一种基于RS485的串口协议转换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于RS485的串口协议转换器。通过RS485收发电路来实现不同电力仪表之间的协议转换，将不同仪表的协议转换成统一的内部协议，且RS485电路与其他功能模块隔离设置，既降低了电路噪声的影响，也不会影响到其他功能电路的正常运行。同时，本公开的电压调压电路采用电压分级、电流分流的方式，可以使整个电路达到均衡负载的效果。

A Serial Port Protocol Converter Based on RS485

The utility model discloses a serial protocol converter based on RS485. RS485 transceiver circuit is used to realize protocol conversion between different power meters. The protocol of different meters is transformed into a unified internal protocol. The RS485 circuit is isolated from other functional modules, which reduces the influence of circuit noise and does not affect the normal operation of other functional circuits. At the same time, the voltage regulating circuit of the present disclosure adopts the mode of voltage grading and current shunting, so that the whole circuit can achieve the effect of load balancing.

【技术实现步骤摘要】
一种基于RS485的串口协议转换器
本公开涉及一种基于RS485的串口协议转换器。
技术介绍
电力行业使用的电力仪表种类繁多，比如南方电网，不同的省份就有不同的协议，甚至同一省份同一厂家同一系列的仪表也有可能有不同的协议，导致要通过RS485总线把这些仪表整合起来难度很大。同时由于现场环境比较复杂，对设备的要求很高，不仅需要应对高温高湿，还要面对各种电磁干扰，所以一般的工控机很难适应，需要购买不同的采集板卡，费用很高且容易出现频繁死机等现象。
技术实现思路
本公开为解决上述技术问题，提出以下解决方案：一种基于RS485的串口协议转换器，包括电源调压电路、MCU控制电路、四路RS485总线接口电路、LED状态指示电路、外扩存储电路、外扩时钟电路、以太网接口电路和后台服务器，所述MCU控制电路和所述电源调压电路与所述其他电路均连接；所述电源调压电路分为第一级电压和第二级电压，所述第一级电压提供给四路RS485总线接口电路，所述第二级电压提供给除四路RS485总线接口电路以外的电路；所述四路RS485总线接口电路与所述其他电路隔离。进一步，还包括后台服务器，所述后台服务器与所述以太网接口电路连接。作为具体实施例地，所述四路RS485总线接口电路与所述其他电路之间均设有禁止布线层。作为具体实施例地，所述四路RS485总线接口电路与所述电压调压电路之间设有DCDC隔离模块。作为具体实施例地，所述四路RS485总线接口电路与所述电压调压电路之间设有数字隔离器。进一步，所述数字隔离器的型号为ADUM1201。作为具体实施例地，所述电压调压电路包括芯片U5、U7和电源接口。进一步，所述芯片U5的型号为MP2560DN，所述芯片U7的型号为LM1117IMPX-3.3。作为具体实施例地，所述MCU控制电路包括程序下载接口、复位电路和配置接口；所述程序下载接口为插座CON4，所述配置接口包括芯片U10和外围接口端子JRS232。进一步，所述芯片U10的型号为TRS3232EI，所述外围接口端子JRS232接口形式均为插拔式3.81*3端子。作为具体实施例地，所述四路RS485总线接口电路包括与MCU控制电路相连接的芯片U25、U26、U27、U28、U29和U30，以及与外围RS485总线接口相连的芯片U21、U22、U23和U24。进一步，所述芯片U25、U26、U27和U28的型号均为ADUM1201CRZ。进一步，所述芯片U29和U30的型号为ADUM1200CRZ。更进一步，所述芯片U21、U22、U23和U24的型号为ST3485EBDR。作为具体实施例地，所述以太网网络接口电路包括与MCU控制电路连接的芯片U8和与外围网线相连的RJ45网口J8。进一步，所述芯片U8的型号为LAN8720I，所述RJ45网口J8的型号为DGKYD111B002AB2A1D。作为具体实施例地，所述外扩存储电路包括有SPI接口的存储芯片UFLSH。进一步，所述芯片UFLSH的型号为W25Q256FVSIG。作为具体实施例地，所述外扩时钟电路包括有IIC接口的存储芯片UT。进一步，所述芯片UT的型号为DS1302Z。本公开通过RS485收发电路来实现不同电力仪表之间的协议转换，将不同仪表的协议转换成统一的内部协议，且RS485电路与其他功能模块隔离设置，既降低了电路噪声的影响，也不会影响到其他功能电路的正常运行。同时，本公开的电压调压电路采用电压分级、电流分流的方式，可以使整个电路达到均衡负载的效果。由于本公开不带任何操作系统，因而实时性较好，出现死机卡顿时连接网络速度快。本公开还具备数据存储以及转发、重传补传等功能，不仅可以监视遥测、遥信等信息，还能及时发现现场总线设备的各种异常信息，同时也为大数据分析能耗、平均负载等功能提供了数据依托。为了适用各种协议和复杂的表计，本公开还具备远程升级的功能。附图说明通过下面的附图本领域技术人员将对本公开内容有更好的理解，并且能更清楚地体现出本公开内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本公开的范围。图1为本公开的电压调压电路分压示意图。图2为本公开的MCU控制电路信号传输示意图。图3、图4为电压调压电路与RS485电路的连接图；图5为电压调压电路示意图。图6为MCU控制电路示意图。图7为四路RS485总线接口电路示意图。图8为以太网接口电路示意图。图9为外扩存储电路示意图。图10为外扩时钟电路示意图。具体实施方式下面将结合附图对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显而易见地，所描述的实施例仅仅是本公开的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例，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例，也属于本公开保护的范围。图1为基于RS485的串口协议转换器，包括电源调压电路、MCU控制电路、四路RS485总线接口电路、LED状态指示电路、外扩存储电路、外扩时钟电路、以太网接口电路和后台服务器。电源调压电路分为两极，第一级电压除了作为第二级电压电路的输入，还负责给四路RS485总线接口电路提供电源，第二级电压提供给其他电路，既可以减少第二级电压的负载，还可以减少由四路RS485总线接口电路给其他功能模块电路所带来的电源干扰。四路RS485总线接口电路与MCU控制电路相连，用于外接RS485总线设备并输入输出外接RS485总线设备采集的信息数据，同时为了保证通讯的准确性，四路RS485总线接口电路要与其他电路隔离。以太网接口电路与MCU控制电路相连，再通过网络与后台服务器相连，用于远程升级和平台监控数据的收发。MCU控制电路接收和发送后台服务器的监控数据，并执行监控数据协议到RS485总线串口协议数据的转换，并输入输出到外接设备。LED状态指示电路与MCU控制电路相连，指示四路RS485总线接口电路外接设备的信息数据输入输出以及平台监控数据的收发状态。外扩时钟电路与MCU控制电路相连，实现与后台服务器之间的通信心跳与校时，并为断点数据提供时间戳等功能。外扩存储电路与MCU控制电路相连，用于存储客户需要转换的协议内容，并记录由于网络故障等导致的断点数据，等待网络恢复之后执行断点数据续传，数据补传。作为优选实施例之一地，电压调压电路包括芯片U5、U7和电源接口。如图5，芯片U5的型号为MP2560DN，芯片U5的2号输入引脚经过一个二极管SS24和一个自恢复保险丝SMD1812P150TF之后引出到电源接口端子JPWR，JRS232接口形式为插拔式3.81*3端子，作为电源引入端子。芯片U5的4号输出引脚经电阻RU16和RU15的分压后输入芯片U7的3号引脚，作为U7芯片的输入引脚，同时作为第一级电压输入到四路RS485总线接口电路。芯片U7的型号为LM1117IMPX-3.3，芯片U7的2号输出引脚，经C1、C2电容滤波后，作为第二级电压输入到除四路RS485总线接口电路的其他功能电路。作为优选实施例之一的，MCU控制电路包括程序下载接口、复位电路和配置接口，如图6，下载接口为插座CON4，插座CON4的1号引脚连接电源3.3V，插座CON4的4号引脚连接GND，插座的2号引脚连接MCU控制电路的72号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RS485的串口协议转换器，其特征在于，包括电源调压电路、MCU控制电路、四路RS485总线接口电路、LED状态指示电路、外扩存储电路、外扩时钟电路和以太网接口电路，所述MCU控制电路和所述电源调压电路与所述其他电路均连接；所述电源调压电路分为第一级电压和第二级电压，所述第一级电压提供给四路RS485总线接口电路，所述第二级电压提供给除四路RS485总线接口电路以外的电路；所述四路RS485总线接口电路与所述其他功能电路隔离；还包括后台服务器，所述后台服务器与所述以太网接口电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于RS485的串口协议转换器，其特征在于，包括电源调压电路、MCU控制电路、四路RS485总线接口电路、LED状态指示电路、外扩存储电路、外扩时钟电路和以太网接口电路，所述MCU控制电路和所述电源调压电路与所述其他电路均连接；所述电源调压电路分为第一级电压和第二级电压，所述第一级电压提供给四路RS485总线接口电路，所述第二级电压提供给除四路RS485总线接口电路以外的电路；所述四路RS485总线接口电路与所述其他功能电路隔离；还包括后台服务器，所述后台服务器与所述以太网接口电路连接。2.如权利要求1所述的基于RS485的串口协议转换器，其特征在于，所述四路RS485总线接口电路与所述其他电路之间均设有禁止布线层。3.如权利要求1所述的基于RS485的串口协议转换器，其特征在于，所述四路RS485总线接口电路与所述电压调压电路之间设有DCDC隔离模块。4.如权利要求1所述的基于RS485的串口协议转换器，其特征在于，所述四路RS485总线接口电路与所述电压调压电路之间设有数字隔离器，所述数字隔离器的型号为ADUM1201。5.如权利要求1所述的基于RS485的串口协议转换器，其特征在于，所述电压调压电路包括芯片U5、U7和电源接口，所述芯片U5的型号为MP2560DN，所述芯片U7的型号为LM1117IMPX-3.3。6.如权利要求1所述的基于RS485的串口协议转换器，其特征在于，所述MCU控制电路包括程序下载...

【专利技术属性】
技术研发人员：申高峰，王巡，
申请(专利权)人：杭州昊美科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33