CN210923635U - 一种设有防止通讯干扰的气体检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种设有防止通讯干扰的气体检测装置，包括上位机、转接板和气体检测终端；所述气体检测终端包括检测控制器，检测控制器连接有气体传感器；所述转接板上设置有转接控制器，转接控制器与所述检测控制器通讯连接；所述转接控制器还连接有与所述上位机通讯连接的CAN总线通讯模块、RS485通讯模块和GSM通讯模块；第一继电器的常开触点设置在CAN总线通讯模块的供电线路上，第二继电器的常开触点设置在RS485通讯模块的供电线路上，第三继电器的常开触点设置在GSM通讯模块的供电线路上。本实用新型所提供的技术方案能够防止各通讯模块之间的相互干扰，解决现有技术中气体检测装置通讯可靠性差的问题。

Description

一种设有防止通讯干扰的气体检测装置

技术领域

本实用新型属于气体检测技术领域，具体涉及一种设有防止通讯干扰的气体检测装置。

背景技术

在工业生产和日常生活中，如果空气中含有易燃、易爆或者有毒的气体，将会对人身安全和生产安全造成严重的影响，因此为了提高安全性能，需要对空气中的气体成分进行检测。

在检测气体成分时需要用到气体传感器，气体传感器是一种将某种气体的成分、浓度等信息转换成可以被人员、仪表、计算机等识别利用的信息的设备。

目前现有的气体传感器终端大多只能够支持单一的通信方式将数据传送到数据中心，单一的通信方式虽然能够统一生产及调试过程节约成本，但当应用环境的客观原因导致一种通信方式失效时，备选方案的存在就显得尤为重要。通信方式的单一性不利于后期的维护及升级改造且不符合现阶段传感器的发展趋势。如果有气体检测终端的主要通信路线出现故障时，对应的检测节点将终止工作，严重的甚至会导致整个装置崩溃。

为了保证气体检测装置中通讯的可靠性，可在转接板中设置多个通讯模块，但是通讯模块之间可能会产生干扰，同样会造成其通讯的可靠性降低。

实用新型内容

为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型提出了一种设有防止通讯干扰的气体检测装置。

一种设有防止通讯干扰的气体检测装置，包括上位机、转接板和气体检测终端；所述气体检测终端包括检测控制器，检测控制器连接有气体传感器；所述转接板上设置有转接控制器，转接控制器与所述检测控制器通讯连接；所述转接控制器还连接有与所述上位机通讯连接的CAN总线通讯模块、RS485通讯模块和GSM通讯模块；第一继电器的常开触点设置在CAN总线通讯模块的供电线路上，第二继电器的常开触点设置在RS485通讯模块的供电线路上，第三继电器的常开触点设置在GSM通讯模块的供电线路上；所述转接控制器与第一继电器、第二继电器和第三继电器的线圈部分连接，用于控制第一继电器、第二继电器和第三继电器触点部分的动作。

基于上述，所述第一继电器的第一常闭触点和第二继电器的第一常闭触点与第三继电器的线圈部分串联，所述第二继电器的第二常闭触点和第三继电器的第一常闭触点与第一继电器的线圈部分串联，所述第一继电器的第二常闭触点和第三继电器的第二常闭触点与第二继电器的线圈部分串联。

基于上述，所述检测控制器与所述转接控制器通过RS485总线通讯连接。

基于上述，所述检测控制器还连接有温湿度传感器。

基于上述，所述气体检测终端还包括电源模块，电源模块包括整流单元和稳压单元，整流单元的直流侧连接所述稳压单元，稳压单元的输出端连接所述检测控制器的电源端。

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，本实用新型所提供的技术方案，转接控制器通过第一继电器、第二继电器和第三继电器控制CAN总线通讯模块、RS485通讯模块和GSM通讯模块的工作状态，当其中一个通讯模块工作时控制其他通讯模块停止工作，从而防止各通讯模块之间的相互干扰，解决了现有技术中气体检测装置通讯可靠性差的问题。

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。

图1是本实用新型实施例中多通讯方式的气体检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中检测控制器外围电路图；

图3是本实用新型实施例中电源模块的电路图；

图4是本实用新型实施例中温度传感器的外围电路图；

图5是本实用新型实施例中气体传感器的外围电路图；

图6是本实用新型实施例中RS485通讯模块的外围电路图；

图7是本实用新型实施例中转接板的结构示意图；

图8是本实用新型实施例中CAN总线通讯模块的外围电路图；

图9是本实用新型实施例中电源控制电路的电路图；

图10是本实用新型实施例中继电器K1、继电器K2和继电器K3之间的电路连接图；

图11是本实用新型实施例中转接控制器与继电器K1线圈部分的连接电路图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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。

本实施例所提供的设有防止通讯干扰的气体检测装置，其结构如图1所示，包括检测主机、转接板和气体检测终端。

气体检测终端包括检测板，检测板上设置有检测控制器，检测控制器连接有气体传感器、温湿度传感器和指示灯，并连接有第一RS485通讯模块。

本实施例中检测控制器采用的是型号为LPC11C14的单片机，其外围电路如图2所示，其中U1是型号为LPC11C14的单片机，Y为12MHz的晶振，CA10和C11为电容器，晶振Y的两端分别连接在U1的引脚6和引脚7上，电容C10和电容C11分别连接在晶振Y两端接地的线路上；发光二极管K的阳极通过电阻R10连接电源，阴极连接U1的引脚12。电阻R10用于限流，发光二极管K作为指示灯，U1的引脚12为低电位，当检测控制器上电时发光二极管K得电开始发光，从而根据发光二极管K是否发光来判断检测控制器的工作状态。

电源模块的电路如图3所示，包括基于型号为LH05_10D0505的芯片U2的整流电路和基于型号为SP1117M3.3的芯片U3的稳压电路，其中C30、C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37、C38和C39为电容器，L1、L2、L3和L4为电感，RTC保护电阻，Rv为可调电阻器。U2的引脚2和引脚3分别连接外部电源的火线和零线，在芯片U2的作用下，其引脚5与引脚4之间、引脚8与引脚7之间均输出5V的直流电压。将芯片U2输出的5V直流电压输入到U3的引脚3，便可从芯片U2的2引脚输出3.3V的直流电压。芯片U2的引脚2连接电源模块的输出端，为检测控制器提供3.3V的电压。

本实施例中温湿度传感器采用的是型号为HTU21D的温湿度传感器，其外围电路如图4所示，其中IC1为温湿度传感器HTU21D，其引脚1和引脚6分别连接控制器U1的引脚16和引脚15，并分别通过上拉电阻R51和R52连接电源模块的输出端，引脚2接地，引脚5连接电源模块的输出端。温湿度传感器检测环境的温度信号和湿度信号，并将其发送给检测控制器。

本实施例中的气体传感器采用的是型号为MQ131的臭氧传感器，外围电路如图5所示，其中IC2为型号为MQ131的臭氧传感器，其引脚1连接电源的输出端，引脚2连接电源模块中的5V电压，引脚4连接电阻R61和R62组成的分压电路，分压电路的分压点通过电阻R63连接检测控制器U1的32引脚。

本实施例中的第一RS485通讯模块采用的是基于芯片SP3485的RS485通讯模块，如图6所示，其中IC3是型号为SP3485的芯片，R71、R72、R73、R74、R75为电阻，Q为三极管，TVS1、TVS2和TVS3为稳压管，F1和F2为保险丝，P为RS485接口，芯片IC3的引脚6和引脚7连接RS485接口P中的引脚3和引脚4，P的引脚1连接电源，引脚4接地。芯片IC3的引脚1和引脚4分别连接检测控制器U1的引脚46和引脚47，检测控制器通过芯片IC3和RS485接口P收发数据。

转接板的结构如图7所示，包括转接控制器以及与转接控制器连接的第二RS485通讯模块、第三RS485通讯模块、CAN总线通讯模块和GSM通讯模块，其中第二RS485通讯模块与第一RS485通讯模块通讯线连接。

本实施例中的第二RS485通讯模块、第三RS485通讯模块采用的也是基于芯片SP3485的RS485通讯模块，转接控制器采用的也是型号为LPC11C14的单片机，其连接方式与第一RS485通讯模块与检测控制器之间的连接方式相同，这里不多做说明。

本实施例中CAN总线通讯模块是基于型号为MCP2551的芯片的CAN总线通讯模块，其外围电路如图8所示，其中为型号是MCP2551的芯片，芯片TXD引脚和RXD引脚分别通过电阻R91和电阻R92连接转接控制器的两个引脚，CANH引脚和CANL引脚连接上位机。其中D91、D92和D93为稳压管，C90为电容器。

转接板上还设置有电源控制电路，电源控制电路包括继电器K1、继电器K2和继电器K3，如图9所示，继电器K1的常开触点设置在第三RS485通讯模块电源端连接转接板电源的线路上，继电器K2的常开触点设置在CAN总线通讯模块电源端连接转接板电源的线路上，继电器K3的常开触点设置在GSM通讯模块电源端连接转接板电源的线路上。本实施例中第三RS485通讯模块、CAN总线通讯模块和GSM通讯模块的电源端为第三RS485通讯模块、CAN总线通讯模块和GSM通讯模块用于连接电源的引脚。

继电器K1、继电器K2和继电器K3之间的连接方式如图10所示，继电器K1的第一常闭触点和继电器K2的第一常闭触点串联设置在继电器K3线圈部分的供电线路上，继电器K2的第二常闭触点和继电器K3的第一常闭触点串联设置在继电器K1线圈部分的供电线路上，继电器K1的第二常闭触点和继电器K3的第二常闭触点设置在继电器K2线圈部分的供电线路上，从而实现继电器K1、继电器K2、继电器K3的互锁，同一时间继电器K1、继电器K2和继电器K3中只有一个的触点部分动作。

转接控制器与继电器K1、继电器K2和继电器K3的线圈部分连接，以控制继电器K1、继电器K2和继电器K3触点部分的动作。转接控制器与继电器K1、继电器K2和继电器K3的线圈部分的连接方式相同，以转接控制器与继电器K1线圈部分连接的方式为例，如图11所示，转接控制器连接三极管Q的基极，三极管Q的集电极连接转接板的电源，发射极连接继电器K1线圈部分的正极，继电器K1线圈部分的负极接地。当转接控制器输出高电位时触发三极管Q导通，继电器K1的线圈部分得电，触点部分动作。

本实施例中，气体传感器和温湿度传感器检测环境中的气体浓度信息和温湿度信息并发送给检测控制器，检测控制器将其通过第一RS485通讯模块传送给转接控制器，转接控制器将其通过第三RS485通讯模块、CAN总线通讯模块或GSM通讯模块发送给上位机；转接控制器通过控制继电器K1、制继电器K2和制继电器K3选择通过第三RS485通讯模块、CAN总线通讯模块还是GSM通讯模块将数据发送给上位机，上位机采用的是常有的计算机，设置有USB接口，可外接USB设备。

本实施例中检测控制器与转接板之间通过RS485通讯模块通讯连接，作为其他实施方式，两者之间可采用其他的方式通讯连接，如通过CAN总线或RS232通讯连接。

本实施例中在检测板上设置有电源模块，作为其他实施方式，可采用外接电源的方式为检测板上的检测控制器等用电器件供电。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种设有防止通讯干扰的气体检测装置，包括上位机、转接板和气体检测终端；其特征在于：所述气体检测终端包括检测控制器，检测控制器连接有气体传感器；所述转接板上设置有转接控制器，转接控制器与所述检测控制器通讯连接；所述转接控制器还连接有与所述上位机通讯连接的CAN总线通讯模块、RS485通讯模块和GSM通讯模块；第一继电器的常开触点设置在CAN总线通讯模块的供电线路上，第二继电器的常开触点设置在RS485通讯模块的供电线路上，第三继电器的常开触点设置在GSM通讯模块的供电线路上；所述转接控制器与第一继电器、第二继电器和第三继电器的线圈部分连接，用于控制第一继电器、第二继电器和第三继电器触点部分的动作。

2.据权利要求1所述的设有防止通讯干扰的气体检测装置，其特征在于：所述第一继电器的第一常闭触点和第二继电器的第一常闭触点与第三继电器的线圈部分串联，所述第二继电器的第二常闭触点和第三继电器的第一常闭触点与第一继电器的线圈部分串联，所述第一继电器的第二常闭触点和第三继电器的第二常闭触点与第二继电器的线圈部分串联。

3.根据权利要求1所述的设有防止通讯干扰的气体检测装置，其特征在于：所述检测控制器与所述转接控制器通过RS485总线通讯连接。

4.根据权利要求1所述的设有防止通讯干扰的气体检测装置，其特征在于：所述检测控制器还连接有温湿度传感器。

5.根据权利要求1所述的设有防止通讯干扰的气体检测装置，其特征在于：所述气体检测终端还包括电源模块，电源模块包括整流单元和稳压单元，整流单元的直流侧连接所述稳压单元，稳压单元的输出端连接所述检测控制器的电源端。

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