本實(shí)用新型涉及通信模塊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于水平傾角傳感器的通訊模塊。

背景技術(shù)：

目前市場上所存在的各類水平傾角模塊，均是基于應(yīng)用層的一種實(shí)現(xiàn)，而我司根據(jù)目前產(chǎn)品應(yīng)用結(jié)構(gòu)，急需一款ModbusRTU通訊接口產(chǎn)品，基于傳感器的硬件類模塊來適應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備的組網(wǎng)需要，以滿足水平傾角傳感器在實(shí)際運(yùn)行中將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)直接發(fā)送到設(shè)備站點(diǎn)或?qū)?yīng)接口的設(shè)備主機(jī)中，滿足傾角傳感器數(shù)據(jù)的綜合實(shí)時(shí)獲取，提高傳感器對于現(xiàn)場總線設(shè)備的綜合響應(yīng)能力，降低現(xiàn)場總線設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種適用于水平傾角傳感器的通訊模塊，針對現(xiàn)有的傾角信號(hào)采集系統(tǒng)，需先由水平傾角傳感器將傾角信號(hào)采集運(yùn)算后再通過ModbusRTU通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊總線上，所存在數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間不及時(shí)的缺陷，本專利在軟硬件上考慮一體化設(shè)計(jì)，加速度信號(hào)采集后經(jīng)3階△-ΣADC調(diào)制器進(jìn)行低通濾波，由標(biāo)準(zhǔn)傾角數(shù)據(jù)模型對傳感器信號(hào)進(jìn)行標(biāo)定，將標(biāo)定轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元保存的ModbusRTU協(xié)議棧進(jìn)行封裝后發(fā)送到現(xiàn)場通訊總線系統(tǒng)中，可極大的縮短傾角傳感器對于現(xiàn)場總線設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間，以滿足現(xiàn)場設(shè)備或設(shè)備主機(jī)實(shí)時(shí)性的硬性的需求。所述技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種適用于水平傾角傳感器的通訊模塊，該通訊模塊包括ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元和依次連接的3階△-ΣADC調(diào)制器、STMCode處理器和ModbusRTU通訊單元，水平傾角傳感器與3階△-ΣADC調(diào)制器連接，ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元與STMCode處理器連接，ModbusRTU通訊單元與ModbusRTU總線連接。

其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的STMCode處理器為Cortex-M3處理器。

其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的3階△-ΣADC調(diào)制器為AD7705系列芯片。

其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元包括中斷屏蔽寄存器、看門狗和保存有ModbusRTU協(xié)議棧數(shù)據(jù)的RAM，所述RAM、中斷屏蔽寄存器和看門狗與STMCode處理器連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果為：本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種數(shù)字式傾角檢測裝置，該裝置依據(jù)ModbusRTU通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)水平傾角傳感器與ModbusRTU總線的雙向數(shù)據(jù)交互；采用傳感器數(shù)據(jù)模型及分段2次Hermite插值計(jì)算方法對水平傾角傳感器的原始信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算得到實(shí)時(shí)水平傾角數(shù)據(jù)。該模塊上電運(yùn)行時(shí)，通過中斷屏蔽寄存器、看門狗對ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元和STMCode處理器進(jìn)行自檢等控制，而STMCode處理器便于對3階△-ΣADC調(diào)制器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的正常工作狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的適用于水平傾角傳感器的通訊模塊的原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。

參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種適用于水平傾角傳感器的通訊模塊，該通訊模塊包括ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元5和依次連接的3階△-ΣADC調(diào)制器2、STMCode處理器3和ModbusRTU通訊單元4，水平傾角傳感器1與3階△-ΣADC調(diào)制器2連接，ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元5與STMCode處理器3連接，ModbusRTU通訊單元4與ModbusRTU總線6連接，ModbusRTU總線6與現(xiàn)場設(shè)備連接。

其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的STMCode處理器3為Cortex-M3處理器，該處理器采用并行總線結(jié)構(gòu)，以滿足現(xiàn)場實(shí)時(shí)信號(hào)采集控制的要求。優(yōu)選地，STMCode處理器3內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)保存單元（RAM）、比較器和計(jì)算器，數(shù)據(jù)保存單元用于保存?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)模型和Hermite插值算法等數(shù)據(jù)，比較器用于將采集到的數(shù)據(jù)與傳感器數(shù)據(jù)模型的各標(biāo)定點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，計(jì)算器采用分段2次Hermite插值計(jì)算方法得到實(shí)時(shí)水平傾角值數(shù)據(jù)。

其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的3階△-ΣADC調(diào)制器2為AD7705系列芯片，用于低頻測量的2/3通道的模擬前端，利用△-Σ轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了16位無丟失代碼性能，并產(chǎn)生串行的數(shù)字輸出。

其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元5包括中斷屏蔽寄存器、看門狗和保存有ModbusRTU協(xié)議棧數(shù)據(jù)的RAM等，RAM、中斷屏蔽寄存器和看門狗與STMCode處理器3連接。其中，RAM作為協(xié)議棧數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，充當(dāng)水平傾角傳感器與應(yīng)用層之間的接口；中斷屏蔽寄存器，用于激活STMCode處理器3的中斷觸發(fā)，包括從站地址改變，組態(tài)數(shù)據(jù)檢查，參數(shù)檢查中斷等；看門狗，用于整個(gè)模塊在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，能在設(shè)定時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)通信完成后確保退出數(shù)據(jù)交換通信狀態(tài)。

下面結(jié)合圖1對本通訊模塊的工作過程進(jìn)行說明：本通訊模塊上電初始化，對ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元5進(jìn)行參數(shù)初始化操作，設(shè)置ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元5中的中斷屏蔽寄存器，以激活其中斷觸發(fā)，包括從站地址改變，組態(tài)數(shù)據(jù)檢查，參數(shù)檢查中斷等；開啟ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元5中的看門狗，以確保在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，能在設(shè)定時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)通信完成后確保退出數(shù)據(jù)交換通信狀態(tài)；設(shè)置設(shè)備標(biāo)識(shí)碼到ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元5的RAM中，建立與ModbusRTU總線6的基礎(chǔ)連接。上電初始化完成后，STMCode處理器3實(shí)時(shí)檢測3階△-ΣADC調(diào)制器2的工作狀態(tài)，對水平傾角傳感器1輸出信號(hào)進(jìn)行采樣并濾波，并輸出數(shù)字信號(hào)到STMCode處理器3，與STMCode處理器3中保存的傳感器數(shù)據(jù)模型的各標(biāo)定點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，采用分段2次Hermite插值計(jì)算方法得到實(shí)時(shí)水平傾角值數(shù)據(jù)，獲取ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元5的RAM中保存的ModbusRTU協(xié)議棧，按照ModbusRTU協(xié)議棧的數(shù)據(jù)格式打包封裝，通過ModbusRTU通訊單元4實(shí)現(xiàn)與ModbusRTU總線6的數(shù)據(jù)雙向交互。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種數(shù)字式傾角檢測裝置，該裝置依據(jù)ModbusRTU通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)水平傾角傳感器與ModbusRTU總線的雙向數(shù)據(jù)交互；采用傳感器數(shù)據(jù)模型及分段2次Hermite插值計(jì)算方法對水平傾角傳感器的原始信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算得到實(shí)時(shí)水平傾角數(shù)據(jù)。該模塊上電運(yùn)行時(shí)，通過中斷屏蔽寄存器、看門狗對ModbusRTU驅(qū)動(dòng)單元和STMCode處理器進(jìn)行自檢等控制，而STMCode處理器便于對3階△-ΣADC調(diào)制器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的正常工作狀態(tài)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。