本发明专利技术涉及一种基于仪表总线协议数据通讯方法及装置，特别是涉及一种36V电压调制和36V电流解调的方法与装置，应用于仪表总线的数据采集器如热量表数据采集器，本发明专利技术利用了三端可调稳压器的电压调整的功能来实现电压调制，此方法很好的解决了电路低压输入高压输出的难题，又达到电路后级电压稳定的效果，本发明专利技术电流解调采用硅稳压管来实现降压，解决了高压输出低压输入的问题，本方法结构简单，成本低，便于生产，同时信号处理稳定，抗干扰能力强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种通讯装置和方法，尤其涉及。
技术介绍
仪表总线是一种低成本的一点对多点的总线通讯系统，具有通讯设备容量大(500 点)，通讯速率高(9600bps)，成本低，设计简单，布线简便(无极性可任意分支，普通双绞线)，抗干扰能力强，并总线可提供高达500mA电源的特点。系统具有自动登录功能，此功能可完成设备的自动登录、结点中断报警等双向可中断的先进的通讯功能。总线隔离设备具有总线故障隔离性能，保证部分总线故障时其它部分正常通讯。以该电路为核心构成的总线通讯系统可广泛应用于三表集抄、智能家庭控制网络、消防报警及联动网络、小区智能化控制网络、中央空调控制系统等。一直以来我们都是采用复杂电压调制电路如使用恒流源去控制功率型三极管来驱动高电压，这势必增加设备的复杂性和不稳定性，特别是在电路设计上，因一般电路采用的芯片都为低压芯片，如果要驱动高压电路或是从高压电路中提取信号，电路设计会变得比较复杂，同时高压电路产生的杂波会干扰到低压电路，导致信号错误或者单片机程序“跑飞”的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有电路复杂且不稳定的问题，设计制造出一种成本较低，具有电路结构简单、稳定，抗干扰能力强的仪表总线数据通讯装置和方法。为实现上述专利技术目的可按以下方案来实现，一种基于仪表总线协议数据通讯装置，包括电源模块、RS-232通信模块、单片机模块、电压调制模块、和电流解调模块。所述的电源模块，它提供整个电路的供电，他一般采用DC36V开关电源或DC36V变压器电源，要求电源最大工作电流在2A以上。RS-232通讯模块是采用光电隔离的方式来实现的，参考图6，RS-232 —般采用DB9 接口连接，DB9接口的2脚为接收口，其连接到输出光耦011的信号输出端6脚上。DB9接口的3脚为发送口，其连接到输入光耦010的信号输入端2脚上。DB9接口的4脚为数据终端准备信号，其一般输出为高电平，因DB9端口无VCC电源口，在这里我们巧用了这个信号作为电源，给光耦的RS-232侧供电。光耦010的输出端6脚连接到单片机串口输入脚上， 并用电阻R27作为上拉，保证待机时电平口处于高电平状态。光耦011的输入端3脚连接到三极管T2的集电极上，单片机的输出脚连接到三极管T2的基极上，单片机的串口输出通过三极管放大来驱动光耦011。单片机模块，主要用于数据的接收和转发，参考图7，单片机有两组串口分别是单片机的74、75脚(串口 1)和62、63脚(串口 2)，74脚为串口 1输入连接到光耦010的6脚上，75脚为串口 1输出连接到三极管T2的基极上驱动光耦011。串口 2用于连接电压调制模块和电流解调模块，62脚为串口 2输入，连接到光耦02的输出端6脚上接收解调模块的输出信号，63脚为串口 2输出，连接到光耦01的输入端3脚上，将发送信号通过光耦01 传递到电压调制模块上。单片机含有两个振荡信号的输入源，分别是32. 768KHz和4MHz， 32. 768KHz晶振连接到单片机8脚和9脚，4MHz晶振连接到单片机88脚和89脚。相关的外围电路参见图7。电压调制模块，用于将单片机输出的低压信号调制到36V高压信号，参考图2，它有电阻、电容、三端可调稳压器、光耦、三极管组成，串口 2输出的串口信号连接到光耦1的 3脚上，信号通过光信号传递到光耦的输出6脚上，光耦部分电阻R36、R42起上拉作用，电阻R41起使能作用连接光耦的7脚。输出到光耦6脚的信号通过驱动电阻R43连接到三极管m的基极，三极管集电极连接到三端可调稳压器的电压调节1脚，当三极管输入高电平时，三极管导通，连接在三端可调稳压器输出脚与调节脚之间的R2和调节脚与三极管集电极之间的Rl分压，三端可调稳压器的输出脚在总线上输出14V电压。当三极管输入低电平时，三极管截止，三端可调稳压器调节脚为36V高电平，总线输出36V电平。三端可调稳压器的输入输出端之间连接二极管D1，保护三端可调稳压器被损坏。电流解调模块，用于总线上的电流环信号的解调，参考图4，该电路有电阻、电容、 比较器、光耦、稳压二极管组成总线上形成的电流环信号被解调电阻转换成电压信号传输到电流解调模块稳压管D9上，该稳压管作用是降压，将36V电压降到18V输入比较器U3的 3脚(比较器正向输入端)，比较器2脚为负向输入端，电阻R49、R50分压，电容C14并连到 R49。比较器输出1脚输出电平信号连接到电阻R45和二极管Dl上，通过电阻R46和D13 连接到光耦02的输入端，通过光电传输，在02光耦的输出端6脚输出电平信号传输到单片机串口 2输入端，将回传数据发送到单片机。所述电压调制模块，电压调制模块的主要功能是将处理器传过来的信号调制到 36V高压电路上。此电路运用三端可调稳压器(如图2)来实现电压的调制，当信号输入为低电平时，三极管处于不导通的状态，三端可调稳压器的电压调整端口无电流Iadj,这时输入端的电压Vin等于输出端电压Vout。当信号输入为低电平时，三极管导通，三端可调稳压器输出端电流经电阻Rl和R2流向三极管的发射极，通过三极管的发射极流向GND，这样在三端可调稳压器的调整端口形成电流和电压，通过下面的公式可以计算出输出端电压Vout。根据仪表总线的定义，电压调制的低电压与高电压的差值大于10V，低电压最小大于等于10V，可以设定R1=240Q，R2=2. 4K Ω，这样电压调制的高电压为36V，低电压为14V。 此电路仅使用了三个电阻，一个三端稳压管，一个电容，就实现了 5V的低压信号调制成36V 的高压信号。所述电流解调模块，电流解调模块的主要功能是将总线传过来的电流环信号解调成TTL信号。此电路是将高电压通过稳压二极管降到低压，然后利用电流通过电阻时产生压降，将此电压变化输入到比较器的正向输入端，负端接入电容器和肖基特二极管，然后连接到稳压二极管。其工作原理就是利用电容器的滤波的作用，当接入电容器两端电压发生突变时，电容器两端端电压不发生突变的原理。同时利用肖特基二极管反向恢复速度极快的特点，让比较器负向输入端的电压不随着总线电压的波动而波动，而正向输入端利用电4阻产生压降变化将电流的变化转变成电压的变化并通过比较器输出。本专利技术的有益效果成本较低，具有电路结构简单、稳定，抗干扰能力强的仪表总线数据通讯装置和方法。说明书附图附图说明图1 本专利技术仪表总线协议的数据通讯装置模块示意图， 图2 本专利技术仪表总线协议的数据通讯装置电压调制电路原理图， 图3:本专利技术电压调制波形图，图4 本专利技术仪表总线协议的数据通讯装置电流解调电路原理图， 图5:本专利技术电流解调波形图， 图6 本专利技术RS-232光耦隔离电路图， 图7:本专利技术单片机电路图。具体实施例方式参考图一，整个装置含有五大模块，最基本的是电源模块，它提供整个电路的供电，他一般采用DC36V开关电源或DC36V变压器电源，要求电源最大工作电流在2A以上。RS-232通讯模块是采用光电隔离的方式来实现的，参考图6，RS-232 —般采用DB9 接口连接，DB9接口的2脚为接收口，其连接到输出光耦011的信号输出端6脚上。DB9接口的3脚为发送口，其连接到输入光耦010的信号输入端2脚上。DB9接口的4脚为数据终端准备信号，其一般输出为高电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙卫国，
申请(专利权)人：江苏迈拓智能仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：
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