CN217824967U - 通信电路、通信装置及rs485通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种通信电路、通信装置及RS485通信系统。通电电路包括收发器电路和线圈；所述收发器电路的控制端、发送信号端和接收信号端分别用于与通讯设备的处理器连接，所述收发器电路的第一信号端和第二信号端分别与线圈连接；所述收发器电路用于将所述处理器的通信信号转换为差分通信信号并耦合到所述线圈上，以及将所述线圈接收的差分通信信号转换为所述通信信号；所述线圈用于与接收或发送所述差分通信信号；通过线圈实现无线通信的方式，避免通信设备和外部装置、设备进行通信时的物理接触，提高了通信的稳定性和可靠性。

Description

通信电路、通信装置及RS485通信系统

技术领域

本申请属于通信技术领域，尤其涉及通信电路、通信装置及RS485通信系统。

背景技术

在工业控制、电力通信、智能仪表等领域，RS485是一种广泛应用的通信方式，RS485具有经济、简洁、抗扰能力强、通信节点多的优点，各个模块间通信信号连接方式一般有两种：导线直接连接和导电滑环连接。导线直接连接是针对两个通信模块之间没有相对运动情况下。而导电滑环连接是针对两个模块之间有相对运动，通过电刷和滑环把两端信号连接起来，但电刷和滑环在长时间相对运动的情况下，因磨损出现接触不良，导致信号连接断开而通信中断。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种通信电路、通信装置及RS485通信系统，旨在解决传统通信装置采用电刷滑环直接连接传输信号，极易因为磨损导致信号传输中断的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种通信电路，包括包括收发器电路和线圈；

所述收发器电路的控制端、发送信号端和接收信号端分别用于与通讯设备的处理器连接，所述收发器电路的第一信号端和第二信号端分别与线圈连接；

所述收发器电路用于将所述处理器的通信信号转换为差分通信信号并耦合到所述线圈上，以及将所述线圈接收的差分通信信号转换为所述通信信号；

所述线圈用于与接收或发送所述差分通信信号。

其中一实施例中，所述收发器电路包括收发器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一磁珠和第二磁珠；

所述收发器芯片的输出引脚和输入引脚分别与所述处理器连接，所述收发器芯片的输出使能引脚和输入使能引脚共同连接后与所述处理器连接，所述收发器芯片的第一信号引脚通过所述第一电阻接地，所述收发器芯片的第一信号引脚还通过所述第一磁珠连接所述线圈的第一端，所述收发器芯片的第二信号引脚通过所述第三电阻接电压源，所述收发器芯片的第二信号引脚还通过所述第二磁珠连接所述线圈的第二端，所述第二电阻串接在所述收发器芯片的第一信号引脚和第二信号引脚之间。

其中一实施例中，还包括浪涌保护电路，所述浪涌保护电路的第一端与所述线圈的第一端连接，所述浪涌保护电路第二端与所述线圈的第二端连接，所述浪涌保护电路的第三端接地。

其中一实施例中，所述浪涌保护电路包括第一瞬态电压抑制二极管和第二瞬态电压抑制二极管；

所述第一瞬态电压抑制二极管的第一端和所述线圈的第一端连接，所述第二瞬态电压抑制二极管的第一端和所述线圈的第二端连接，所述第一瞬态电压抑制二极管的第二端和所述第二瞬态电压抑制二极管的第二端共同接地。

其中一实施例中，所述线圈的电感量为5uH。

其中一实施例中，所述线圈为圆盘状。

本申请实施例的第二方面提供了一种基于RS485的通信装置，包括处理器，以及本申请实施例的第一方面提供的通信电路。

本申请实施例的第三方面提供了一种RS485通信系统，包括至少两个本申请实施例的第二方面提供的基于RS485的通信装置，所述至少两个基于RS485的通信装置包括第一RS485通信装置和第二RS485通信装置，其中，所述第一RS485通信装置和所述第二RS485通信装置之间通过所述线圈耦合通讯。

其中一实施例中，在所述第一RS485通信装置上，所述收发器电路用于根据所述第一RS485通信装置的处理器的控制，将所述第一RS485通信装置的线圈的差分通信信号转换为接收信号，并通过所述信号接收端输至所述第一RS485通信装置的处理器；

在所述第二RS485通信装置上，所述收发器电路用于根据所述第二RS485通信装置的处理器的控制，通过所述信号接收端接收所述第二RS485通信装置的处理器的发送信号，转换成差分通信信号输至所述第二RS485通信装置的线圈。

其中一实施例中，所述第一RS485通信装置的线圈和第二RS485通信装置的线圈同轴安转且间距为3mm。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例提供的通信电路可作为一个通用电路，设置在各种装置、设备上，实现各种装置、设备与外部装置、设备的通信，其中，收发器电路用于将处理器的通信信号转换为差分通信信号并耦合到线圈上，以及将线圈接收的差分通信信号转换为通信信号输至处理器，并且通过线圈接收或发送差分通信信号，实现通讯设备和其他外部装置、设备的通信，通过线圈实现无线通信的方式，避免通信设备和外部装置、设备进行通信时的物理接触，提高了通信的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的通信电路的原理示意图；

图2为本申请一实施例提供的通信电路的电路原理示意图；

图3为本申请一实施例提供的基于RS485的通信装置的原理示意图；

图4为本申请一实施例提供的RS485通信系统的原理示意图；

图5为本申请一实施例提供的耦接线圈的结构原理示意图；

图6为本申请另一实施例提供的RS485通信系统的原理示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在工业控制、电力通信、智能仪表等领域，各个模块间通信信号连接方式一般有两种：导线直接连接和导电滑环连接。导线直接连接是针对两个通信模块之间没有相对运动情况下。而导电滑环连接是针对两个模块之间有相对运动，通过电刷和滑环把两端信号连接起来，但电刷和滑环在长时间相对运动的情况下，因磨损出现接触不良，导致信号连接断开而通信中断。

请参阅图1，本申请第一实施例提供了一种通信电路100，包括收发器电路110和线圈120，收发器电路110的控制端EN、发送信号端TXD和接收信号端RXD分别用于与通讯设备200的处理器210连接，收发器电路110的第一信号端和第二信号端分别与线圈120的两端连接。收发器电路110用于将处理器210的通信信号转换为差分通信信号并耦合到线圈120上，以及将线圈120接收的差分通信信号转换为通信信号输至处理器210。线圈120用于与接收或发送差分通信信号。

本申请实施例提供的通信电路100可作为一个通用电路，设置在各种装置、设备上，实现各种装置、设备与外部装置、设备的通信，其中，收发器电路110用于将处理器210的通信信号转换为差分通信信号并耦合到线圈120上，以及将线圈120接收的差分通信信号转换为通信信号输至处理器210，并且通过线圈120接收或发送差分通信信号，实现通讯设备200和其他外部装置、设备的通信，通过线圈120实现无线通信的方式，避免通信设备和外部装置、设备进行通信时的物理接触，提高了通信的稳定性和可靠性。

请参阅图1、2所示，在一个实施例中，收发器电路110包括收发器芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一磁珠L1和第二磁珠L2。

具体地，参阅图2，收发器芯片U1的输出引脚R0和输入引脚DI分别与处理器连接，收发器芯片U1的输出使能引脚RE和输入使能引脚DE共同连接后与处理器210连接，收发器芯片U1的第一信号引脚A通过第一电阻R1接地，收发器芯片U1的第一信号引脚A还通过第一磁珠L1连接线圈120的第一端，收发器芯片U1的第二信号引脚B通过第三电阻R3接5V电压源，收发器芯片U1的第二信号引脚B还通过第二磁珠L2连接线圈120的第二端，第二电阻R2串接在收发器芯片U1的第一信号引脚A和第二信号引脚B之间。

请参阅图1、2所示，在一实施例中，收发器芯片U1为RS485收发器芯片，具体地，收发器芯片U1的芯片型号为THVD1450。

进一步地，参阅图1、2，可以理解地是，收发器芯片U1的电源引脚VCC接3.3V电压源，电阻R4串接在第一磁珠L1和线圈120之间，电阻R5串接在第二磁珠L2和线圈120之间，电阻R4和电阻R5起限流保护作用。电阻R6、电阻R7和电阻R8做为上拉电阻，用于稳定收发器芯片U1和处理器210之间的传输的信号。

其中，在实际电路中，第一电阻R1、第一电阻R2和第三电阻R3可以缺省，可根据需要进行贴装。第一磁珠L1和第二磁珠L2用于抑制信号线上的高频噪声和尖峰干扰，吸收静电脉冲，提高收发器电路110的抗干扰能力。在一实施例中，第一磁珠L1和第二磁珠L2的阻抗为120ohm(100Hz)。

在一实施例中，参阅图2，收发器芯片U1的型号为ADM3485EARZ。

其中，可以理解地是，通信电路100为半双工通信，收发器电路110的控制端EN的电平信号决定在某一时刻使能信号发送或者信号接收。

请参阅图1、2所示，在一个实施例中，还包括浪涌保护电路130，浪涌保护电路130的第一端与线圈120的第一端连接，浪涌保护电路130第二端与线圈120的第二端连接，浪涌保护电路130的第三端接地，浪涌保护电路130用于将收发器电路110线路上的瞬时电压限制在收发器电路110能承受的电压范围内，保护通信电路100不受大电压冲击而损坏。

请参阅图2所示，在一个实施例中，浪涌保护电路130包括第一瞬态电压抑制二极管D1和第二瞬态电压抑制二极管D2，第一瞬态电压抑制二极管D1的第一端通过电阻R4和线圈120的第一端连接，第二瞬态电压抑制二极管D2的第一端通过电阻R5和线圈120的第二端连接，第一瞬态电压抑制二极管D1的第二端和第二瞬态电压抑制二极管D2的第二端共同接地。

在一个实施例中，线圈120的电感量为5uH。

在一个实施例中，线圈120为圆盘状。

请参阅图3所示，本申请实施例第二方面提供一种基于RS485的通信装置300，该基于RS485的通信装置300包括处理器210，以及本申请实施例第二方面提供的通信电路100。

在一个实施例中，处理器210为单片机，其型号为STM32F103C8T6。

请参阅图4所示，本申请实施例第三方面提供一种RS485通信系统，RS485通信系统包括至少两个本申请实施例第二方面提供一种基于RS485的通信装置300，包括第一RS485通信装置310和第二RS485通信装置320，其中，第一RS485通信装置310和第二RS485通信装置320之间通过线圈121和线圈122耦合通讯。

在一个实施例中，请参阅图4所示，在第一RS485通信装置310上，收发器电路111用于根据第一RS485通信装置310的处理器211的控制，将第一RS485通信装置310的线圈121的差分通信信号转换为接收信号，并通过其信号接收端RXD输至第一RS485通信装置310的处理器211。

在第二RS485通信装置320上，收发器电路112用于根据第二RS485通信装置320的处理器212的控制，通过其信号接收端RXD接收第二RS485通信装置320的处理器212的发送信号，转换成差分通信信号输至第二RS485通信装置320的线圈122。从而实现处理器211和处理器212之间的通信。

在一个实施例中，请参阅图4、5所示，第一RS485通信装置310的线圈121和第二RS485通信装置320的线圈122同轴安转且间距h为3mm。

进一步地，在一个实施例中，请参阅图4、5所示，线圈121和线圈122的电感量为5uH。

进一步地，在一个实施例中，请参阅图4、5所示，线圈121和线圈122为圆盘形状。

在一个实施例中，请参阅图6所示，本申请实施例第三方面提供一种RS485通信系统，RS485通信系统包括多个本申请实施例第二方面提供一种基于RS485的通信装置300，包括第一RS485通信装置310、第二RS485通信装置320和第三RS485通信装置330等，其中，第一RS485通信装置310作为RS485通信系统中的通信主站，第二RS485通信装置320和第三RS485通信装置330等作为RS485通信系统中的多个通信从站，请参阅图6，第一RS485通信装置310的线圈121作为通信主线圈，其余RS485通信装置的线圈作为通信从线圈共同耦接在线圈121上。

本申请实施例提供的通信电路100可作为一个通用电路，设置在各种装置、设备上，实现各种装置、设备与外部装置、设备的通信，其中，收发器电路110用于将处理器210的通信信号转换为差分通信信号并耦合到线圈120上，以及将线圈120接收的差分通信信号转换为通信信号输至处理器210，并且通过线圈120接收或发送差分通信信号，实现通讯设备200和其他外部装置、设备的通信，通过线圈120实现无线通信的方式，避免通信设备和外部装置、设备进行通信时的物理接触，提高了通信的稳定性和可靠性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通信电路，其特征在于，包括收发器电路和线圈；

所述收发器电路的控制端、发送信号端和接收信号端分别用于与通讯设备的处理器连接，所述收发器电路的第一信号端和第二信号端分别与线圈连接；

所述收发器电路用于将所述处理器的通信信号转换为差分通信信号并耦合到所述线圈上，以及将所述线圈接收的差分通信信号转换为所述通信信号；

所述线圈用于与接收或发送所述差分通信信号。

2.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，所述收发器电路包括收发器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一磁珠和第二磁珠；

所述收发器芯片的输出引脚和输入引脚分别与所述处理器连接，所述收发器芯片的输出使能引脚和输入使能引脚共同连接后与所述处理器连接，所述收发器芯片的第一信号引脚通过所述第一电阻接地，所述收发器芯片的第一信号引脚还通过所述第一磁珠连接所述线圈的第一端，所述收发器芯片的第二信号引脚通过所述第三电阻接电压源，所述收发器芯片的第二信号引脚还通过所述第二磁珠连接所述线圈的第二端，所述第二电阻串接在所述收发器芯片的第一信号引脚和第二信号引脚之间。

3.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，还包括浪涌保护电路，所述浪涌保护电路的第一端与所述线圈的第一端连接，所述浪涌保护电路第二端与所述线圈的第二端连接，所述浪涌保护电路的第三端接地。

4.如权利要求3所述的通信电路，其特征在于，所述浪涌保护电路包括第一瞬态电压抑制二极管和第二瞬态电压抑制二极管；

所述第一瞬态电压抑制二极管的第一端和所述线圈的第一端连接，所述第二瞬态电压抑制二极管的第一端和所述线圈的第二端连接，所述第一瞬态电压抑制二极管的第二端和所述第二瞬态电压抑制二极管的第二端共同接地。

5.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，所述线圈的电感量为5uH。

6.如权利要求1所述的通信电路，其特征在于，所述线圈为圆盘状。

7.一种基于RS485的通信装置，其特征在于，包括处理器，以及如权利要求1-6任一项所述的通信电路。

8.一种RS485通信系统，其特征在于，包括至少两个如权利要求7所述的基于RS485的通信装置，所述至少两个基于RS485的通信装置包括第一RS485通信装置和第二RS485通信装置，其中，所述第一RS485通信装置和所述第二RS485通信装置之间通过所述线圈耦合通讯。

9.如权利要求8所述的RS485通信系统，其特征在于，在所述第一RS485通信装置上，所述收发器电路用于根据所述第一RS485通信装置的处理器的控制，将所述第一RS485通信装置的线圈的差分通信信号转换为接收信号，并通过所述接收信号端输至所述第一RS485通信装置的处理器；

在所述第二RS485通信装置上，所述收发器电路用于根据所述第二RS485通信装置的处理器的控制，通过所述接收信号端接收所述第二RS485通信装置的处理器的发送信号，转换成差分通信信号输至所述第二RS485通信装置的线圈。

10.如权利要求8所述的RS485通信系统，其特征在于，所述第一RS485通信装置的线圈和第二RS485通信装置的线圈同轴安转且间距为3mm。

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