CN219019040U - 一种无线hart通讯器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线HART通讯器，包括机壳和置于机壳内的电路板，所述电路板集成有：MCU，蓝牙模块，其与MCU电连接；HART模块，其与MCU电连接，用于调制与解调HART信号；USB‑串口转换模块，其与MCU电连接，用于转换USB格式与MCU的串口信号格式；充电管理模块，其与MCU电连接，用于管理电池的充电流程；电池，其与充电管理模块电连接；USB端口，其与USB‑串口转换模块电连接，也与充电管理模块电连接，用于USB连接外部设备；HART端口，其分别通过回路供电模块和回路电阻模块与MCU电连接。本实用新型有MCU协调控制，能够支持无线和有线连接，低功耗，无需很多回路。

Description

一种无线HART通讯器

技术领域

本实用新型涉及智能仪表领域，具体涉及一种无线HART通讯器。

背景技术

HART是可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过多年的发展，HART技术已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。

中国专利文献CN203025700U公开了一种智能HART转换器，包括将HART信号转换成模拟信号的信号转换系统，所述的信号转换系统主要由依次相连的电源板、HART板和前面板组成，在所述的前面板上设有连接HART转换器与PC机的通信接口，所述的通信接口为USB接口。该实用新型采用USB接口作为通信接口，通用的通信模式使得通信方式更方便可靠。

中国专利文献CN2618370Y公开了一种HART手持通信器，旨在提供一种具有操作方便、画面清晰、内容丰富、全中文界面的HART手持通信器，它包括电源、CPU、键盘、存储器、液晶显示器、调制解调器，其中电源于从属CPU相连，从属CPU于键盘连接；从属CPU还分别于调制解调器及主CPU相连，主CPU于存储器和液晶显示屏控制器相连，液晶显示屏控制器分别于ROM字库、RAM显存及液晶显示器相连，且调制解调器为HART调制解调器。该实用新型可用于各类仪表的量程设定、校准及查看当前仪表的工作参数。

中国专利文献CN202126468U公开了一种HART回路测试诊断仪，将其与HART回路中的至少一个组件相并联，或替代一个或多个组件串联到HART回路中，实现对HART回路及现场仪表的性能测试及故障诊断。微处理器单元对通信接口上从手持式设备接收到的数据进行解析，控制功能选择电路中各个功能开关的通断并向各功能电路发送或接收数据，各功能电路通过功能选择电路对应的开关接HART回路测试点，实现HART回路的各项性能测试和故障诊断，测试结果微处理器单元按照与手持式设备之间对于通信数据格式的约定整理为既定格式。该设备提供了HART回路测试和诊断所需要的各项功能，能够指导工程师按步骤进行操作并且提供诊断结论，提高HART回路性能测试和故障诊断的便利性和准确性。

中国专利文献CN201656974U公开了一种蓝牙无线型HART通信接口，电源经过充电管理模块一路输出对电池充电，一路输出到电源开关，电池输出接电源开关，电源开关输出接电源电压调整模块，电源电压调整模块输出标准电压给蓝牙无线通信模块、HART调制/解调模块、滤波及放大模块供电，蓝牙模块与HART调制/解调芯片之间进行数字通信，HART调制/解调模块通过滤波/放大模块与现场仪表相连接，并输出信号到指示模块。此蓝牙无线型HART通信接口具有结构简单、体积小巧、无线传输、使用方便、低功耗、可充电电池、信号指示等优点。

但是仍有改进的空间，例如CN203025700U只能USB连接，不能无线连接；CN2618370Y用了两个CPU，耗能变得较大；CN202126468U用于回路测试诊断，并联了许多电路；CN201656974U没有CPU来协调控制，只是一种蓝牙无线型HART通信接口。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提出一种无线HART通讯器，其是一种能够支持无线和有线连接，低功耗，无需很多回路，有MCU协调控制的无线HART通讯器。

所采用的技术方案为：

一种无线HART通讯器，包括机壳和置于机壳内的电路板，所述电路板集成有：

MCU，

蓝牙模块，其与MCU电连接，用于与手机端蓝牙无线连接；

HART模块，其与MCU电连接，用于调制与解调HART信号，将MCU传输来的数据调制成HART信号，或者将HART设备回路上的HART信号解调为标准命令串行信号传输给MCU；

USB-串口转换模块，其与MCU电连接，用于转换USB格式与MCU的串口信号格式，同时配合充电管理模块做电池的充电管理；

充电管理模块，其与MCU电连接，用于管理电池的充电流程，实现充电过程中的电压和电流管理；

电池，其与充电管理模块电连接，用于提供电压和电流；

USB端口，其与USB-串口转换模块电连接，也与充电管理模块电连接，用于USB连接外部设备；

HART端口，其分别通过回路供电模块和回路电阻模块与MCU电连接。

进一步地，所述机壳固定有挂载附件。

进一步地，所述挂载附件为魔术挂带和设置在魔术挂带上的磁吸扣。

进一步地，所述机壳还固定有挂持附件。

进一步地，所述挂持附件为金属挂钩和鳄鱼夹。

进一步地，所述电路板电连接测试线附件，所述测试线附件延伸出壳体。

进一步地，所述测试线附件为定制航空接口的测试线以及与测试线连接的标准接头。

进一步地，所述机壳是采用ABSV0级别的工程塑料制作而成的，所述机壳的表面具有火花纹理。

进一步地，所述电池为锂聚合物电池。

进一步地，所述充电管理模块为充电管理芯片。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过MCU来协调控制各模块工作，蓝牙模块、USB端口与HART端口，实现无线和有线的连接，其中蓝牙模块用于与手机端的蓝牙无线连接，HART端口用于有线连接HART现场仪表设备；USB端口可作为一种通信接口或者外部存储设备的连接接口。由于只有一个MCU，无需很多电路回路，可以实现低功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1为一种无线HART通讯器的结构示意图。

图2为无线HART通讯器的一种应用状态的结构示意图。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型优选的实施例，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作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。

参见图1-图2所示，一种无线HART通讯器，包括机壳和置于机壳内的电路板，所述电路板集成有MCU1、蓝牙模块2、HART模块3、USB-串口转换模块4、充电管理模块5、电池6、USB端口7和HART端口8。

其中蓝牙模块2，其与MCU1电连接，用于与手机端蓝牙无线连接；

HART模块3，其与MCU1电连接，用于调制与解调HART信号，将MCU传输来的数据调制成HART信号，或者将HART设备回路上的HART信号解调为标准命令串行信号传输给MCU；

USB-串口转换模块4，其与MCU1电连接，用于转换USB格式与MCU的串口信号格式，同时配合充电管理模块做电池的充电管理；

充电管理模块5，其与MCU1电连接，用于管理电池的充电流程，实现充电过程中的电压和电流管理；

电池6，其与充电管理模块5电连接，用于提供电压和电流；

USB端口7，其与USB-串口转换模块4电连接，也与充电管理模块电连接，用于USB连接外部设备；

HART端口8，其分别通过回路供电模块9和回路电阻模块10与MCU1电连接。

这样，本无线HART通讯器通过MCU来协调控制各模块工作，蓝牙模块、USB端口与HART端口，实现无线和有线的连接，其中蓝牙模块用于与手机端的蓝牙无线连接，HART端口用于有线连接HART现场仪表设备；USB端口可作为一种通信接口或者外部存储设备的连接接口。由于只有一个MCU，无需很多电路回路，可以实现低功耗。

其中MCU1可以协调各模块工作，做基本的数据处理，控制管理，以及可以进一步电池电量测量。包括但不限于例如可以选择MC8015型号。

Hart模块3可以调制与解调Hart信号，将MCU传输来的数据调制成Hart信号，也将Hart设备回路上的Hart信号解调为标准命令串行信号传输给MCU。包括但不限于例如可以选择型号HT1200M，其是一种低功耗调制解调芯片。

USB转串口模块4用于转换USB格式与单片机的串口信号格式，同时，配合充电芯片做电池的充电管理。USB转串口模块包括但不限于可以采用三种芯片FT232、CH340或PL2303型号。

充电管理模块5用于管理电池的充电流程，实现充过程中的电压和电流管理。充电管理模块选择采用充电管理芯片。目前市售上有许多款可采用的充电管理芯片，包括但不限于例如可以采用CN3052A型号。

回路供电模块9和回路电阻模块10均是现有技术中的电路模块。本领域技术人员在电路功能已被充分公开的基础上结合公知常识或现有技术，即可容易实现具体的电路模块。

作为一种优选的具体实施方式，机壳固定有挂载附件，挂载附件可以选择为魔术挂带和设置在魔术挂带上的磁吸扣，这样，便于就近挂载于导磁物体上，方便固定和拿取。

作为一种优选的具体实施方式，机壳还固定有挂持附件，该挂持附件可以进一步选择为金属挂钩和鳄鱼夹，这样方便挂载，同时由于提供金属挂钩和鳄鱼夹两种挂持附件，也便于应对不同的挂载需求。

作为一种优选的具体实施方式，电路板电连接测试线附件，该测试线附件延伸出壳体；该测试线附件可以选择为定制航空接口的测试线以及与测试线连接的标准接头。这样，连接方便稳固。

作为一种优选的具体实施方式，该机壳是采用ABSV0级别的工程塑料制作而成的，该机壳的表面具有火花纹理；这样，机壳可以起到阻燃防滑、耐跌落、抗冲击的作用。

作为一种优选的具体实施方式，该电池为锂聚合物电池。该锂聚合物电池为可充电电池。

作为一种具体应用，蓝牙模块可以负责与手机端的蓝牙无线连接，将手机端下发的Hart命令数据传输到单片机中，并接收由单片机传输来的数据，通过蓝牙制式上传到手机端。

在移动端(如手机端)应用，整个通讯器的应用功能实现均在手机端完成，借助当前智能手机的强大性能，为实现多样复杂的应用功能提供可能，而尽量减少通讯器硬件性能的需求。通讯器基于微信小程序平台开发的手机端应用，轻量化应用程序，用户可直接点击应用，无需下载软件包及安装的流程，也能实现在线的实时更新，便于用户使用和我司后续的程序维护及升级服务。

本无线HART通讯器可以不涉及到软件程序的改进，保护该无线HART通讯器的硬件设备。但也可以借助软件程序或者配合其他设备，能进一步实现的功能有：

1.加入软件程序功能，能够提供HART仪表的参数组态并提供批量修改特色功能，支持同一参数值直接下发不同仪表，无需退出当前软件功能进行重新连接操作；

2.通过微信，能够实现仪表组态数据保存及分享；

3.通过微信，过程变量数据的采集，趋势图绘制，保存以及分享；

4.加入存储器，可以进一步提供本机的操作历史记录功能，例如操作动作成功完成的记录。

5.加入软件程序功能，提供账户的实名制管理，以及硬件设备的激活管理和功能切换操作。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线HART通讯器，其特征在于，包括机壳和置于机壳内的电路板，所述电路板集成有：

MCU，

蓝牙模块，其与MCU电连接，用于与手机端蓝牙无线连接；

HART模块，其与MCU电连接，用于调制与解调HART信号，将MCU传输来的数据调制成HART信号，或者将HART设备回路上的HART信号解调为标准命令串行信号传输给MCU；

USB-串口转换模块，其与MCU电连接，用于转换USB格式与MCU的串口信号格式，同时配合充电管理模块做电池的充电管理；

充电管理模块，其与MCU电连接，用于管理电池的充电流程，实现充电过程中的电压和电流管理；

电池，其与充电管理模块电连接，用于提供电压和电流；

USB端口，其与USB-串口转换模块电连接，也与充电管理模块电连接，用于USB连接外部设备；

HART端口，其分别通过回路供电模块和回路电阻模块与MCU电连接。

2.根据权利要求1所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述机壳固定有挂载附件。

3.根据权利要求2所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述挂载附件为魔术挂带和设置在魔术挂带上的磁吸扣。

4.根据权利要求2所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述机壳还固定有挂持附件。

5.根据权利要求4所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述挂持附件为金属挂钩和鳄鱼夹。

6.根据权利要求1所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述电路板电连接测试线附件，所述测试线附件延伸出壳体。

7.根据权利要求6所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述测试线附件为定制航空接口的测试线以及与测试线连接的标准接头。

8.根据权利要求6所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述机壳是采用ABSV0级别的工程塑料制作而成的，所述机壳的表面具有火花纹理。

9.根据权利要求1所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述电池为锂聚合物电池。

10.根据权利要求1所述的无线HART通讯器，其特征在于，所述充电管理模块为充电管理芯片。

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