CN212850537U - 一种总线组网器及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种总线组网器及系统，其中组网器，包括MCU控制单元、隔离单元、输入单元和多路输出单元；MCU控制单元分别与输入单元以及多路输出单元的输入端连接，隔离单元分别与输入单元的输入端和输出端连接，且隔离单元与输入单元的输入端之间设置有第一开关；隔离单元还分别与多路输出单元的输入端和输出端连接，且隔离单元与多路输出单元的输入端之间设置有多个第二开关；MCU控制单元分别与第一开关以及多个第二开关连接；MCU控制单元用于连接的线路发生故障时断开第一开关和/或对应的第二开关，与其余设备进行隔离，降低对其余部分造成影响，提高整体安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，具体一种总线组网器及系统。
背景技术
当工业现场的监控计算机想要实时监控智能设备或与智能设备进行数据通信时，需要将监控计算机、智能设备通过网络连接起来建立通信,常常使用 RS-485总线。
说明书附图1展示了现有技术中通过RS485总线将监控计算机与智能设备相连的工业现场组网方式。该种组网方式存在的问题是所有的设备都通过一根485线连接在一起，当其中任何一台设备或者是485通信线缆遭遇雷击、浪涌等电磁干扰时所有设备均会被干扰；此外，任何一台设备通信端损坏或者出现异造成在网络上持续发送数据时，将导致485总线被持续占用或时序错乱，进而引起其它设备无法正常通信，致使整个485通信网络瘫痪。
现有技术中，缺少当一个或多个设备出现故障时，能及时切断与其他设备的联系，降低干扰的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种总线组网器及系统，当检测到连接的设备出现故障时及时切断线路，减少故障设备对整个系统的影响。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种总线组网器，包括MCU控制单元、隔离单元、输入单元和多路输出单元；所述MCU控制单元分别与所述输入单元以及所述多路输出单元的输入端连接，所述隔离单元分别与所述输入单元的输入端和输出端连接，且所述隔离单元与所述输入单元的输入端之间设置有第一开关；所述隔离单元还分别与所述多路输出单元的输入端和输出端连接，且所述隔离单元与所述多路输出单元的输入端之间设置有第二开关；所述MCU控制单元用于连接的线路发生故障时断开所述第一开关和/或所述第二开关。
本实用新型的有益效果是，通过输入单元和多路输出单元与外部设备连接，当外部设备出现故障时，MCU控制单元断开第一开关和/或第二开关，将遭遇雷击、浪涌等电磁干扰损坏的设备与其余设备进行隔离，降低对其余部分造成影响，提高整体安全性。
进一步，所述输入单元为RS232/485单元，用于连接RS232和/或RS485线缆，所述多路输出单元为多路RS485输出单元，用于连接多路RS485线缆。
采用上述进一步方案的有益效果是，监控设备可通过RS232和/或RS485线缆与输入单元连接，待监控的多路设备可通过RS485线缆连接输出单元，满足大多数现场监控场景的需求，且RS485线缆和RS232线缆用途广泛，具有较高可靠性和稳定性。
进一步，所述输入单元为RS232/485单元，用于连接RS232和/或RS485线缆，所述多路输出单元为多路RS232输出单元，用于连接多路RS232线缆。
采用上述进一步方案的有益效果是，监控设备可通过RS232和/或RS485线缆与输入单元连接，待监控的多路设备可通过RS485线缆连接输出单元，满足大多数现场监控场景的需求，且RS485线缆和RS232线缆用途广泛，具有较高可靠性和稳定性。
进一步，所述隔离单元为磁隔离芯片。
采用上述进一步方案的有益效果是，磁隔离芯片具有较高的可靠性，具有较长寿命正常工作条件下至少达到50年工作寿命；体积小，高性能，能够在低功耗的条件下实现150Mbps的高速数据隔离。
进一步，还包括电源管理模块以及分别与所述电源管理模块连接的第一 DC-DC隔离电源模块和第二DC-DC隔离电源模块，所述第一DC-DC隔离电源模块还分别与所述输入单元以及所述隔离单元连接，所述第二DC-DC隔离电源模块还分别与所述多路输出单元以及所述隔离单元连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，对于雷击、浪涌等恶劣电磁干扰，通过第一DC-DC电源隔离模块、第二DC-DC电源隔离模块和隔离单元，输入单元和多路输出单元与主电路进行电气隔离，达到自身抗雷击、浪涌干扰的能力，提高其工作在恶劣工况下的可靠性与稳定性，其次，设置电源管理模块合理管理电源，降低电源损耗速度。
进一步，还包括分别与所述MCU控制单元连接的电源指示灯、状态指示灯、数据接收指示灯和数据发送指示灯。
采用上述进一步方案的有益效果是，设置电源指示灯、状态指示灯、数据接收指示灯和数据发送指示灯方便查看各个单元的工作状态。
进一步，所述MCU控制单元为单片机。
采用上述进一步方案的有益效果是，单片机集成度高、体积小，性能稳定。
一种总线组网系统，包括上述任一所述的组网器，所述组网器的输入单元连接有监控单元，所述组网器的多路输出单元分别连接有智能设备。
本实用新型的有益效果是，通过监控单元监控各个智能设备的工作状态，当其中某个智能设备出现故障可通过监控单元断开对应的第二开关将其隔离，防止对系统其余智能设备造成影响。
进一步，所述监控单元为PC机、服务器中的一种或多种。
采用上述进一步方案的有益效果是，过PC机和、或服务器实现对各个智能设备和总线组网器的工作状态监控。
附图说明
图1为的现有技术中的RS-485连接关系图；
图2为本实用新型一种总线组网器的一个实施例整体框架图；
图3为本实用新型一种总线组网器的另一个实施例整体框架图；
图4为本实用新型一种总线组网系统的连接关系图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下。
实施例1
参照图2，一种总线组网器，包括MCU控制单元、隔离单元、输入单元和多路输出单元；所述MCU控制单元分别与所述输入单元以及所述多路输出单元的输入端连接，所述隔离单元分别与所述输入单元的输入端和输出端连接，且所述隔离单元与所述输入单元的输入端之间设置有第一开关S1；所述隔离单元还分别与所述多路输出单元的输入端和输出端连接，且所述隔离单元与所述多路输出单元的输入端之间设置有第二开关；所述MCU控制单元用于连接的线路发生故障时断开所述第一开关S1和/或所述第二开关。
通过输入单元和多路输出单元与外部设备连接，当外部设备出现故障时， MCU控制单元断开第一开关S1和/或第二开关，将遭遇雷击、浪涌等电磁干扰损坏的设备与其余设备进行隔离，降低对其余部分造成影响，提高整体安全性。
在本实施例中各个单元的具体连接关系参照图2，所述多路输出单元的输入端可以是多路，第二开关可以是多个，两者间一一对应设置，多个第二开关均受MCU控制单元控制，第二开关包括S2-SN。
所述输入单元为RS232/485单元，用于连接RS232和/或RS485线缆，所述多路输出单元为多路RS485输出单元，用于连接多路RS485线缆。
监控设备可通过RS232和/或RS485线缆与输入单元连接，待监控的多路设备可通过RS485线缆连接输出单元，满足大多数现场监控场景的需求，且RS485 线缆和RS232线缆用途广泛，具有较高可靠性和稳定性。所述隔离单元为磁隔离芯片。磁隔离芯片也称磁耦隔离器，是基于芯片尺寸变压器的磁耦合器，磁耦具有较高的可靠性，消除了与光耦合器相关的不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移问题；具有较长寿命采用芯片级变压器技术传输信号，消除光耦传输时的器件损耗，器件内部基本不存在损耗，正常工作条件下至少达到50年工作寿命；体积小，高性能，能够在低功耗的条件下实现150Mbps的高速数据隔离。在本实施例中，隔离芯片采用深圳市科盛元电子科技有限公司提供的型号为ADUM1402的磁隔离器。
参照图2，还包括电源管理模块以及分别与所述电源管理模块连接的第一 DC-DC隔离电源模块和第二DC-DC隔离电源模块，所述第一DC-DC隔离电源模块还分别与所述输入单元以及所述隔离单元连接，所述第二DC-DC隔离电源模块还分别与所述多路输出单元以及所述隔离单元连接。
对于雷击、浪涌等恶劣电磁干扰，通过第一DC-DC电源隔离模块、第二DC-DC 电源隔离模块和隔离单元，输入单元和多路输出单元与主电路进行电气隔离，达到自身抗雷击、浪涌干扰的能力，提高其工作在恶劣工况下的可靠性与稳定性，其次，设置电源管理模块合理管理电源，降低电源损耗速度。
还包括分别与所述MCU控制单元连接状态指示单元，状态指示单元包括电源指示灯、状态指示灯、数据接收指示灯和数据发送指示灯。
设置电源指示灯、状态指示灯、数据接收指示灯和数据发送指示灯方便查看各个单元的工作状态。
当连接有多个智能设备时，可通过设置状态指示灯的闪烁次数分别展示不同的智能设备的工作状态，例如：正常情况：2Hz闪烁；RS485/232输入单元异常：闪烁1次后停顿1秒，再重复；RS485输出口1异常：连续闪烁2次后停顿 1秒，然后重复；RS485输出口2异常：连续闪烁3次后停顿1秒，然后重复； RS485输出口n异常：连续闪n+1次后停顿1秒，然后重复；
在本实施例中，所述MCU控制单元为单片机。单片机集成度高、体积小，性能稳定。状态指示灯、数据接收指示灯和数据发送指示灯分别与单片机的I/O 口连接。
本实施例的实施原理，当通过RS232/485通信线缆连接的输入设备和/或 RS485通信线缆连接的多路外部智能设备出现故障，MCU控制单元断开第一开关 S1和/或对应的第二开关，切断故障设备的物理线路，同时，状态指示灯亮闪烁对应的次数，方便查找故障设备，当故障排除，再接通第一开关S1和/或对应的第二开关，通信线路恢复。
实施例2
参照图3，在实施例1的基础上，当所述输入单元为RS232/485单元，用于连接RS232和/或RS485线缆，所述多路输出单元为多路RS232输出单元，用于连接多路RS232线缆。应当知道的是，当输入单元为422单元时，输出单元可以为多路422输单元，连接的线缆为422线缆。
本实施例的实施原理，当通过RS232/485通信线缆连接的输入设备和/或通过集线器以及RS232通信线缆连接的多路外部智能设备出现故障，MCU控制单元断开第一开关S1和/或对应的第二开关，切断故障设备的物理线路，同时，状态指示灯亮闪烁对应的次数，方便查找故障设备，当故障排除，再接通第一开关S1和/或对应的第二开关，通信线路恢复。
实施例3
在实施例1的基础上，参照图4，一种总线组网系统，包括组网器，所述组网器的输入单元连接有监控单元，所述组网器的多路输出单元分别连接有智能设备。
通过监控单元监控各个智能设备的工作状态，当其中某个智能设备出现故障可通过监控单元断开对应的第二开关将其隔离，防止对系统其余智能设备造成影响。所述监控单元为PC机、服务器中的一种或多种。过PC机和、或服务器实现对各个智能设备和总线组网器的工作状态监控。
以上仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种总线组网器，其特征在于，包括MCU控制单元、隔离单元、输入单元和多路输出单元；
所述MCU控制单元分别与所述输入单元以及所述多路输出单元的输入端连接，所述隔离单元分别与所述输入单元的输入端和输出端连接，且所述隔离单元与所述输入单元的输入端之间设置有第一开关；所述隔离单元还分别与所述多路输出单元的输入端和输出端连接，且所述隔离单元与所述多路输出单元的输入端之间设置有第二开关；
所述MCU控制单元用于连接的线路发生故障时断开所述第一开关和/或所述第二开关。
2.根据权利要求1所述的组网器，其特征在于，所述输入单元为RS232/485单元，用于连接RS232和/或RS485线缆，所述多路输出单元为多路RS485输出单元，用于连接多路RS485线缆。
3.根据权利要求1所述的组网器，其特征在于，所述输入单元为RS232/485单元，用于连接RS232和/或RS485线缆，所述多路输出单元为多路RS232输出单元，用于连接多路RS232线缆。
4.根据权利要求1所述的组网器，其特征在于，所述隔离单元为磁隔离芯片。
5.根据权利要求1-4任一所述的组网器，其特征在于，还包括电源管理模块以及分别与所述电源管理模块连接的第一DC-DC隔离电源模块和第二DC-DC隔离电源模块，所述第一DC-DC隔离电源模块还分别与所述输入单元以及所述隔离单元连接，所述第二DC-DC隔离电源模块还分别与所述多路输出单元以及所述隔离单元连接。
6.根据权利要求1-4任一所述的组网器，其特征在于，还包括分别与所述MCU控制单元连接的电源指示灯、状态指示灯、数据接收指示灯和数据发送指示灯。
7.根据权利要求1-4任一所述的组网器，其特征在于，所述MCU控制单元为单片机。
8.一种总线组网系统，其特征在于，包括权利要求1-4中任一所述的组网器，所述组网器的输入单元连接有监控单元，所述组网器的多路输出单元分别连接有智能设备。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述监控单元为PC机、服务器中的一种或多种。
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