CN220673775U - 一种应用于rs485网络中的唤醒系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于RS485网络中的唤醒系统，所述系统包括主机、唤醒设备和至少一个从机；所述主机与唤醒设备电性连接，用于与唤醒设备进行通讯；所述唤醒设备与从机电性连接，用于控制从机关机和开机；所述从机与主机和唤醒设备电性连接，用于应答主机。在主机和从机之间加入唤醒设备，通过唤醒设备控制从机的开机与关机，从而实现从机的唤醒状态与休眠状态之间的切换，控制系统能耗。

Description

一种应用于RS485网络中的唤醒系统

技术领域

本实用新型涉及RS485网络应用领域，尤其涉及一种应用于RS485网络中的唤醒系统。

背景技术

现有工业领域，因RS485接口具有良好的抗干扰性，网络灵活，RS485网络应用的系统运行稳定，具有RS485接口的标准产品多，因此RS485接口是作为通讯领域，特别是工业通讯领域使用极其频繁的一种接口。

然而，RS485因总体功耗较高，一般都需要主机、从机持续保持工作，工作电源必须提供持续供电。而随着技术的发展，特别是物联网技术的应用；越来越多的应用场景都需要采用电池进行供电；因此，原有具备RS485接口的设备很难满足此类场景下应用，很多场合改为了无线通讯方式。然而无线通讯易受强电场、强磁场的干扰，而且无线通讯保密性差，产品开发周期长。

中国专利CN218450149U《一种RS485数据转化器》公开了一种RS485数据转换器，该数据转换器需要与滤波电源连接，实时功耗较高，不适用于没有稳定持续电源供应的环境。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种应用于RS485网络中的唤醒系统，用来解决目前RS485网络使用功耗较大，应用于物联网技术时，使用电池供电无法满足能耗的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种应用于RS485网络中的唤醒系统，所述系统包括主机、唤醒设备和至少一个从机；

所述主机与唤醒设备电性连接，用于与唤醒设备进行通讯；

所述唤醒设备与从机电性连接，用于控制从机关机和开机；

所述从机与主机和唤醒设备电性连接，用于应答主机。

优选的，所述唤醒设备包括RS485接口芯片、MCU处理芯片、存储单元和唤醒从机接口；

所述RS485接口芯片与MCU处理芯片电性连接，用于接入RS485总线；

所述MCU处理芯片与唤醒从机接口电性连接，用于控制唤醒从机接口；

所述存储单元与MCU处理芯片信号连接，用于存储从机地址；

所述唤醒从机接口与MCU处理芯片电性连接，用于连接所有从机。

优选的，所述系统还包括主机电源；

所述主机电源分别与主机、唤醒设备和从机电性连接，用于为主机、唤醒设备和从机提供电能；

所述唤醒从机接口通过多条信号线分别与每个从机信号连接。

优选的，所述系统还包括主电源、唤醒设备电源和从机电源；

所述主电源与主机、唤醒设备和从机电性连接，用于为主机或唤醒设备或从机提供电能；

所述唤醒设备电源与主机、唤醒设备和从机电性连接，用于为主机或唤醒设备或从机提供电能；

所述从机电源与主机、唤醒设备和从机电性连接，用于为主机或唤醒设备或从机提供电能；

所述唤醒从机接口通过多条信号线分别与每个从机信号连接。

优选的，所述从机包括唤醒电路；

所述唤醒电路与唤醒设备电性连接，用于唤醒从机。

优选的，所述系统还包括继电器；

所述继电器的a端与唤醒设备电性连接，所述继电器的b端与从机电性连接，所述继电器的c端与从机电源电性连接。

优选的，所述唤醒从机接口通过一条信号线与所有从机信号连接。

本实用新型提供的一种应用于RS485网络中的唤醒系统，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)在主机和从机之间加入唤醒设备，通过唤醒设备控制从机的开机与关机，从而实现从机的唤醒状态与休眠状态之间的切换，控制系统能耗；

(2)通过唤醒设备的唤醒从机接口与从机连接，对应控制每个从机，在从机需要工作时将其激活，在从机不工作时，控制从机关机，进入休眠状态；

(3)通过继电器与唤醒设备连接，唤醒设备向继电器输入信号后，从机接入电源开始工作，进行开机与关机，实现从机的唤醒和休眠。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种应用于RS485网络中的唤醒系统的第一结构图；

图2为本实用新型一种应用于RS485网络中的唤醒系统的唤醒设备的结构图；

图3为本实用新型一种应用于RS485网络中的唤醒系统的第二结构图；

图4为本实用新型一种应用于RS485网络中的唤醒系统的唤醒设备与从机之间的接线控制示意图；

图5是本实用新型一种应用于RS485网络中的唤醒系统的唤醒电路的部分接线图；

图6为本实用新型一种应用于RS485网络中的唤醒系统的唤醒设备与从机之间的另一接线控制示意图；

图7为本实用新型一种应用于RS485网络中的唤醒系统的第三结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

提供一种应用于RS485网络中的唤醒系统，如图1所示，所述系统包括主机1、唤醒设备2和至少一个从机3；

所述主机1与唤醒设备2电性连接，用于与唤醒设备2进行通讯；

所述唤醒设备2与从机3电性连接，用于控制从机3关机和开机；

所述从机3与主机1和唤醒设备2电性连接，用于应答主机1。

应说明的是：该唤醒设备2具备以下功能：

能通过对主机1进行监听，从而获取主机1的发送信息数据；

能对所获得的信息数据进行解码，并从中获取到主机1所询问的从机3的地址编码；

存储有组网系统中的所有从机3的地址编码；

能通过所获取到的主机1所询问的从机3的地址编码对应出该从机3的编号；

能向具有该编号的从机3发送唤醒指令，该从机3获取到该指令后，能从关机/休眠状态自动唤醒，并开始接收主机1发送的信息；

而应用该唤醒设备2的RS485网络，则具有以下功能：

主机1通过RS485总线与多个从机3对接；

RS485网络没有数据交换时，主机1保持工作；从机3关机/休眠；唤醒设备2保持工作，持续监听RS485总线；

当唤醒设备2从监听中获取到主机1所询问的从机3的地址编码信息后，对该从机3发送唤醒指令；

通过该唤醒指令，该从机3能从关机/休眠状态自动唤醒，并开始接收主机1发送的信息；

该被唤醒的从机3与主机1完成通信后，恢复至关机/休眠状态。

如图2所示，是唤醒设备2的结构图，所述唤醒设备2包括RS485接口芯片21、MCU处理芯片22、存储单元23和唤醒从机接口24；

所述RS485接口芯片21与MCU处理芯片22电性连接，用于接入RS485总线；

所述MCU处理芯片22与唤醒从机接口24电性连接，用于控制唤醒从机接口24；

所述存储单元23与MCU处理芯片22信号连接，用于存储从机3地址；

所述唤醒从机接口24与MCU处理芯片22电性连接，用于连接所有从机3。

应说明的是：RS485接口芯片21用来收发数据，监听总线；

MCU处理芯片22解析收到的数据，处理配置命令；对比监听到的数据中的从机3地址与存储模块中存储的从机3地址，以确定是哪路从机3；为每个从机3分配唤醒方法，控制唤醒从机接口24向对应的从机3发出唤醒命令。

存储单元23存储RS485网络中的所有从机3地址；

对于唤醒从机接口24，有若干条受唤醒设备2控制的IO信号线，每条IO信号线依次连接各从机3，当唤醒设备2通过监听主机1数据，判断主机1将要与第N路从机3通讯时，唤醒设备2通过唤醒从机接口24向第N路从机3发送上升沿或下降沿或跳变中断信号唤醒从机3；

实际应用中，唤醒从机接口24的IO信号线接口总数量大于或等于网络中的总的从机3数量。

应说明的是：该唤醒设备2可以本质上是一台具有唤醒其他从机3功能的从机3，主机1可以通过对唤醒设备2进行配置，而将RS485网络中所有从机3地址写入唤醒设备2。而且，当网络中从机3信息(数量、地址等)发生变化时，主机1可及时配置唤醒设备2更新从机3信息，从而能使唤醒设备2一直保持正确的从机3信息。

应说明的是：主机1可以直接向唤醒设备2发送需要其对某台从机3进行唤醒操作的指令，唤醒设备2从而向该从机3进行供电或下发唤醒指令。

应说明的是：唤醒设备2的MCU处理芯片22解析收到的数据，处理配置命令；对比监听到的数据中的从机3地址与存储单元23中的从机3地址，以确定是哪路从机3以及该从机3对应的唤醒从机接口24，控制唤醒从机接口24向对应的从机3发出唤醒指令。

应说明的是：唤醒从机接口24实际上可以是唤醒设备2通过向从机3提供供电以此来控制从机3从关机状态转换为工作状态；也可以理解，该唤醒从机接口24的IO信号线也可以发送指令，还或者是通断量信号，从而控制向从机3供电的线路接通，从而起到唤醒从机3的作用；另外，该唤醒从机接口24的IO信号线或者是通过向从机3发送指令，还或者是通断量信号；该状态量的变化，都能使从机3从关机/休眠状态转换为工作状态。

系统还包括主机电源4；

所述主机电源4分别与主机1、唤醒设备2和从机3电性连接，用于为主机1、唤醒设备2和从机3提供电能；

所述唤醒从机接口24通过多条信号线分别与每个从机3信号连接。

应说明的是：此实施例中，唤醒设备2和从机3是由主机电源4提供供电，而实际应用中，唤醒设备2和从机3也可以使用单独的电源进行独立供电。

实施例二

如图3所示，是一种应用于RS485网络中的唤醒系统的第二结构图，所述系统还包括主电源5、唤醒设备电源6和从机电源7；

所述主电源5与主机1、唤醒设备2和从机3电性连接，用于为主机1或唤醒设备2或从机3提供电能；

所述唤醒设备电源6与主机1、唤醒设备2和从机3电性连接，用于为主机1或唤醒设备2或从机3提供电能；

所述从机电源7与主机1、唤醒设备2和从机3电性连接，用于为主机1或唤醒设备2或从机3提供电能；

所述唤醒从机接口24通过多条信号线分别与每个从机3信号连接。

所述从机3包括唤醒电路31；

所述唤醒电路31与唤醒设备2电性连接，用于唤醒从机3。

应说明的是：与实施例一的区别在于：

该实施例二中，对从机3进行供电的电源，可以是由主机1处的主电源5提供，也可以是由唤醒设备2处的唤醒设备电源6提供，更可以是由各从机3自带的从机电源7提供；而且，从机3采用自带的从机电源7功能，则更方便应用于现有的物联网应用中无法有效提供供电的大多数场景；

如图4所示，是唤醒设备2与从机3之间的接线控制示意图，唤醒设备2的IO信号线通过唤醒电路31向从机3发送唤醒指令，从而使从机3唤醒。

可以理解，若从机3处于低功耗休眠状态时，当唤醒设备2的IO信号线向从机3发送唤醒指令后，还可以使该从机3的MCU接收到中断信号使从机3从低功耗休眠状态转换为工作状态。采用此种方式，从机3无需关机，可保持低功耗休眠状态，能够使从机3的部分功能保持工作，比如采集相关环境数据信息等进行存储，待被唤醒后，能将该存储的信息发送给主机1。

本实施例二相对于实施例一的优势在于，从机1可以具有低功耗待机工作的可能性，从而使该系统能获得更多场景应用的价值。

如图5所示，是唤醒电路31的部分接线图。

实施例三

如图6所示，是唤醒设备2与从机3之间的另一接线控制示意图，所述系统还包括继电器32；

所述继电器32的a端与唤醒设备2电性连接，所述继电器32的b端与从机3电性连接，所述继电器32的c端与从机电源7电性连接。

应说明的是：与实施例二的区别在于：

唤醒设备2的IO信号线接口向从机3的供电线路上的控制开关发送唤醒指令，从而控制开关接通从机3的供电，使从机3从关机恢复至工作状态。

当唤醒设备2的IO信号线向继电器32发送唤醒指令后，通过控制该继电器32，从而使从机3由关机转换为开机，而当唤醒设备2监听到主机1与从机3完成通讯后，即可关闭该继电器32。

应说明的是：该继电器32可以位于向从机3提供供电的电源内部，也可以位于从机3内部，还可以独立存在与二者之外。而其受唤醒设备2控制接通从机3的供电线路，也可以由唤醒设备2控制断开从机3的供电线路。

应说明的是：该控制开关可以是完全受唤醒指令控制的继电器32，或者是能通过从机3控制关闭的自激电路；在接收唤醒指令后自激电路启动，接通电源，从机3工作，而从机3与主机1完成通讯后，即可自行控制关闭该自激电路，从而使从机3自动关机。

本实施例相对于实施例一和实施例二的优势在于，RS485网络改造相对容易，只需在从机3的供电端增加可控制的开关即可实现，从而使该应用方法能获得更多传统RS485网络改造应用的价值。

实施例四

如图7所示，是一种应用于RS485网络中的唤醒系统的第三结构图，所述唤醒从机接口24通过一条信号线与所有从机3信号连接。

应说明的是：与实施例一、实施例二和实施例三的区别在于：

所述唤醒设备2通过一条唤醒信号线连接所有从机3，通过发送唤醒信号，从而控制从机3激活。

应说明的是：本实施例中，通过唤醒设备2发送一次唤醒信号即可激活所有从机3，是最容易实现的，通过该信号即可实现各从机3的电源接通，从机3由关机而转为激活；或者是通过该信号即可实现各从机3从低功耗状态转换为工作状态。

应说明的是：更进一步的，若所有从机3处于低功耗待机状态下时，该唤醒设备2的MCU处理芯片22控制唤醒从机接口24通过唤醒信号线给特定地址的从机3发送能被该从机3识别的各种单总线编码信号等，从而达到只激活该地址的从机3的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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 (7)

1.一种应用于RS485网络中的唤醒系统，其特征在于，所述系统包括主机(1)、唤醒设备(2)和至少一个从机(3)；

所述主机(1)与唤醒设备(2)电性连接，用于与唤醒设备(2)进行通讯；

所述唤醒设备(2)与从机(3)电性连接，用于控制从机(3)关机和开机；

所述从机(3)与主机(1)和唤醒设备(2)电性连接，用于应答主机(1)。

2.如权利要求1所述的一种应用于RS485网络中的唤醒系统，其特征在于，所述唤醒设备(2)包括RS485接口芯片(21)、MCU处理芯片(22)、存储单元(23)和唤醒从机接口(24)；

所述RS485接口芯片(21)与MCU处理芯片(22)电性连接，用于接入RS485总线；

所述MCU处理芯片(22)与唤醒从机接口(24)电性连接，用于控制唤醒从机接口(24)；

所述存储单元(23)与MCU处理芯片(22)信号连接，用于存储从机(3)地址；

所述唤醒从机接口(24)与MCU处理芯片(22)电性连接，用于连接所有从机(3)。

3.如权利要求2所述的一种应用于RS485网络中的唤醒系统，其特征在于，所述系统还包括主机电源(4)；

所述主机电源(4)分别与主机(1)、唤醒设备(2)和从机(3)电性连接，用于为主机(1)、唤醒设备(2)和从机(3)提供电能；

所述唤醒从机接口(24)通过多条信号线分别与每个从机(3)信号连接。

4.如权利要求2所述的一种应用于RS485网络中的唤醒系统，其特征在于，所述系统还包括主电源(5)、唤醒设备电源(6)和从机电源(7)；

所述主电源(5)与主机(1)、唤醒设备(2)和从机(3)电性连接，用于为主机(1)或唤醒设备(2)或从机(3)提供电能；

所述唤醒设备电源(6)与主机(1)、唤醒设备(2)和从机(3)电性连接，用于为主机(1)或唤醒设备(2)或从机(3)提供电能；

所述从机电源(7)与主机(1)、唤醒设备(2)和从机(3)电性连接，用于为主机(1)或唤醒设备(2)或从机(3)提供电能；

所述唤醒从机接口(24)通过多条信号线分别与每个从机(3)信号连接。

5.如权利要求4所述的一种应用于RS485网络中的唤醒系统，其特征在于，所述从机(3)包括唤醒电路(31)；

所述唤醒电路(31)与唤醒设备(2)电性连接，用于唤醒从机(3)。

6.如权利要求5所述的一种应用于RS485网络中的唤醒系统，其特征在于，所述系统还包括继电器(32)；

所述继电器(32)的a端与唤醒设备(2)电性连接，所述继电器(32)的b端与从机(3)电性连接，所述继电器(32)的c端与从机电源(7)电性连接。

7.如权利要求2所述的一种应用于RS485网络中的唤醒系统，其特征在于，所述唤醒从机接口(24)通过一条信号线与所有从机(3)信号连接。