1号端接地，所述的芯片U1的5号端连接电容C1的一端、电容C2的一端与工作电压3.3V，所述的电容C1的另一端连接电容C2的另一端后接地，
所述的芯片U1的6号端连接单片机U2的9号端，
所述的芯片U1的7号端连接单片机U2的10号端，
所述的芯片U1的8号端连接单片机U2的11号端，
所述的芯片U1的9号端连接单片机U2的12号端，
所述的芯片U1的10号端连接单片机U2的13号端，
所述的芯片U1的11号端连接单片机U2的14号端，
所述的芯片U1的11号端接地；
所述的单片机U2的1号端连接电容C3的一端、电阻R3的一端与工作电压3.3V，所述的电容C3的另一端接地，
所述的单片机U2的3号端连接电容C5的一端与电阻R3的另一端，所述的电容C5的另一端接地
所述的单片机U2的18号端连接电容C6的一端与晶振Y1的一端，所述的单片机U2的18号端连接电容C4的一端与晶振Y1的另一端，所述的电容C4的另一端与电容C6的另一端连接后接地，
所述的单片机U2的20号端连接接地。
所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，所述的单片机U2的36号端连接芯片U2的12号端，
所述的单片机U2的27号端连接芯片U3的13号端，
所述的单片机U2的128号端连接芯片U3的17号端，
所述的单片机U2的129号端连接芯片U3的18号端，
所述的单片机U2的126号端连接芯片U3的16号端，
所述的单片机U2的44号端连接芯片U3的8号端，
所述的单片机U2的45号端连接芯片U3的7号端，
所述的单片机U2的43号端连接芯片U3的11号端，
所述的单片机U2的35号端连接芯片U3的14号端，
所述的单片机U2的26号端连接芯片U3的15号端，
所述的芯片U3的10号端串联电阻R30后接地，所述的芯片U3的24号端电阻R75接地，所述的芯片U3的21号端连接电阻R5的一端，
所述的芯片U3的20号端连接电阻R2的一端，
所述的芯片U3的23号端连接电阻R3的一端，
所述的芯片U3的22号端连接电阻R4的一端，
所述的芯片U3的3号端连接电阻R74的一端，
所述的芯片U3的2号端连接芯片U4的12号端与电阻R73的一端，
所述的芯片U3的9号端连接芯片U3的1号端、芯片U3的19号端后再连接电容C74的一端与电容C73的一端，
所述的电阻R5的另一端连接电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端、芯片U5的5号端、芯片U4的4号端与芯片U4的5号端，
所述的电容C74的另一端连接电容C73的另一端、电阻R73的另一端与电阻R74的另一端，
所述的芯片U5的4号端连接电阻R5，所述的芯片U5的3号端接地，
所述的芯片U4的8号端接地，所述的芯片U4的10号端连接电阻R6的一端，所述的芯片U4的11号端连接电阻R7的一端，所述的电阻R6的另一端连接电阻R7的另一端后接地，
所述的芯片U3的6号端连接电容C72的一端与电容C71的一端，所述的容C72的另一端连接电容C71的另一端、芯片U3的25号端后接地。
所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，所述的无线传感节点的单片机与采集传感器双向传输信号，所述的单片机与晶振电路双向传输信号，所述的单片机与供电电路双向传输信号，所述的单片机与复位电路双向传输信号，所述的单片机与无线收发模块双向传输信号。
所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，所述的智能网关的单片机与以太网收发模块双向传输信号，所述的单片机与晶振电路双向传输信号，所述的单片机与供电电路双向传输信号，所述的单片机与复位电路双向传输信号，所述的单片机与无线收发模块双向传输信号。
有益效果：
系统中采用的STM32单片机并植入了标准Modbus工业总线的从机协议栈，加入无线通信模块，进而通过无线的方式与接收端的智能网关通信，无线通信和有线通信相结合，并采用Socket轮循实时采集是本实用新型的特点。可广泛用于各种环境信息监控，并组网用于工业生产控制。
附图说明：
附图1是本实用新型的通信示意图。
附图2是本实用新型的发送和接收端的无线通信传输模块具体的电路图。
附图3是本实用新型的智能网关中心太网收发器的电路图。
附图4是本实用新型的无线传感节点的内部关系图。
附图5是本实用新型的智能网关的内部关系图。
具体实施方式：
实施例1
一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，多个无线传感器终端均通过无线通信模块连接智能网关的主机，所述的智能网关的主机通过以太网与工作站双向传输信号；
多个无线传感器终端的无线传感节点和智能网关之间通过发送433MHZ通信进行通信。
实施例2
实施例1所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，所述的无线通信模块的芯片U1的13号端连接天线，所述的芯片U1的14号端接地，所述的芯片U1的1号端接地，所述的芯片U1的5号端连接电容C1的一端、电容C2的一端与工作电压3.3V，所述的电容C1的另一端连接电容C2的另一端后接地，
所述的芯片U1的6号端连接单片机U2的9号端，
所述的芯片U1的7号端连接单片机U2的10号端，
所述的芯片U1的8号端连接单片机U2的11号端，
所述的芯片U1的9号端连接单片机U2的12号端，
所述的芯片U1的10号端连接单片机U2的13号端，
所述的芯片U1的11号端连接单片机U2的14号端，
所述的芯片U1的11号端接地；
所述的单片机U2的1号端连接电容C3的一端、电阻R3的一端与工作电压3.3V，所述的电容C3的另一端接地，
所述的单片机U2的3号端连接电容C5的一端与电阻R3的另一端，所述的电容C5的另一端接地
所述的单片机U2的18号端连接电容C6的一端与晶振Y1的一端，所述的单片机U2的18号端连接电容C4的一端与晶振Y1的另一端，所述的电容C4的另一端与电容C6的另一端连接后接地，
所述的单片机U2的20号端连接接地。
实施例3
实施例2所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，所述的单片机U2的36号端连接芯片U2的12号端，
所述的单片机U2的27号端连接芯片U3的13号端，
所述的单片机U2的128号端连接芯片U3的17号端，
所述的单片机U2的129号端连接芯片U3的18号端，
所述的单片机U2的126号端连接芯片U3的16号端，
所述的单片机U2的44号端连接芯片U3的8号端，
所述的单片机U2的45号端连接芯片U3的7号端，
所述的单片机U2的43号端连接芯片U3的11号端，
所述的单片机U2的35号端连接芯片U3的14号端，
所述的单片机U2的26号端连接芯片U3的15号端，
所述的芯片U3的10号端串联电阻R30后接地，所述的芯片U3的24号端电阻R75接地，所述的芯片U3的21号端连接电阻R5的一端，
所述的芯片U3的20号端连接电阻R2的一端，
所述的芯片U3的23号端连接电阻R3的一端，
所述的芯片U3的22号端连接电阻R4的一端，
所述的芯片U3的3号端连接电阻R74的一端，
所述的芯片U3的2号端连接芯片U4的12号端与电阻R73的一端，
所述的芯片U3的9号端连接芯片U3的1号端、芯片U3的19号端后再连接电容C74的一端与电容C73的一端，
所述的电阻R5的另一端连接电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端、芯片U5的5号端、芯片U4的4号端与芯片U4的5号端，
所述的电容C74的另一端连接电容C73的另一端、电阻R73的另一端与电阻R74的另一端，
所述的芯片U5的4号端连接电阻R5，所述的芯片U5的3号端接地，
所述的芯片U4的8号端接地，所述的芯片U4的10号端连接电阻R6的一端，所述的芯片U4的11号端连接电阻R7的一端，所述的电阻R6的另一端连接电阻R7的另一端后接地，
所述的芯片U3的6号端连接电容C72的一端与电容C71的一端，所述的容C72的另一端连接电容C71的另一端、芯片U3的25号端后接地。
实施例4
实施例1所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，所述的无线传感节点的单片机与采集传感器双向传输信号，所述的单片机与晶振电路双向传输信号，所述的单片机与供电电路双向传输信号，所述的单片机与复位电路双向传输信号，所述的单片机与无线收发模块双向传输信号。
实施例5
实施例1所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，所述的智能网关的单片机与以太网收发模块双向传输信号，所述的单片机与晶振电路双向传输信号，所述的单片机与供电电路双向传输信号，所述的单片机与复位电路双向传输信号，所述的单片机与无线收发模块双向传输信号。
选用体积小、功耗低、全能型的LAN8720A以太网收发器作为网关硬件系统的以太网外部PHY。LAN8720A集成flexPWR技术，内部集成1.2V线性调节器，拥有高于IEC规范的ESD保护水平以太网模块具体电路原理图如图3所示。STM32F407以太网通信接口模块是由CPU所内置的以太网MAC、专用10/100M PHY LAN8720A、HR911105A以及RJ45网口组成。以太网物理层器件LAN8720A作为TCP/IP协议的物理层器件。HR911105A作为RJ45网络接口器件。当上位机有数据要求时，数据先通过双绞线、HR911105A和STM32F407的以太网模块进入控制器，指令数据在其内部进行格式转换至SPI格式，然后通过SPI总线送至STM32F407,在STM32F407内实现SPI数据格式到以太网的转换。完成IP封装后的数据，经过STME32F407的以太网模块、LAN8720A及HR911105A接口和双绞线传送至上位机。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，其特征是：多个无线传感器终端均通过无线通信模块连接智能网关的主机，所述的智能网关的主机通过以太网与工作站双向传输信号；
多个无线传感器终端的无线传感节点和智能网关之间通过发送433MHZ通信进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，其特征是：所述的无线通信模块的芯片U1的13号端连接天线，所述的芯片U1的14号端接地，所述的芯片U1的1号端接地，所述的芯片U1的5号端连接电容C1的一端、电容C2的一端与工作电压3.3V，所述的电容C1的另一端连接电容C2的另一端后接地，
所述的芯片U1的6号端连接单片机U2的9号端，
所述的芯片U1的7号端连接单片机U2的10号端，
所述的芯片U1的8号端连接单片机U2的11号端，
所述的芯片U1的9号端连接单片机U2的12号端，
所述的芯片U1的10号端连接单片机U2的13号端，
所述的芯片U1的11号端连接单片机U2的14号端，
所述的芯片U1的11号端接地；
所述的单片机U2的1号端连接电容C3的一端、电阻R3的一端与工作电压3.3V，所述的电容C3的另一端接地，
所述的单片机U2的3号端连接电容C5的一端与电阻R3的另一端，所述的电容C5的另一端接地
所述的单片机U2的18号端连接电容C6的一端与晶振Y1的一端，所述的单片机U2的18号端连接电容C4的一端与晶振Y1的另一端，所述的电容C4的另一端与电容C6的另一端连接后接地，
所述的单片机U2的20号端连接接地。
3.根据权利要求2所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，其特征是：所述的单片机U2的36号端连接芯片U2的12号端，
所述的单片机U2的27号端连接芯片U3的13号端，
所述的单片机U2的128号端连接芯片U3的17号端，
所述的单片机U2的129号端连接芯片U3的18号端，
所述的单片机U2的126号端连接芯片U3的16号端，
所述的单片机U2的44号端连接芯片U3的8号端，
所述的单片机U2的45号端连接芯片U3的7号端，
所述的单片机U2的43号端连接芯片U3的11号端，
所述的单片机U2的35号端连接芯片U3的14号端，
所述的单片机U2的26号端连接芯片U3的15号端，
所述的芯片U3的10号端串联电阻R30后接地，所述的芯片U3的24号端电阻R75接地，所述的芯片U3的21号端连接电阻R5的一端，
所述的芯片U3的20号端连接电阻R2的一端，
所述的芯片U3的23号端连接电阻R3的一端，
所述的芯片U3的22号端连接电阻R4的一端，
所述的芯片U3的3号端连接电阻R74的一端，
所述的芯片U3的2号端连接芯片U4的12号端与电阻R73的一端，
所述的芯片U3的9号端连接芯片U3的1号端、芯片U3的19号端后再连接电容C74的一端与电容C73的一端，
所述的电阻R5的另一端连接电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端、芯片U5的5号端、芯片U4的4号端与芯片U4的5号端，
所述的电容C74的另一端连接电容C73的另一端、电阻R73的另一端与电阻R74的另一端，
所述的芯片U5的4号端连接电阻R5，所述的芯片U5的3号端接地，
所述的芯片U4的8号端接地，所述的芯片U4的10号端连接电阻R6的一端，所述的芯片U4的11号端连接电阻R7的一端，所述的电阻R6的另一端连接电阻R7的另一端后接地，
所述的芯片U3的6号端连接电容C72的一端与电容C71的一端，所述的容C72的另一端连接电容C71的另一端、芯片U3的25号端后接地。
4.根据权利要求1所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，其特征是：所述的无线传感节点的单片机与采集传感器双向传输信号，所述的单片机与晶振电路双向传输信号，所述的单片机与供电电路双向传输信号，所述的单片机与复位电路双向传输信号，所述的单片机与无线收发模块双向传输信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于Modbus的无线多传感器实时采集装置，其特征是：所述的智能网关的单片机与以太网收发模块双向传输信号，所述的单片机与晶振电路双向传输信号，所述的单片机与供电电路双向传输信号，所述的单片机与复位电路双向传输信号，所述的单片机与无线收发模块双向传输信号。
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