CN213602646U - Rs232通讯装置、rs485通讯装置及防雷带隔离的通讯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及一种RS232通讯装置、RS485通讯装置及防雷带隔离的通讯系统，包括信号转换单元和防雷击单元，信号转换单元的输入端与处理器连接，信号转换单元的输出端与通讯单元连接，防雷击单元的输入端与通讯单元连接，防雷击单元的输出端与输出连接端连接；通过信号转换单元将处理器输出的电信号进行信号转换实现隔离强电流，避免RS232或RS485通讯装置会受感应电流被击穿，保证RS232或RS485通讯装置正常工作；还设置防雷击单元，避免与RS232或RS485通讯装置连接的设备受到雷击而损坏，也保护S232或RS485通讯装置不会受到雷击而损坏，解决了现有RS232或RS485通讯装置中通讯电路缺少保护电路，与该RS232或RS485通讯装置连接的设备易受损坏的问题。

Description

RS232通讯装置、RS485通讯装置及防雷带隔离的通讯系统

技术领域

本实用新型涉及通信接口技术领域，尤其涉及一种RS232通讯装置、RS485通讯装置及防雷带隔离的通讯系统。

背景技术

目前，RS232或RS485通讯装置应用于检测站检测，RS232或RS485通讯装置的输入端与检测设备的处理器连接，RS232或RS485通讯装置的输出端与待检测设备连接，往往由于检测站现场环境恶劣，电源电压不稳定，影响设备正常运行，同时空旷地区的检测站经常受到雷击，对检测设备产生严重干扰。此外，检测站内有变频机工作也会产生电磁干扰，进一步影响检测设备的正常运行。

在自动化领域，智能设备之间的通信占有重要的地位，而RS232或RS485串行通信方式是常用的有线通信方式，其可以采集远程信息和远程数据，实现远程控制和远程调节。如RS485总线能够实行长距离传输(1200米以上)，检测设备中RS485通讯装置的传输线通常暴露于户外，因此极易因为雷击等原因引入过电压，而RS485通讯装置若采用RS485传输数据，当RS485收发器工作电压较低(5V左右)，RS485收发器的本身耐压非常低(-7～+12V)，一旦RS485通讯装置过压引入，就会击穿损坏RS485通讯装置的驱动芯片，还有强烈的浪涌能量出现时，甚至可以看到RS485收发器爆裂，且RS485通讯装置的控制板会出现焦糊的现象，从而损坏RS485通讯装置。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种RS232通讯装置、RS485通讯装置及防雷带隔离的通讯系统，用于解决现有RS232或RS485通讯装置中通讯电路缺少保护电路，与该RS232或RS485通讯装置连接的设备易受损坏的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种防雷带隔离的通讯系统，应用于RS232或RS485通讯装置上，RS232或RS485通讯装置包括处理器、通讯单元和输出连接端，所述防雷带隔离的通讯系统包括信号转换单元和防雷击单元，所述信号转换单元的输入端与所述处理器连接，所述信号转换单元的输出端与所述通讯单元连接，所述防雷击单元的输入端与所述通讯单元连接，所述防雷击单元的输出端与所述输出连接端连接。

优选地，所述信号转换单元包括光耦芯片以及与所述光耦芯片连接的至少两个去耦电容，所述光耦芯片的输入端与所述处理器连接，所述光耦芯片的输出端与所述通讯单元的输入端连接。

优选地，两个所述去耦电容分别为第一去耦电容和第二去耦电容，所述第一去耦电容分别与所述光耦芯片的电源输入端和接地输入端连接，所述第二去耦电容分别与所述光耦芯片的电源输出端和接地输出端连接。

优选地，所述光耦芯片为ADUM1201型号的芯片。

优选地，所述防雷击单元包括防雷元件、电能保护元件、防电磁干扰元件和功率电阻，所述防电磁干扰元件的输入端与所述通讯单元的输出端连接，所述防电磁干扰元件的输出端与所述输出连接端连接，所述防电磁干扰元件的输出端与所述输出连接端之间并联有所述防雷元件和所述电能保护元件。

优选地，所述防电磁干扰元件的输入端与所述通讯单元的输出端之间连接有功率电阻。

优选地，所述防电磁干扰元件的输出端与所述输出连接端之间还并联有滤波电容。

本实用新型还提供一种RS485通讯装置，包括上述所述的防雷带隔离的通讯系统。

优选地，所述通讯单元的输出端与功率电阻之间还连接有上拉电阻。

本实用新型还提供一种RS232通讯装置，包括上述所述的防雷带隔离的通讯系统。

从以上技术方案可以看出，本实用新型的实施例具有的优点：

该RS232通讯装置、RS485通讯装置及防雷带隔离的通讯系统通过设置的与处理器连接的信号转换单元将处理器输出的电信号进行信号转换实现隔离强电流，避免具有该防雷带隔离的通讯系统的RS232或RS485通讯装置会受感应电流被击穿，保证具有防雷带隔离的通讯系统的RS232或RS485通讯装置正常工作；还设置与通讯单元连接的防雷击单元，避免与RS232或RS485通讯装置连接的设备受到雷击而损坏，也保护具有防雷带隔离的通讯系统的S232或RS485通讯装置不会受到雷击而损坏，解决了现有RS232或RS485通讯装置中通讯电路缺少保护电路，与该RS232或RS485通讯装置连接的设备易受损坏的技术问题。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例所述的防雷带隔离的通讯系统的框架图。

图2为本实用新型实施例所述的RS485通讯装置的电路原理示意图。

图3为本实用新型实施例所述的RS232通讯装置的电路原理图。

具体实施方式

为使得本实用新型的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请实施例提供了一种RS232通讯装置、RS485通讯装置及防雷带隔离的通讯系统，用于解决现有RS232或RS485通讯装置中通讯电路缺少保护电路，与该RS232或RS485通讯装置连接的设备易受损坏的技术问题。

实施例一：

图1为本实用新型实施例所述的防雷带隔离的通讯系统的框架图。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种防雷带隔离的通讯系统，应用于RS232或RS485通讯装置上，RS232或RS485通讯装置包括处理器1、通讯单元2和输出连接端3，防雷带隔离的通讯系统包括信号转换单元10和防雷击单元20，信号转换单元10的输入端与处理器1连接，信号转换单元10的输出端与通讯单元2连接，防雷击单元20的输入端与通讯单元2连接，防雷击单元20的输出端与输出连接端3连接。

在本实用新型的实施例中，信号转换单元10主要是将处理器输出的电信号进行“电-光-电”之间的转换，起到隔离因有电的连接而引起的干扰，特别是影响处理器1与通讯单元2之间的通讯连接。

在本实用新型的实施例中，防雷击单元20主要是避免RS232或RS485通讯装置在受雷击时，削弱雷击受到电压至8V左右，实现对与输出连接端3连接的设备进行保护，避免对与输出连接端3连接的设备受雷击损坏。

本实用新型提供的防雷带隔离的通讯系统通过设置的与处理器连接的信号转换单元将处理器输出的电信号进行信号转换实现隔离强电流，避免具有该防雷带隔离的通讯系统的RS232或RS485通讯装置会受感应电流被击穿，保证具有防雷带隔离的通讯系统的RS232或RS485通讯装置正常工作；还设置与通讯单元连接的防雷击单元，避免与RS232或RS485通讯装置连接的设备受到雷击而损坏，也保护具有防雷带隔离的通讯系统的S232或RS485通讯装置不会受到雷击而损坏，解决了现有RS232或RS485通讯装置中通讯电路缺少保护电路，与该RS232或RS485通讯装置连接的设备易受损坏的技术问题。

图2为本实用新型实施例所述的RS485通讯装置的电路原理示意图，图3为本实用新型实施例所述的RS232通讯装置的电路原理图。

如图2和图3所示，在本实用新型中，信号转换单元10包括光耦芯片U1以及与光耦芯片U1连接的至少两个去耦电容，光耦芯片U1的输入端与处理器1连接，光耦芯片U1的输出端与通讯单元2的输入端连接。其中，两个去耦电容分别为第一去耦电容C1和第二去耦电容C2，第一去耦电容C1分别与光耦芯片U1的电源输入端VDD1和接地输入端GND1连接，第二去耦电容C2分别与光耦芯片U1的电源输出端VDD2和接地输出端GND2连接。

需要说明的是，光耦芯片U1优先选为ADUM1201型号的芯片。通讯单元2可以选为MAX232芯片的RS232通讯单元，也可以为SN65HVD3082EDR芯片的RS485通讯单元。

如图2和图3所示，在本实用新型中，防雷击单元20包括防雷元件D1、电能保护元件U2、防电磁干扰元件T1和功率电阻R，防电磁干扰元件T1的输入端与通讯单元2的输出端连接，防电磁干扰元件T1的输出端与输出连接端3连接，防电磁干扰元件T1的输出端与输出连接端3之间并联有防雷元件D1和电能保护元件U2。防电磁干扰元件U2的输入端与通讯单元2的输出端之间连接有功率电阻R。防电磁干扰元件T1的输出端与输出连接端3之间还并联有滤波电容C。

需要说明的是，防雷元件D1可以为SMCJ51CA型号的防雷管，电能保护元件U2可以为SM712型号的TVS瞬态抑制管，防电磁干扰元件T1可以为共模电感，功率电阻R包括第一功率电阻R1和第二功率电阻R2；滤波电容C包括第一滤波电容C3和第二滤波电容C4。在本实施例中，如图2和图3所示，防电磁干扰元件T1的输入端引脚1串联第一功率电阻R1与通讯单元2连接，防电磁干扰元件T1的输入端引脚4串联第二功率电阻R2与通讯单元2连接，防电磁干扰元件T1输出端的引脚2和引脚3与输出连接端3连接，防电磁干扰元件T1输出端的引脚2和引脚3与输出连接端3连接线依次并联有第一滤波电容C3、第二滤波电容C4、电能保护元件U2和防雷元件D1。其中，第一滤波电容C3、第二滤波电容C4和电能保护元件U2均还接地。

在本实用新型实施例中，该防雷带隔离的通讯系统的信号转换单元10和防雷击单元20采用集成电路芯片，从设计上简化了线路复杂程度，为电路板线路布局提供空间的灵活性。由于在实际应用中，机动车检测站存在变频机、滚轮等大电流耗电设备，设备工作环境电源供电不稳定，存在多种电磁干扰等情况，采用RS232或RS485通讯长距离户外通讯极易存在雷击风险。信号转换单元10主要是运用ADUM1201集成光耦芯片U1、第一去耦电容C1和第二去耦电容C2将通讯信号实现“电-光-电”之间的转换，防止因有电的连接而引起的干扰，当外界电磁干扰信号或者高压信号引入处理器1和输出连接端3之间，信号转换单元10能够通过将信号“电-光-电”转换，实现隔离干扰信号、高压信号，起到保护处理器1的作用。当雷击发生时，感应高压电压由RS485或RS232通讯单元2的外部端口引入，防雷击单元20的防雷管D1做一级防护，将过电压被大大削弱到数百伏左右，再经过TVS瞬态抑制管，共模电感做二次限压，使到输出连接端3输出的电压被箝制在8V左右，从而实现对与输出连接端3连接设备起到保护作用。

需要说明的是，在实际应用中，该防雷带隔离的通讯系统应用于机动车检测设备的RS232或RS485通讯装置上，该防雷带隔离的通讯系统主要针对机动车检测实际应用环境的干扰因素，从防雷击，带隔离特性进行电路改进，该防雷带隔离的通讯系统搭建基本的通讯电路作为主体，在RS232或RS485外部通讯接口新增由共模电感、防雷管、双向TVS瞬态抑制管、滤波电容和功率电阻组成的防雷击单元20，同时在与通讯单元2连接的信号转换单元10，从而达到防雷击带隔离抗干扰性的效果，解决机动车检测设备在现场通讯不稳定受雷击的问题。

实施例二：

如图2所示，本实用新型还提供一种RS485通讯装置，包括上述的防雷带隔离的通讯系统。

在本实施例中，通讯单元2的输出端与功率电阻R之间还连接有上拉电阻。其中，通讯单元2的输出端与第一功率电阻R1连接有第一上拉电阻R3，通讯单元2的输出端与第二功率电阻R2连接有第二上拉电阻R4。

需要说明的是，实施例二中的防雷带隔离的通讯系统已在实施例一中已详细描述了，在此实施例中不再一一阐述。

实施例三：

如图3所示，本实用新型还提供一种RS232通讯装置，包括上述的防雷带隔离的通讯系统。

需要说明的是，实施例三中的防雷带隔离的通讯系统已在实施例一中已详细描述了，在此实施例中不再一一阐述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种防雷带隔离的通讯系统，应用于RS232或RS485通讯装置上，RS232或RS485通讯装置包括处理器、通讯单元和输出连接端，其特征在于，所述防雷带隔离的通讯系统包括信号转换单元和防雷击单元，所述信号转换单元的输入端与所述处理器连接，所述信号转换单元的输出端与所述通讯单元连接，所述防雷击单元的输入端与所述通讯单元连接，所述防雷击单元的输出端与所述输出连接端连接。

2.根据权利要求1所述的防雷带隔离的通讯系统，其特征在于，所述信号转换单元包括光耦芯片以及与所述光耦芯片连接的至少两个去耦电容，所述光耦芯片的输入端与所述处理器连接，所述光耦芯片的输出端与所述通讯单元的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的防雷带隔离的通讯系统，其特征在于，两个所述去耦电容分别为第一去耦电容和第二去耦电容，所述第一去耦电容分别与所述光耦芯片的电源输入端和接地输入端连接，所述第二去耦电容分别与所述光耦芯片的电源输出端和接地输出端连接。

4.根据权利要求2所述的防雷带隔离的通讯系统，其特征在于，所述光耦芯片为ADUM1201型号的芯片。

5.根据权利要求1所述的防雷带隔离的通讯系统，其特征在于，所述防雷击单元包括防雷元件、电能保护元件、防电磁干扰元件和功率电阻，所述防电磁干扰元件的输入端与所述通讯单元的输出端连接，所述防电磁干扰元件的输出端与所述输出连接端连接，所述防电磁干扰元件的输出端与所述输出连接端之间并联有所述防雷元件和所述电能保护元件。

6.根据权利要求5所述的防雷带隔离的通讯系统，其特征在于，所述防电磁干扰元件的输入端与所述通讯单元的输出端之间连接有功率电阻。

7.根据权利要求5所述的防雷带隔离的通讯系统，其特征在于，所述防电磁干扰元件的输出端与所述输出连接端之间还并联有滤波电容。

8.一种RS485通讯装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的防雷带隔离的通讯系统。

9.根据权利要求8所述的RS485通讯装置，其特征在于，所述通讯单元的输出端与功率电阻之间还连接有上拉电阻。

10.一种RS232通讯装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的防雷带隔离的通讯系统。

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