專利名稱：一種基于串行總線的通信模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一種基于串行總線的通信模塊，屬于串行總線通信模塊技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提升，大家對(duì)生活環(huán)境的質(zhì)量和社區(qū)的安全提出了更高的要求，獨(dú)立式的報(bào)警系統(tǒng)，因?yàn)椴荒軌蛲瑫r(shí)進(jìn)行大范圍、多區(qū)域、多種參數(shù)的環(huán)境監(jiān)控，其缺陷越來越突出。RS-485總線作為一種多點(diǎn)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范，已成為業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)通信接口之一，這種通信接口允許在簡(jiǎn)單的一對(duì)雙絞線上進(jìn)行多點(diǎn)雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長(zhǎng)度及可靠性是其他標(biāo)準(zhǔn)無法比擬的，正因?yàn)榇?，許多不同領(lǐng)域都采用RS-485作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路，例如汽車電子、電信設(shè)備局域網(wǎng)、智能樓宇等都經(jīng)?？梢砸姷骄哂蠷S-485接口電路的設(shè)備；但是傳統(tǒng)的串行總線通信模塊不具有插拔功能，不能夠直接應(yīng)用于背板系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有熱插拔功能的基于串行總線的通信模塊。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種基于串行總線的通信模塊，包括MCU核心單元、電源熱插拔控制單元、人機(jī)交互單元、槽位識(shí)別單元、USB接口和RS485接口，所述MCU核心單元的電源端口與電源熱插拔控制單元的電源輸出端相連，所述USB接口和RS485接口均與MCU核心單元的通訊端口相連，MCU核心單元還連接有人機(jī)交互單元和槽位識(shí)別單元；所述電源熱插拔控制單元包括有限流保護(hù)模塊、過壓保護(hù)模塊、熱插拔控制器模塊、濾波處理模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊，所述限流保護(hù)模塊的輸出端依次串接過壓保護(hù)模塊、熱插拔控制器模塊和濾波處理模塊后與電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端為電源熱插拔控制單元的電源輸出端。所述MCU核心單元采用STM32F103ZE處理器。所述電源轉(zhuǎn)換模塊的電源輸出端包括多個(gè)不同電壓等級(jí)的電源輸出端口。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是本實(shí)用新型采用熱插拔電源控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了裝置帶電狀態(tài)下模塊的插入和拔出，能夠達(dá)到不間斷控制，便于應(yīng)用于各種背板系統(tǒng)中；采用RS485接口價(jià)格比較適合，并且具有很強(qiáng)的實(shí)用性；擴(kuò)展了工業(yè)系統(tǒng)常用外圍接口，擴(kuò)展性強(qiáng)，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖中1為MCU核心單元、2為電源熱插拔控制單元、3為人機(jī)交互單元、4為槽位識(shí)別單元、5為USB接口、6為RS485接口、7為限流保護(hù)模塊、8為過壓保護(hù)模塊、9為熱插拔控制器模塊、10為濾波處理模塊、11為電源轉(zhuǎn)換模塊。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型一種基于串行總線的通信模塊，包括MCU核心單元I、電源熱插拔控制單元2、人機(jī)交互單元3、槽位識(shí)別單元4、USB接口 5和RS485接口 6，所述MCU核心單元I的電源端口與電源熱插拔控制單元2的電源輸出端相連，所述USB接口 5和RS485接口 6均與MCU核心單元I的通訊端口相連， MCU核心單元I還連接有人機(jī)交互單元3和槽位識(shí)別單元4。所述電源熱插拔控制單元2包括有限流保護(hù)模塊7、過壓保護(hù)模塊8、熱插拔控制器模塊9、濾波處理模塊10和電源轉(zhuǎn)換模塊11，所述限流保護(hù)模塊7的輸出端依次串接過壓保護(hù)模塊8、熱插拔控制器模塊9和濾波處理模塊10后與電源轉(zhuǎn)換模塊11的輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換模塊11的輸出端為電源熱插拔控制單元2的電源輸出端，電源轉(zhuǎn)換模塊11的電源輸出端包括不同電壓等級(jí)的多個(gè)電源輸出端口。上述限流保護(hù)模塊7的輸入端可以直接與背板電源相連，從背板插槽上取24V直流電，通過限流保護(hù)模塊7和過壓保護(hù)模塊8對(duì)輸入的24V直流電進(jìn)行限流和過壓保護(hù)，使本實(shí)用新型在熱插拔過程中產(chǎn)生瞬間尖峰電流和大電壓時(shí)，能夠防止尖峰脈沖進(jìn)入電路引起永久性和短暫性破壞，上述熱插拔控制器模塊9中的控制器具有可編程限制電流、過流保護(hù)、鎖存和自動(dòng)操作等功能，經(jīng)熱插拔控制器模塊9處理后的24V直流電再經(jīng)濾波處理模塊10濾波后，送入電源轉(zhuǎn)換模塊11，電源轉(zhuǎn)換模塊11將24V電壓轉(zhuǎn)換為各電路和模塊所需要的不同電壓等級(jí)的直流電源，為整個(gè)裝置供電。所述MCU核心單元I采用STM32F103ZE處理器，是數(shù)據(jù)處理核心部分，除了通過滿足控制策略的參數(shù)計(jì)算，記錄控制運(yùn)行的狀態(tài)以及發(fā)生故障時(shí)的事件記錄之外，還要通過USB通訊完成與上層機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸；STM32F103ZE處理器是STM32系列中的32位基于ARM核心的處理器芯片，該系列微處理器具有實(shí)用、低價(jià)、易學(xué)、省電、高速和體積小等特點(diǎn)，還具有低功耗睡眠功能、掉電復(fù)位鎖定、上電復(fù)位電路、看門狗電路等功能。因此，在工業(yè)控制、儀器儀表、計(jì)算機(jī)、家電等諸多領(lǐng)域具有極其廣闊的應(yīng)用。上述電源熱插拔控制單元2中的熱插拔控制器模塊9可以采用型號(hào)為TPS2491的熱插拔控制器，本實(shí)用新型電路可以集成在一塊電路板中，采用多層PCB設(shè)計(jì)，提高抗干擾性能。上述人機(jī)交互單元3可以通過一個(gè)嵌入式燈板實(shí)現(xiàn)交互功能，共有24個(gè)LED顯示屏，可顯示觀測(cè)信號(hào)的采集、MCU核心單元的運(yùn)行、報(bào)警、狀態(tài)指示等信息；上述槽位識(shí)別單元4由總線驅(qū)動(dòng)器和并行轉(zhuǎn)串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)背板槽位信號(hào)的采集。本實(shí)用新型可以通過RS485接口 6與串行總線相連，通過通用的ModBus協(xié)議，采集各個(gè)外設(shè)的數(shù)據(jù)，并放入緩存，相當(dāng)于RS485的主站，可以攜帶并采集多達(dá)32個(gè)基于ModBus總線協(xié)議的通用外設(shè)數(shù)據(jù)，同時(shí)本實(shí)用新型可以通過USB接口 5由USB總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，并傳送到控制器完成數(shù)據(jù)的整個(gè)通信過程，整個(gè)裝置電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了串行總線通訊，并且所用設(shè)備價(jià)格低廉，成本較低，實(shí)用性強(qiáng)，擴(kuò)展性強(qiáng)。[0020] 本實(shí)用新型可以通過接器與背板相連，實(shí)現(xiàn)與其他背板模塊的數(shù)據(jù)傳輸，這種連接方式安裝牢固，沒有接線電纜，可以工作于有振動(dòng)的場(chǎng)合電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；具有很高的可靠性，可以應(yīng)用于對(duì)可靠性有苛刻要求的系 統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種基于串行總線的通信模塊，其特征在于包括MCU核心單元(I)、電源熱插拔控制單元(2)、人機(jī)交互單元(3)、槽位識(shí)別單元(4)、USB接口(5)和RS485接口(6)，所述MCU核心單元(I)的電源端口與電源熱插拔控制單元(2 )的電源輸出端相連，所述USB接口( 5 )和RS485接口(6)均與MCU核心單元(I)的通訊端口相連，MCU核心單元(I)還連接有人機(jī)交互單元(3)和槽位識(shí)別單元(4)； 所述電源熱插拔控制單元(2)包括有限流保護(hù)模塊(7)、過壓保護(hù)模塊(8)、熱插拔控制器模塊(9)、濾波處理模塊(10)和電源轉(zhuǎn)換模塊(11)，所述限流保護(hù)模塊(7)的輸出端依次串接過壓保護(hù)模塊(8)、熱插拔控制器模塊(9)和濾波處理模塊(10)后與電源轉(zhuǎn)換模塊(11)的輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換模塊(11)的輸出端為電源熱插拔控制單元(2 )的電源輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于串行總線的通信模塊，其特征在于所述MCU核心單元(I)采用STM32F103ZE處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于串行總線的通信模塊，其特征在于所述電源轉(zhuǎn)換模塊(11)的電源輸出端包括多個(gè)不同電壓等級(jí)的電源輸出端口。
專利摘要本實(shí)用新型一種基于串行總線的通信模塊，屬于串行總線通信模塊技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有熱插拔功能的基于串行總線的通信模塊；采用的技術(shù)方案是一種基于串行總線的通信模塊，包括MCU核心單元、電源熱插拔控制單元、人機(jī)交互單元、槽位識(shí)別單元、USB接口和RS485接口，所述MCU核心單元的電源端口與電源熱插拔控制單元的電源輸出端相連，所述USB接口和RS485接口均與MCU核心單元的通訊端口相連，MCU核心單元還連接有人機(jī)交互單元和槽位識(shí)別單元；本實(shí)用新型廣泛適用于通訊領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G05B19/04GK202583748SQ20122023523
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者李瑋, 吳曉闖, 王耀華, 李峰, 張建江, 白志斌, 王玉宏, 田濤 申請(qǐng)人:山西聯(lián)華偉業(yè)科技有限公司