CN210428806U

CN210428806U - 一种采用rs485的低功耗远距离有线数字通讯系统

Info

Publication number: CN210428806U
Application number: CN201921717389.6U
Authority: CN
Inventors: 高山
Original assignee: Sichuan Guoxin Huitong Electric Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Guoxin Huitong Electric Technology Co ltd
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2029-10-14

Abstract

本实用新型适用于电力监测技术领域，提供了一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，包括主机和从机，所述主机和所述从机采用电缆相互通讯，所述主机包含主机侧单片和触发信号发送电路，所述从机包含从机侧单片和触发信号接收电路，所述主机侧单片机在被唤醒后，所述触发信号发送电路可以向所述触发信号接收电路发送一个电压触发信号，在所述触发信号接收电路接收到所述电压触发信号后，所述从机侧单片机被唤醒。该通讯系统功耗极低，能够使用在电池供电的环境中进行远距离的收发数据，解决了RS485收发电路功耗比较大，不适合用在电池供电环境下进行远距离传输的问题。

Description

一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统

技术领域

本实用新型属于电力监测技术领域，尤其涉及一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统。

背景技术

在电力监测领域，有很多监测数据需要通过电缆进行远距离传输，由于RS485通讯方式具有组网灵活、通讯距离远、传输可靠的优点，因此，RS485通讯方式在电力监测领域大量使用。但是在当前的应用中，RS485通讯方式虽然具有上述优点，但是也存在传输与接收时功耗较大的缺点。例如当前广泛使用的低功耗RS485接口芯片SP3485，在无负载、处于接收状态的时候，消耗电流为2mA，在发送状态时，消耗电流高达40mA。

在实际应用中，由于电力监测的通讯系统不方便供电，往往采用电池供电，通讯设备与采集设备距离较远，在平时状态时，通讯设备与采集设备均处于休眠状态，消耗电流低至几十微安，在需要采集数据时，唤醒通讯设备，然后采集设备将数据发送给通讯设备，进而发送到数据中心；如果通讯设备在没有接收或发送数据需求的期间仍处于处于待机状态，将会造成巨大的功耗，会使工作人员进行频繁的电池更换，耗时耗力。

总之，普通的RS485传输方式，在接收或发送数据时功耗都比较高，在待机时功耗也太高，因此，普通的RS485收发电路不适合直接使用在电池供电的现场环境中。

因此，本实用新型旨在提供一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，其功耗极低，能够使用在电池供电的环境中进行远距离的收发数据，解决了RS485收发电路功耗比较大，不适合用在电池供电环境下进行远距离传输的问题。

本实用新型是这样实现的，提供了一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，包括主机和从机，主机和从机采用电缆相互通讯，主机包含主机侧单片和触发信号发送电路，从机包含从机侧单片和触发信号接收电路，主机侧单片机在被唤醒后，触发信号发送电路可以向触发信号接收电路发送一个电压触发信号，在触发信号接收电路接收到电压触发信号后，从机侧单片机被唤醒。因此，在不需要主机或从机工作时，通讯系统中的主机侧单片机、主机侧RS485收发电路均不会消耗主机侧电池的电量，从机侧单片机、从机侧RS485收发电路均不会消耗从机侧电池的电量，整个通讯设备处于一个低功耗的状态，较大程度地节省了电量，延长了电池的使用时间。

进一步地，为了保障主机的低功耗，主机还包含主机侧电池、主机侧RS485收发电路电池开关、主机侧RS485收发电路，主机侧单片机的电池接口和主机侧RS485收发电路电池开关的输入端分别连接在主机侧电池上，主机侧RS485收发电路的电池接口连接在主机侧RS485收发电路电池开关的输出端，主机侧RS485收发电路和触发信号发送电路连接到主机侧单片机上。

进一步地，为了保障从机的低功耗，从机还包含从机侧电池、从机侧RS485收发电路电池开关、从机侧RS485收发电路，从机侧单片机的电池接口和从机侧RS485收发电路电池开关的输入端分别连接在从机侧电池上，从机侧RS485收发电路的电池接口连接在从机侧RS485收发电路电池开关的输出端，从机侧RS485收发电路和触发信号接收电路连接到从机侧单片机上。

进一步地，主机和从机通过以下方式实现联动：主机侧单片机在被唤醒后，将打开主机侧RS485收发电路电池开关，用于给主机侧RS485收发电路供电，同时通过触发信号发送电路给远端的从机发送电压触发信号，位于从机中的触发信号接收电路将接收到电压触发信号，进而唤醒从机侧单片机，从机侧单片机将打开从机侧RS485收发电路电池开关，用于给从机侧RS485收发电路供电，整个通讯系统将进入正常的数据收发状态，开始收发数据。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：

在休眠状态时，主机侧电源和从机侧电源都是关闭状态，通讯系统功耗很低，通过主机单片机的定时器周期性的扫描，在需要数据收发的时候才打开主机侧RS485收发电路电池开关，而从机侧单片机需要通过位于主机的触发信号发送电路来进一步唤醒，因此，整个通讯系统解决了由于RS485功耗较大，不能够在电池供电的场合下长时间工作的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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。

图1是本实用新型实施例提供的采用RS485通讯方式的低功耗远距离有线数字通讯系统的示意图。

图2是本实用新型实施例提供的电缆结构的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统包括了主机和从机，主机和从机采用电缆相互通讯，用于数据的传输或者指令的传输等。

主机包含主机侧电池、主机侧单片机、主机侧RS485收发电路电池开关、主机侧RS485收发电路、触发信号发送电路。主机侧单片机的电池接口和主机侧RS485收发电路电池开关的输入端分别连接在主机侧电池上，主机侧RS485收发电路的电池接口连接在主机侧RS485收发电路电池开关的输出端，主机侧RS485收发电路和触发信号发送电路连接到主机侧单片机上；主机侧电池用于给主机侧单片机、主机侧RS485收发电路提供电力供给，主机侧RS485收发电路电池开关用于开通或关闭主机侧电池向主机侧RS485收发电路的电力供给。触发信号发送电路可以向从机发送一个触发信号，用于唤醒从机。

从机包含从机侧电池、从机侧单片机、从机侧RS485收发电路电池开关、从机侧RS485收发电路、触发信号接收电路。从机侧单片机的电池接口和从机侧RS485收发电路电池开关的输入端分别连接在从机侧电池上，从机侧RS485收发电路的电池接口连接在从机侧RS485收发电路电池开关的输出端，从机侧RS485收发电路和触发信号接收电路连接到从机侧单片机上；从机侧电池用于给从机侧单片机、从机侧RS485收发电路提供电力供给，从机侧RS485收发电路电池开关用于开通或关闭从机侧电池向从机侧RS485收发电路的电力供给。触发信号接收电路可以接收主机发送来的一个触发信号，用于唤醒从机。

如图2所示，主机与从机之间通过电缆1连接，该电缆具有四根芯线，电缆中的第一芯线2和第二芯线3电连接在触发信号发送电路的输出端和触发信号接收电路的输入端之间，电缆中的第三芯线4和第四芯线5电连接在主机侧RS485收发电路和从机侧RS485收发电路之间。

本通讯系统采取周期性的工作方式，在正常情况下都是保持休眠状态，主机侧电源和从机侧电源都是关闭状态，通讯系统功耗很低，通过主机单片机的定时器周期性的扫描，在需要数据收发的时候才打开主机侧RS485收发电路电池开关，而从机侧单片机需要通过位于主机的触发信号发送电路来进一步唤醒，因此，整个通讯系统解决了由于RS485功耗较大，不能够在电池供电的场合下长时间工作的问题。

具体地，主机侧单片机在被唤醒后，将打开主机侧RS485收发电路电池开关，用于给主机侧RS485收发电路供电，同时通过触发信号发送电路给远端的从机发送一个电压触发信号；

位于从机中的触发信号接收电路将接收到主机发送的上述电压触发信号，进而唤醒从机侧单片机，从机侧单片机将打开从机侧RS485收发电路电池开关，用于给从机侧RS485收发电路供电，整个通讯系统将进入正常的数据收发状态，开始收发数据。

在本次通讯完成后，主机关闭主机侧RS485收发电路电池开关，断开主机侧RS485收发电路的供电，从机关闭从机侧RS485收发电路电池开关，断开从机侧RS485收发电路的供电，通讯系统再次进入低功耗模式，等待下一个周期的数据收发。

本实用新型中的技术方案在应用到电力监测时，采集设备可以作为主机，通讯设备可以作为从机，在采集设备采集数据时，通讯设备并不启动，当采集设备需要上传数据时，采集设备中的触发信号发送电路向通讯设备中的触发信号接收电路发送一个触发电压信号，进而唤醒从机侧单片机，从机侧单片机将打开从机侧RS485收发电路电池开关，用于给从机侧RS485收发电路供电，整个通讯设备将进入正常的数据收发状态，开始收发数据。因此，在不需要发送数据时，通讯设备中的从机侧单片机、从机侧RS485收发电路均不会消耗从机侧电池的电量，整个通讯设备处于一个低功耗的状态，较大程度地节省了电量，延长了电池的使用时间。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，包括主机和从机，所述主机和所述从机采用电缆相互通讯，其特征在于，所述主机包含主机侧单片和触发信号发送电路，所述从机包含从机侧单片和触发信号接收电路，所述主机侧单片机在被唤醒后，所述触发信号发送电路可以向所述触发信号接收电路发送一个电压触发信号，在所述触发信号接收电路接收到所述电压触发信号后，所述从机侧单片机被唤醒。

2.如权利要求1所述的一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，其特征在于，所述主机还包含主机侧电池、主机侧RS485收发电路电池开关、主机侧RS485收发电路，所述主机侧单片机的电池接口和所述主机侧RS485收发电路电池开关的输入端分别连接在所述主机侧电池上，所述主机侧RS485收发电路的电池接口连接在所述主机侧RS485收发电路电池开关的输出端，所述主机侧RS485收发电路和所述触发信号发送电路连接到主机侧单片机上。

3.如权利要求1所述的一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，其特征在于，所述从机还包含从机侧电池、从机侧RS485收发电路电池开关、从机侧RS485收发电路，所述从机侧单片机的电池接口和所述从机侧RS485收发电路电池开关的输入端分别连接在所述从机侧电池上，所述从机侧RS485收发电路的电池接口连接在所述从机侧RS485收发电路电池开关的输出端，所述从机侧RS485收发电路和所述触发信号接收电路连接到从机侧单片机上。

4.如权利要求1所述的一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，其特征在于，主机与从机之间通过电缆连接，所述电缆具有四根芯线，所述电缆中的第一芯线和第二芯线电连接在触发信号发送电路的输出端和触发信号接收电路的输入端之间，电缆中的第三芯线和第四芯线电连接在主机侧RS485收发电路和从机侧RS485收发电路之间。

5.如权利要求2所述的一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，其特征在于，所述主机侧单片机在被唤醒后，将打开所述主机侧RS485收发电路电池开关，用于给所述主机侧RS485收发电路供电，同时通过所述触发信号发送电路给远端的从机发送所述电压触发信号。

6.如权利要求3所述的一种采用RS485的低功耗远距离有线数字通讯系统，其特征在于，位于从机中的触发信号接收电路将接收到所述电压触发信号，进而唤醒从机侧单片机，从机侧单片机将打开从机侧RS485收发电路电池开关，用于给从机侧RS485收发电路供电，整个通讯系统将进入正常的数据收发状态，开始收发数据。