本实用新型专利技术公开了一种基于双机热备系统的RTU，包括分别由单片机最小系统构成的主机、备机，主机接有两个SPI接口，一个SPI接口作为切换接口接入备机，另一个SPI接口作为外部扩展IO口，主机接入有三线雨量计电路、DI输入电路、两路4-20mA信号输入电路，主机上接出有一个二选一串口、一个三选一串口，二选一串口非隔离接入有两路MAX232接口，三选一串口隔离接入有两个MAX232接口和一个RS485接口，主机上还接入有可控供电单元和大容量的存储器MRAM。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于双机热备系统的RTU，包括分别由单片机最小系统构成的主机、备机，主机接有两个SPI接口，一个SPI接口作为切换接口接入备机，另一个SPI接口作为外部扩展IO口，主机接入有三线雨量计电路、DI输入电路、两路4-20mA信号输入电路，主机上接出有一个二选一串口、一个三选一串口，二选一串口非隔离接入有两路MAX232接口，三选一串口隔离接入有两个MAX232接口和一个RS485接口，主机上还接入有可控供电单元和大容量的存储器MRAM。【专利说明】基于双机热备系统的RTU
本技术涉及远程终端控制系统领域，具体为一种基于双机热备系统的RTU。
技术介绍
我国是一个山洪灾害频繁发生的国家，山洪发生大部分是以泥石流，山体滑坡的 形式出现，一旦发生就会带来严重的影响。目前人工观测的方式耗费大量的人力资源、且 可靠性和实时性不高。所以需要建立高可靠的山洪预警系统，而RTU是其核心组成部分， RTU(Remote Terminal Unit)全称为远程终端控制系统，主要用于对信号、工业设备的监测 和控制。RTU能自动实现水文（水情、雨量）数据的采集、存储、显示、设置、处理和数据通信。 对于山洪预警系统，我们需要设计一个可以实时测量雨量和水位的RTU。RTU工作现场的环 境恶劣，现场环境中不乏电机、大型电源控制柜、镇流器等强设备，存在着各种各样的强电 磁干扰，雷击现象的出现也难以避免，这些情况容易形成浪涌并通过接口注入RTU内部，破 坏RTU电路。同时由于单机系统的容错能力较差可靠性不高。同时三模冗余系统和双模冗 余系统的复杂度大，成本较高，所以比较应该采用双机热备系统。 在传统的数据采集中，需要人工进行水位和雨量的采集，而需要采集的数据非常 的多。如果沿用人工方式进行采集数据，则采集速度慢，采集的数据的精准度不好，工作效 率不高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于双机热备系统的RTU，以解决现有技术存在的 问题。 为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为： 基于双机热备系统的RTU，其特征在于：包括分别由单片机最小系统构成的主机、 备机，所述主机接有两个SPI接口，其中一个SPI接口作为切换接口接入备机，由主机、备 机构成双机热备系统，另一个SPI接口作为外部扩展10 口，所述主机接入有三线雨量计电 路、DI输入电路、两路4-20mA信号输入电路，所述主机上接出有一个二选一串口、一个三 选一串口，其中二选一串口非隔离接入有两路MAX232接口，三选一串口隔离接入有两个 MAX232接口和一个RS485接口，所述主机上接入三路报警继电器，主机上还接入有可控供 电单元和大容量的存储器MRAM。 所述的基于双机热备系统的RTU，其特征在于：所述4-20mA信号输入电路包括型 号为HCNR201的线性光耦Ud2,线性光耦Ud2的引脚1通过电阻Rd4接入一个三极管Q1的 发射极，线性光耦Ud2的引脚2通过相互并联的电容C2、5. IV稳压管Ddl接入三极管Q1的 集电极，线性光耦Ud2的引脚3接入三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极与一个型号为 LM158的单电源运放UdlA的输出端连接，单电源运放UdlA的输出端通过电容C1与单电源 运放UdlA的反相输入端连接，单电源运放UdlA的同相输入端与线性光耦Ud2的引脚4连 接，单电源运放UdlA的负电源端与三极管Q1的集电极连接，单电源运放UdlA的同相输入 端还通过依次串接的电阻Rdl、电阻Rd3、电阻Rd2与线性光耦Ud2的反相输入端连接，电 阻Rd3、电阻Rd2之间通过导线与单电源运放UdlA的负电源端连接，还包括有两脚的连接 器Jdl，连接器Jdl的一个引脚与单电源运放UdlA的正电源端连接，单电源运放UdlA的另 一个引脚通过导线接入电阻Rdl、电阻Rd3之间，线性光耦Ud2的引脚5接入另一个型号为 LM158的单电源运放Ud3A的同相输入端，线性光耦Ud2的引脚6接入单电源运放Ud3A的反 相输入端，线性光耦Ud2的引脚5、单电源运放Ud3A的负电源端分别接地，单电源运放Ud3A 的正电源端接入5V电压，单电源运放Ud3A的输出端输出电压AD1至主机的单片机，且单电 源运放Ud3A的输出端还通过相互并联的电阻Rd5、电容C3与线性光耦Ud2的引脚6连接。 所述的基于双机热备系统的RTU，其特征在于：三线雨量计电路包括三个安装在 室外的开关S3、S4、S5,其中开关S3 -端与开关S4 -端之间接入开关S1，开关S4连接开关 S1的一端与开关S5的一端之间接入开关S2,开关S3另一端通过依次串接的电阻R1、电阻 R4接入主机单片机，开关S4另一端接地，开关S5另一端通过依次串接的电阻R2、电阻R5接 入主机单片机，电阻R1、电阻R4之间接相互并联的二极管D1、电阻R3,将并联的二极管D1、 电阻R3的另一端接5V电压，电阻R1、电阻R4之间还接入一个二极管D2的阴极，二极管D2 的阳极接入开关S4接地的一端，电阻R2、电阻R5之间接相互并联的二极管D4、电阻R6,将 并联的二极管D2、电阻R6的另一端接5V电压，电阻R2、电阻R5之间还接入一个二极管D3 的阴极，二极管D3的阳极接入开关S4接地的一端。 所述的基于双机热备系统的RTU，其特征在于：所述DI输入电路包括型号为 TLP521的光电耦合器Uhl，光电耦合器Uhl的引脚1依次接入有串接的电阻Rh2、电阻Rhl， 电阻Rhl与光电耦合器Uhl的引脚2之间接入电压VI，光电耦合器Uhl的引脚2还通过单 向TVS二极管接入电阻Rh2、电阻Rhl之间，光电耦合器Uhl的引脚4通过电阻Rh3接入5V 电压，且光电耦合器Uhl的引脚4连接至主机单片机，此处Rh3起到了保护作用，光电耦合 器Uhl的引脚3通过导线接地。 所述的基于双机热备系统的RTU，其特征在于：报警继电器包括在主机单片机和 强电之间的型号为TXD2-5V的电磁继电器，三极管Qal、Qa2的共发射极接地，三极管Qa2集 电极通过电阻Ra2与三极管Qal集电极连接，三极管Qal的集电极接入二极管Dal的阳极， 二极管的阴极接入5V电压，三极管Qal的基极通过电阻Ral接入主机单片机，三极管Qa2 的基极通过电阻Ra3接入主机单片机，电磁继电器的一端接入三极管Qal集电极与电阻Ra2 之间，另一端接5V电压，电磁继电器有两组开关组成，电磁继电器的一组开关接入单片机， 且电磁继电器输出端通过相互并联的电阻Ra4、电容Cal，电阻和电容均接地，另一组开关 用于外部控制使用。 所述的基于双机热备系统的RTU，其特征在于：可控供电电路包括对单片机起保 护作用的9013贴片，主机单片机输出的control信号经过9013贴片接入P沟道的M0S管 的栅极，三极管的栅极和漏极之间接入一个10K的电阻Ral，且三极管的漏极接入12V的电 源，三极管在这里的作用是一个开关的作用，三极管的集电极接入DC/DC电路，DC/DC电路 输出为12V的电压，此电压将为外部设备如水位计等设备提供所需电压，DC/DC的输出端接 有一个光耦TLP521的输入端本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于双机热备系统的RTU，其特征在于：包括分别由单片机最小系统构成的主机、备机，所述主机接有两个SPI接口，其中一个SPI接口作为切换接口接入备机，由主机、备机构成双机热备系统，另一个SPI接口作为外部扩展IO口，所述主机接入有三线雨量计电路、DI输入电路、两路4‑20mA信号输入电路，所述主机上接出有一个二选一串口、一个三选一串口，其中二选一串口非隔离接入有两路MAX232接口，三选一串口隔离接入有两个MAX232接口和一个RS485接口，所述主机上接入三路报警继电器，主机上还接入有可控供电单元和大容量的存储器MRAM。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡庆新，焦伟，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34
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