專(zhuān)利名稱(chēng)：Rs-232/mbus總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)領(lǐng)域，屬于智能樓宇監(jiān)控的一部分，具體為RS-232總線(xiàn)與MBUS總線(xiàn)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器。
背景技術(shù)：
RS-232總線(xiàn)是一種常用的串行通信技術(shù)，PC機(jī)、GPRS模塊等都采用這種接口與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換；MBUS總線(xiàn)技術(shù)是最近發(fā)布的一種串行·通信技術(shù)，MBUS主機(jī)采用差分電壓方式工作、MBUS終端采用差分電流方式工作，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)還可以通過(guò)總線(xiàn)對(duì)掛載在總線(xiàn)上的設(shè)備供電，是專(zhuān)為水、熱、氣表遠(yuǎn)程抄表而設(shè)計(jì)的通信技術(shù)，是替代RS-485總線(xiàn)技術(shù)應(yīng)用于智能樓宇的設(shè)備監(jiān)控的更合適的方案。目前現(xiàn)有的MBUS總線(xiàn)接收電路專(zhuān)利技術(shù)中主要采用電容耦合方式工作，由于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能存在連續(xù)多個(gè)O的情況，電容耦合可能導(dǎo)致丟失數(shù)據(jù)、產(chǎn)生通信出錯(cuò)率高的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種通信出錯(cuò)率低、造價(jià)較低方便實(shí)用的RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器，包括RS-232接口、RS-232/TTL電平轉(zhuǎn)換電路、雙串口 MCU、MBUS收/發(fā)電路和MBUS接口。RS-232接口用于與PC機(jī)的串行口相連接、或與GPRS模塊的串行通信口相連接，采用DB9連接器，三線(xiàn)通信方式。RS-232/TTL電平轉(zhuǎn)換電路用于PC機(jī)串口的RS-232電平與雙串口 MCU的TTL電平轉(zhuǎn)換，可采用專(zhuān)用集成電路如MAX232等實(shí)現(xiàn)。雙串口 MCU的第一串口用于收發(fā)RS-232總線(xiàn)的數(shù)據(jù)，第二串口用于收發(fā)MBUS總線(xiàn)的數(shù)據(jù)。MBUS收/發(fā)電路用于實(shí)現(xiàn)MBUS通信，MBUS主機(jī)端發(fā)送邏輯I時(shí)，MBUS總線(xiàn)上的電壓在24疒36V間的某個(gè)值，發(fā)送邏輯O時(shí)，MBUS總線(xiàn)上的電壓應(yīng)比邏輯I時(shí)低12V以上；MBUS主機(jī)端接收邏輯I時(shí)，MBUS總線(xiàn)上的電流變化小于I. 5mA, MBUS主機(jī)接收邏輯O時(shí)，MBUS總線(xiàn)上的電流增加ll 20mA。MBUS接口通過(guò)雙絞線(xiàn)連接遠(yuǎn)端的監(jiān)控終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能量和數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)用新型的MBUS收/發(fā)電路區(qū)別與現(xiàn)有專(zhuān)利技術(shù)的最主要技術(shù)是接收電路前級(jí)信號(hào)放大電路采用共基極電路、與后極信號(hào)整形電路之間直流耦合，共基極電路輸入阻抗低、頻率特性好，直流耦合能夠放大極低頻率的信號(hào)，通信出錯(cuò)率低；其次，數(shù)字地與模擬地通過(guò)一點(diǎn)連接，增強(qiáng)抗干擾能力。MBUS收/發(fā)電路各部件的連接關(guān)系如下MBUS接口 Jl的2引腳連接三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的VOUT引腳、電阻Rl的一端，MBUS接口 Jl的I引腳連接NPN型三極管Q4的發(fā)射極、電阻R12的一端，三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的VIN引腳連接直流30V，三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的ADJ引腳連接電阻Rl的另一端、電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接電阻R3的一端、NPN型三極管Q2的集電極，電阻R3的另一端連接數(shù)字地，三極管Q2的發(fā)射極連接數(shù)字地，三極管Q2的基極連接電阻R4的一端、NPN型三極管Q3的集電極，電阻R4的另一端連接5V直流電源，三極管Q3的基極的發(fā)射極連接數(shù)字地，三極管Q3的基極連接電阻RlO的一端、電阻R8的一端，電阻RlO的另一端連接數(shù)字地，電阻R8的另一端連接電阻R6的一端、雙串口 MCU的第二串口發(fā)射引腳，電阻R6的另一端連接5V直流電源，電阻R13的兩端分別連接數(shù)字地和模擬地，電阻R12的另一端連接模擬地，三極管Q4的基極連接電容Cl的正極、可調(diào)電阻R9的可調(diào)端，電容Cl的負(fù)極連接模擬地，可調(diào)電阻R9的固定端分 別連接5V直流電源和模擬地，三極管Q4的集電極連接電阻R5的一端、二極管Dl的陰極，電阻R5的另一端連接5V直流電源，二極管Dl的陽(yáng)極連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接PNP型三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極連接5V直流電源，三極管Ql的集電極連接電阻Rll的一端、雙串口 MCU的第二串口接收引腳，電阻Rll的另一端連接模擬地。三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul可選擇LM317等集成穩(wěn)壓芯片，NPN型三極管可選擇常用的S9014等小功率管，PNP型三極管可選擇S9015等小功率管。三極管Q4、電阻R12、R5、R9、電容Cl構(gòu)成共基極放大電路，MBUS總線(xiàn)上的電流信號(hào)通過(guò)電阻R12轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)從Q4的發(fā)射極輸入；三極管Q1、電阻Rll組成共發(fā)射極電路，用于信號(hào)整形；前級(jí)共基極放大電路從Q4的集電極輸出，通過(guò)二極管D1、電阻R7耦合到共發(fā)射極電路的輸入端Ql的基極，共發(fā)射極電路的從Ql的集電極輸出，將整形后的信號(hào)送給雙串口 MCU的第二串口接收引腳。

圖I是RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器模塊結(jié)構(gòu)圖。圖2是MBUS主機(jī)收/發(fā)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述圖I中，RS-232接口、RS-232/TTL電平轉(zhuǎn)換電路、雙串口 MCU、MBUS收/發(fā)電路和MBUS接口依次電連接。RS-232接口用于連接到PC機(jī)的串行口、或連接到GPRS模塊的串行通信口，采用標(biāo)準(zhǔn)公頭DB9連接器，三線(xiàn)通信方式。RS-232/TTL電平轉(zhuǎn)換電路用于PC機(jī)串口的RS-232電平與MCU的TTL電平之間轉(zhuǎn)換，可采用專(zhuān)用集成電路如MAX232等實(shí)現(xiàn)。雙串口 MCU可選擇STC12系列帶雙串口的MCU，也可以采用單串口的MCU，采用分時(shí)復(fù)用的方法實(shí)現(xiàn)雙串口功能，優(yōu)選采用雙串口 MCU，且片內(nèi)FLASH程序存儲(chǔ)器大于16KB，片內(nèi)RAM為1280BYTE的STC12C5A16S2型MCU，該MCU的第一串口用于收發(fā)RS-232總線(xiàn)的數(shù)據(jù)，第二串口用于收發(fā)MBUS總線(xiàn)的數(shù)據(jù)。MBUS收/發(fā)電路用于實(shí)現(xiàn)MBUS通信，按照MBUS通信規(guī)則，MBUS主機(jī)端發(fā)送邏輯I時(shí)，MBUS總線(xiàn)上的電壓在24疒36V間的某個(gè)值，發(fā)送邏輯O時(shí)，MBUS總線(xiàn)上的電壓應(yīng)比邏輯I時(shí)低12V以上；MBUS主機(jī)端接收邏輯I時(shí)，MBUS總線(xiàn)上的電流變化小于I. 5mA, MBUS主機(jī)接收邏輯O時(shí)，MBUS總線(xiàn)上的電流增加11 20mA，優(yōu)選地，本實(shí)用新型的MBUS總線(xiàn)電壓在發(fā)送I時(shí)為28V，發(fā)送O時(shí)為14V，總線(xiàn)電流為IOOmA (MBUS終端發(fā)送I時(shí))和IllmA(MBUS終端發(fā)送O時(shí))。MBUS接口用于連接總線(xiàn)，通過(guò)雙絞線(xiàn)連接遠(yuǎn)端的監(jiān)控終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能量和數(shù)據(jù)傳輸。圖2中，本實(shí)用新型的MBUS收/發(fā)電路區(qū)別與現(xiàn)有專(zhuān)利技術(shù)的最主要技術(shù)是接收電路前級(jí)信號(hào)放大電路采用共基極電路、與后極信號(hào)整形電路之間直流耦合，由于共基極電路輸入阻抗低、頻率特性好，直流耦合能夠放大極低頻率的信號(hào)，通信出錯(cuò)率低；其次，數(shù)字地與模擬地通過(guò)一點(diǎn)連接，增強(qiáng)抗干擾能力。MBUS收/發(fā)電路各部件的連接關(guān)系如下MBUS接口 Jl的2引腳連接三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的VOUT引腳、電阻Rl的一端，MBUS接口Jl的I引腳連接NPN型三極管Q4的發(fā)射極、電阻R12的一端，三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的VIN引腳連接直流30V，三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的ADJ引腳連接電阻Rl的另一端、電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接電阻R3的一端、NPN型三極管Q2的集電極，電阻R3的另一端連接數(shù)字地，三極管Q2的發(fā)射極連接數(shù)字地，三極管Q2的基極連接電阻R4的一端、NPN型三極管Q3的集電極，電阻R4的另一端連接5V直流電源，三極管Q3的基極的發(fā)射極連接數(shù)字地，三極管Q3的基極連接電阻RlO的一端、電阻R8的一端，電阻RlO的另一端連接數(shù)字地，電阻R8的另一端連接電阻R6的一端、雙串口 MCU的第二串口發(fā)射引腳，電阻R6的另一端連接5V直流電源，電阻R13的兩端分別連接數(shù)字地和模擬地，電阻R12的另一端連接模擬地，三極管Q4的基極連接電容Cl的正極、可調(diào)電阻R9的可調(diào)端，電容Cl的負(fù)極連接模擬地，可調(diào)電阻R9的固定端分別連接5V直流電源和模擬地，三極管Q4的集電極連接電阻R5的一端、二極管Dl的陰極，電阻R5的另一端連接5V直流電源，二極管Dl的陽(yáng)極連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接PNP型三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極連接5V直流·電源，三極管Ql的集電極連接電阻Rll的一端、雙串口 MCU的第二串口接收引腳，電阻Rll的另一端連接模擬地。三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul可選擇LM317等集成穩(wěn)壓芯片，NPN型三極管可選擇常用的S9014等小功率管，PNP型三極管可選擇S9015等小功率管。各元件優(yōu)選參數(shù)如圖2所示，不重復(fù)敘述。有益的效果應(yīng)用本實(shí)用新型可獲得的有益效果是工作性能可靠，可以按PC機(jī)一RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器一多個(gè)監(jiān)控終端相連接，組成局部區(qū)域的中小型集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；也可以按GPRS模塊——RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器——多個(gè)監(jiān)控終端相連接，組成以手機(jī)短信方式控制的移動(dòng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；還可以按PC機(jī)——GPRS模塊相連接、GPRS模塊——RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器——多個(gè)監(jiān)控終端相連接，組成被監(jiān)控終端地域上分散、管理上集中的大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，便于組成多種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求1.一種RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征是包括RS-232接口、RS-232/TTL電平轉(zhuǎn)換電路、雙串口 MCU、MBUS收/發(fā)電路和MBUS接口 ；所述的MBUS收/發(fā)電路各部件的連接關(guān)系如下MBUS接口 Jl的2引腳連接三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的VOUT引腳、電阻Rl的一端，MBUS接口 Jl的I引腳連接NPN型三極管Q4的發(fā)射極、電阻R12的一端，三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的VIN引腳連接直流30V，三端可調(diào)穩(wěn)壓電路Ul的ADJ引腳連接電阻Rl的另一端、電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接電阻R3的一端、NPN型三極管Q2的集電極，電阻R3的另一端連接數(shù)字地，三極管Q2的發(fā)射極連接數(shù)字地，三極管Q2的基極連接電阻R4的一端、NPN型三極管Q3的集電極，電阻R4的另一端連接5V直流電源，三極管Q3的基極的發(fā)射極連接數(shù)字地，三極管Q3的基極連接電阻RlO的一端、電阻R8的一端，電阻RlO的另一端連接數(shù)字地，電阻R8的另一端連接電阻R6的一端、雙串口 MCU的第二串口發(fā)射引腳，電阻R6的另一端連接5V直流電源，電阻R13的兩端分別連接數(shù)字地和模擬地，電阻R12的另一端連接模擬地，三極管Q4的基極連接電容Cl的正極、可調(diào)電阻R9的可調(diào)端，電容Cl的負(fù) 極連接模擬地，可調(diào)電阻R9的固定端分別連接5V直流電源和模擬地，三極管Q4的集電極連接電阻R5的一端、二極管Dl的陰極，電阻R5的另一端連接5V直流電源，二極管Dl的陽(yáng)極連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接PNP型三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極連接5V直流電源，三極管Ql的集電極連接電阻Rll的一端、雙串口 MCU的第二串口接收引腳，電阻Rll的另一端連接模擬地。
專(zhuān)利摘要一種RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器，屬于計(jì)算機(jī)通信技術(shù)領(lǐng)域。包括RS-232接口、RS-232/TTL電平轉(zhuǎn)換電路、雙串口MCU、MBUS收/發(fā)電路和MBUS接口，以上各部分依次電連接?？梢园碢C機(jī)——RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器——多個(gè)監(jiān)控終端相連接，組成中小型集中監(jiān)控網(wǎng)；或按GPRS模塊——RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器——多個(gè)監(jiān)控終端連接，組成手機(jī)短信方式控制的移動(dòng)監(jiān)控網(wǎng)；或按PC機(jī)——GPRS模塊、GPRS模塊——RS-232/MBUS總線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器——多個(gè)監(jiān)控終端，組成分布式的大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用本實(shí)用新型可獲得的有益效果是工作性能可靠，便于組成多種形式的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H04L12/40GK202713345SQ2012203597
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者陳善榮 申請(qǐng)人:吉首大學(xué)