CN217404744U - 无线通讯的hart控制器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无线通讯的HART控制器，包括电源模块、HART收发器、数据处理模块、数据传输模块和客户端，所述HART收发器、数据处理模块和数据传输模块分别电连接于所述电源模块，所述数据处理模块通过数据传输模块通信连接于所述客户端，所述HART收发器通过MCU串口连接于所述数据处理模块，所述HART收发器通过收发回路通信连接于HART总线。本申请简单实用，通过HART总线协议实现无线通讯，操作人员可在危险区域之外完成设备操作。

Description

无线通讯的HART控制器

技术领域

本申请涉及HART通信技术领域，特别涉及一种无线通讯的HART控制器。

背景技术

HART是Highway Addressable Remote Transducer的缩写，最早于1986年由Rosemount公司开发并得到八十多家著名仪表公司的支持，并于1993年成立了HART通信基金会向全世界发布，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快的发展。

现有HART总线大部分应用在复杂的工业环境，其中，部分应用现场，由于环境原因导致专业技术人员现场操作困难，危险系数高且响应时间长，不利于现场设备的及时维护。故此，需要提出改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无线通讯的HART控制器，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种无线通讯的HART控制器，包括电源模块、Hart收发器、数据处理模块、数据传输模块和客户端，所述Hart收发器、数据处理模块和数据传输模块分别电连接于所述电源模块，所述数据处理模块通过数据传输模块通信连接于所述客户端，所述Hart收发器通过MCU串口连接于所述数据处理模块，所述Hart收发器通过收发回路通信连接于HART总线。

进一步地，在上述的无线通讯的HART控制器中，所述电源模块为DC/DC稳压芯片，其输出电压为3.3V。

进一步地，在上述的无线通讯的HART控制器中，所述HART收发器为HART收发芯片，用于将接受到的信息解析为串口数据发送到数据处理模块并接收数据处理模块串口信息解析后发送到HART总线。

进一步地，在上述的无线通讯的HART控制器中，所述收发回路包括隔离变压器和保护电路。

进一步地，在上述的无线通讯的HART控制器中，所述HART收发器包括时钟模块、调制模块、解调模块和载波检测模块。

进一步地，在上述的无线通讯的HART控制器中，所述数据处理模块为单片机，并设置有MCU串口，以连接于Hart收发器。

进一步地，在上述的无线通讯的HART控制器中，所述数据传输模块为蓝牙装置，用于数据处理模块和客户端之间的数据传输。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该无线通讯的HART控制器简单实用，通过无线设置的数据传输模块，配合HART总线协议实现无线通讯，操作人员可在危险区域之外完成设备操作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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所示为本实用新型一具体实施例中无线通讯的HART控制器的原理示意图。

图2所示为本实用新型一具体实施例中电源模块的电路示意图。

图3所示为本实用新型一具体实施例中收发回路的电路示意图。

图4所示为本实用新型一具体实施例中HART收发器的电路示意图。

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详细的描述，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做出创造性劳动的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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参图1至图4所示，一种无线通讯的HART控制器，包括电源模块1、HART收发器2、数据处理模块3、数据传输模块4和客户端5，HART收发器2、数据处理模块3和数据传输模块4分别电连接于电源模块1，数据处理模块3通过数据传输模块4通信连接于客户端5，HART收发器2通过MCU串口连接于数据处理模块3，HART收发器2通过收发回路通信连接于HART总线。

该技术方案中，客户端为电脑或手机或其他移动交互显示单元，可显示被测仪表设备的运行信息，且操作人员可通过客户端对数据处理模块进行控制，从而达到远程调试现场设备；HART收发器通过收发回路采集耦合在4-20mA的HART总线回路上的HART信号，按照HART总线协议解析后传输到数据处理模块，数据处理模块通过数据传输模块将数据传输至客户端，操作人员直接观察仪表设备的运行信息，操作人员亦可通过客户端配合数据传输模块对数据处理模块进行控制，并通过MCU串口将操作数据传送至HART收发器，HART收发器接收MCU串口信息按照HART总线协议解析后发送到HART总线回路，实现远程调试现场设备；该无线通讯的HART控制器简单实用，通过无线设置的数据传输模块，配合HART总线协议实现无线通讯，操作人员可在危险区域之外完成设备操作。

示例性地，参见图2所示，电源模块1为DC/DC稳压芯片，其输出电压为3.3V。

该技术方案中，低功耗的DC/DC稳压芯片将仪表设备等使用的24V电压降压至3.3V，为该无线通讯的HART控制器提供工作电源。

示例性地，参见图4所示，HART收发器2为HART收发芯片，包括时钟模块、调制模块、解调模块和载波检测模块，用于将接受到的信息解析为串口数据发送到数据处理模块3并接收数据处理模块3串口信息解析后发送到HART总线。

该技术方案中，HART收发芯片的载波信号输出端(引脚26)连接并输出载波监测信号OCD至数据处理模块的载波信号输入端，其HART收发控制端(引脚22)直连数据处理模块的HART控制信号输出端，其串口收发端(解调模块中解调器的收发端，即引脚23、25)直连数据处理模块的串口收发端，其HART通信数据输收发端(调制模块中调制器的收发端，即引脚7、16)经滤波电路和缓冲放大器等连接外部电路，其参考电压输出端(引脚15)经压电阻连接其调制器接收端(引脚16)；当HART收发控制端(引脚22)为低电平时，调制器工作，解调器关闭，调制器接收串口接收端(引脚23)输入的数字信号，生成调制信号由HART通信数据输发送端(引脚7)输出，调制器接收串口接收端(引脚23)为高电平时，HART通信数据输发送端(引脚7)输出1200HZ的梯形波，调制器接收串口接收端(引脚23)为高低平时，HART通信数据输发送端(引脚7)输出2200HZ的梯形波，经缓冲放大器交流耦合，输出电压幅度由参考电压(引脚8)的数值决定；当HART收发控制端(引脚22)为高电平时，解调器工作，调制器关闭，HART通信数据输入端(引脚16)接收经过滤波电路后的信号，同时载波模块设置载波检测参考电压(引脚9)和参考电压(引脚8)两个电压参考源，参考电压(引脚8)为芯片内部的放大器和比较器提供电压基准，载波检测参考电压(引脚9)用于载波检测；当调制器接收端(引脚16)的电压小于载波检测参考电压(引脚9)，比较器输出逻辑电平，当HART收发控制端(引脚22)为高且由四个连续脉冲到达时，载波信号输出端(引脚26)至高，下一个有效脉冲必须在2.5ms内被接收才能使载波信号输出端(引脚26)高电平；时钟模块的引脚17接入外部时钟，同时将引脚18接地；HART收发芯片还包括若干接地、测试、复位、电源等常规引脚，就不在此一一赘述了。

示例性地，参见图4所示，收发回路包括隔离变压器和保护电路。

该技术方案中，保护电路由电阻、电容等常规元器件组成，通过收发回路接收和发送HART信号。

示例性地，参见图1所示，数据处理模块3为单片机，并设置有MCU串口，以连接于HART收发器2。

该技术方案中，单片机选用手持设备专用的低功耗单片机，用于控制HART芯片的工作。

示例性地，参见图1所示，数据传输模块4为蓝牙装置，用于数据处理模块3和客户端之间的数据传输。

该技术方案中，数据传输模块为蓝牙装置，无线连接数据处理模块和客户端，蓝牙装置亦可由其他无线通信模块取代。

综上所述，该无线通讯的HART控制器简单实用，通过无线设置的数据传输模块，配合HART总线协议实现无线通讯，操作人员可在危险区域之外完成设备操作。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种无线通讯的HART控制器，其特征在于，包括电源模块、HART收发器、数据处理模块、数据传输模块和客户端，所述HART收发器、数据处理模块和数据传输模块分别电连接于所述电源模块，所述数据处理模块通过数据传输模块通信连接于所述客户端，所述HART收发器通过MCU串口连接于所述数据处理模块，所述HART收发器通过收发回路通信连接于HART总线。

2.根据权利要求1所述的无线通讯的HART控制器，其特征在于：所述电源模块为DC/DC稳压芯片，其输出电压为3.3V。

3.根据权利要求1所述的无线通讯的HART控制器，其特征在于：所述HART收发器为HART收发芯片，用于将接受到的信息解析为串口数据发送到数据处理模块并接收数据处理模块串口信息解析后发送到HART总线。

4.根据权利要求3所述的无线通讯的HART控制器，其特征在于：所述收发回路包括隔离变压器和保护电路。

5.根据权利要求3所述的无线通讯的HART控制器，其特征在于：所述HART收发器包括时钟模块、调制模块、解调模块和载波检测模块。

6.根据权利要求1所述的无线通讯的HART控制器，其特征在于：所述数据处理模块为单片机，并设置有MCU串口，以连接于HART收发器。

7.根据权利要求1所述的无线通讯的HART控制器，其特征在于：所述数据传输模块为蓝牙装置，用于数据处理模块和客户端之间的数据传输。

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