一種基于流量計量裝置的rs485抗干擾通訊系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)。包括外部供電模塊、內(nèi)部供電模塊、用于切換內(nèi)外部電源的電源切換模塊、RS485通信模塊和光電隔離電路模塊；所述電源切換模塊的輸入端分別與所述外部供電模塊和內(nèi)部供電模塊連接，所述電源切換模塊的輸出端分別與所述RS485通信模塊和光電隔離電路模塊供電接口連接，所述RS485通信模塊與所述光電隔離電路模塊連接，所述光電隔離電路模塊與流量計量裝置的主控模塊連接。本發(fā)明采用抗干擾電路設(shè)計，讓整個通訊系統(tǒng)具有更好的抗干擾性能，同時具有內(nèi)部電源、外部電源切換電路，保障外部供電消失時及時切換為內(nèi)部供電，使得整個系統(tǒng)具有更強的環(huán)境適應(yīng)能力，工作狀態(tài)更加穩(wěn)定。
【專利說明】-種基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及儀表通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，流量計量裝置RS485通訊系統(tǒng)的供電方式分為內(nèi)部供電和外部供電兩種。 其中，內(nèi)部供電方式多用于使用環(huán)境較荒涼、惡劣，不能提供有效的外部供電的情況下，但 內(nèi)部供電方式具有需定期換電池，也容易因電池更換不及時造成通訊系統(tǒng)停止工作；隨著 光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電的普及，應(yīng)用于較荒涼環(huán)境的流量計量裝置通訊系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用 光電、風(fēng)電等新能源方式提供外部供電，但光電與風(fēng)電具有受環(huán)境、氣候影響大，供電不穩(wěn) 定等問題，同時，惡劣的工作環(huán)境也對通訊系統(tǒng)的抗干擾性能提出了更高的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為使得工作在特殊條件下的流量計量裝置通訊系統(tǒng)具有更加穩(wěn)定的供電以及更 好的抗干擾性，本發(fā)明提供一種基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)，包括外部供 電模塊、內(nèi)部供電模塊、用于切換內(nèi)外部電源的電源切換模塊、RS485通信模塊和光電隔離 電路1?塊； 所述電源切換模塊的輸入端分別與所述外部供電模塊和內(nèi)部供電模塊連接，所述電 源切換模塊的輸出端分別與所述RS485通信模塊和光電隔離電路模塊供電接口連接，所述 RS485通信模塊與所述光電隔離電路模塊連接，所述光電隔離電路模塊與流量計量裝置的 主控模塊連接。
[0004] 進一步的，所述外部供電模塊包括降壓轉(zhuǎn)換芯片、第一電容、第二電容、第三電容、 第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第一電阻、第二電阻、第三 電阻、第四電阻、第一電感和第一肖特基二極管； 其中，所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳2與外部電源連接，同時，所述所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引 腳2通過并接的第一電容和第二電容與地線連接； 所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳4和引腳5分別通過第三電容和第一電阻與地線連接； 所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳1通過第四電容與引腳10連接，所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳10 還同時連接所述第一肖特基二極管的負極以及所述第一電感的一端，所述第一肖特基二極 管的陽極與地線連接，所述第一電感的另一端為所述外部供電模塊的輸出端，第一電感的 另一端還通過并接的第七電容與第八電容與地線連接，同時，所述第一電感的另一端還通 過第三電阻與所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳7連接，所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳7還通過第四電 阻與地線連接； 所述第二電阻的一端同時與所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳8和第六電容的一端連接，所述 第二電阻的另一端通過第五電容與地線連接，所述第六電容的另一端與地線連接。
[0005] 所述外部電源模塊通過降壓轉(zhuǎn)換芯片以及所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的外圍濾波穩(wěn)壓電 路將外部電源電壓由24伏降為5伏。
[0006] 進一步的，所述電源切換模塊包括P溝道M0S管、穩(wěn)壓器和整流二極管，所述P溝 道M0S管的柵極與所述外部電源模塊連接，所述P溝道M0S管的源極與所述內(nèi)部供電模塊 連接，所述外部電源模塊還通過穩(wěn)壓器和整流二極管與所述P溝道M0S管漏極連接，所述P 溝道M0S管的漏極為所述切換電源模塊的輸出端。
[0007] 在外部電源模塊通電時，所述P溝道M0S管的VGS為正向壓，M0S管關(guān)斷，所述電 源切換模塊輸出端輸出經(jīng)穩(wěn)壓器和整流二極管穩(wěn)壓整流的外部電壓；當外部電源斷電時， 所述P溝道M0S管的VGS為負壓，M0S管接通，所述電源切換模塊輸出端輸出內(nèi)部電源的內(nèi) 部電壓。
[0008] 進一步的，所述光電隔離電路模塊包括第一光電隔離器件、第二光電隔離器件、第 三光電隔離器件、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻； 所述第一光電隔離器件的引腳1通過第五電阻與電源連接，所述第一光電隔離器件的 引腳2與所述RS485模塊的接收接口連接，所述第一光電隔離器件的引腳3通過第六電阻 與電源連接，同時，所述第一光電隔離器件的引腳3還與流量計量裝置的主控模塊連接，所 述第一光電隔離器件的引腳4與地線連接； 所述第二光電隔離器件的引腳1通過第七電阻與電源連接，所述第二光電隔離器件的 引腳2與流量計量裝置的主控模塊連接，所述第二光電隔離器件的引腳3與電源連接，所述 第二光電隔離器件的引腳4同時與所述RS485模塊的接收和發(fā)送使能接口連接，同時，所述 第二光電隔離器件的引腳4還通過第八電阻與地線連接； 所述第三光電隔離器件的引腳1通過第九電阻與電源連接，所述第三光電隔離器件的 引腳2與流量計量裝置的主控模塊連接，所述第三光電隔離器件的引腳3與所述RS485模 塊的發(fā)送接口連接，同時所述第三光電隔離器件的引腳3還通過第十電阻與電源連接，所 述第三光電隔離器件的引腳4與地線連接。
[0009] 進一步的，所述RS485通信模塊包括RS485芯片和第i^一電阻、第十二電阻、第 十三電阻、第十四電阻和第十五電阻； 所述RS485芯片的引腳7通過第i^一電阻與地線連接，同時，所述RS485芯片的引腳7 還通過第十三電阻與第十五電阻的一端連接； 所述RS485芯片的引腳6通過第十二電阻與電源連接，同時，所述RS485芯片的引腳6 還通過第十四電阻與第十五電阻的另外一端連接。
[0010] 本發(fā)明的有益效果為： 1、具有內(nèi)部電源、外部電源切換功能，在本發(fā)明所述的通訊系統(tǒng)利用外部不穩(wěn)定電源 (如光電、風(fēng)電）時，如外部供電消失，及時切換為內(nèi)部供電，當外部供電恢復(fù)，及時切換為外 部供電，同時切斷內(nèi)部供電，節(jié)省內(nèi)部電源，使得整個系統(tǒng)具有更強的環(huán)境適應(yīng)能力，工作 狀態(tài)更加穩(wěn)定。
[0011] 2、外部供電電路以及485通信模塊采用抗干擾電路設(shè)計，讓整個通訊系統(tǒng)具有更 好的抗干擾性，保障儀表通訊。
[0012]

【專利附圖】

【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明的電路框圖； 圖2為本發(fā)明外部電源模塊電路圖； 圖3為本發(fā)明電源切換模塊電路框圖； 圖4為本發(fā)明RS485通信模塊和光電隔離電路模塊電路圖； 其中：I為外部電源模塊；II為內(nèi)部外部電源模塊；III為電源切換模塊；IV為光電隔離 電路模塊；V為RS485通信模塊。

【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合試驗例及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解 為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本 發(fā)明的范圍。
[0014] 實施例1 如圖1所示，本實施例提供一種基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)，包括外部 供電模塊I、內(nèi)部供電模塊II、用于切換內(nèi)外部電源的電源切換模塊III、光電隔離電路模塊 IV和RS485通信模塊V ; 所述電源切換模塊III的輸入端分別與所述外部供電模塊I和內(nèi)部供電模塊II連接，所 述電源切換模塊III的輸出端分別與所述RS485通信模塊V和光電隔離電路模塊IV供電接 口連接，所述RS485通信模塊V與所述光電隔離電路模塊IV連接，所述光電隔離電路模塊 IV與流量計量裝置的主控模塊連接。
[0015] 如圖2所示，所述外部供電模塊I包括降壓轉(zhuǎn)換芯片TPS5401、第一電容C1、第二 電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第 九電容C9、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電感L1和第一肖特基 二極管D1 ; 其中，所述降壓轉(zhuǎn)換芯片TPS5401的引腳2與外部電源SVCC連接，同時，所述所述降壓 轉(zhuǎn)換芯片TPS5401的引腳2通過并接的第一電容C1和第二電容C2與地線SGND連接； 所述降壓轉(zhuǎn)換芯片TPS5401的引腳4和引腳5分別通過第三電容C3和第一電阻R1與 地線SGND連接； 所述降壓轉(zhuǎn)換芯片TPS5401的引腳1通過第四電容C4與引腳10連接，所述降壓轉(zhuǎn)換 芯片TPS5401的引腳10還同時連接所述第一肖特基二極管D1的負極以及所述第一電感L1 的一端，所述第一肖特基二極管D1的陽極與地線SGND連接，所述第一電感L1的另一端為 所述外部供電模塊I的輸出端VCC-W，第一電感L1的另一端還通過并接的第七電容C7與 第八電容C8與地線SGND連接，同時，所述第一電感L1的另一端還通過第三電阻R3與所述 降壓轉(zhuǎn)換芯片I的引腳7連接，所述降壓轉(zhuǎn)換芯片I的引腳7還通過第四電阻R4與地線連 接； 所述第二電阻R2的一端同時與所述降壓轉(zhuǎn)換芯片TPS5401的引腳8和第六電容C6的 一端連接，所述第二電阻R2的另一端通過第五電容C5與地線連接，所述第六電容C6的另 一端與地線連接； 所述外部電源模塊通過降壓轉(zhuǎn)換芯片以及所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的外圍濾波穩(wěn)壓電路將 外部電源電壓由24伏降為5伏。
[0016] 如圖3所示，所述電源切換模塊III包括P溝道M0S管、穩(wěn)壓器和穩(wěn)壓二極管，所述P 溝道M0S管的柵極與所述外部電源模塊I的輸出端VCC-W連接，所述P溝道M0S管的源極 與所述內(nèi)部供電模塊II的輸出端vcc-N連接，所述外部電源模塊I的輸出端vcc-w還通過 穩(wěn)壓器和整流二極管與所述P溝道MOS管漏極連接，所述P溝道MOS管的漏極為所述切換 電源模塊III的輸出端VDD ; 在外部電源模塊通電時，所述P溝道MOS管的VGS為正向壓，MOS管關(guān)斷，所述電源切 換模塊輸出端輸出經(jīng)穩(wěn)壓器和整流二極管穩(wěn)壓整流的外部電壓；當外部電源斷電時，所述 P溝道MOS管的VGS為負壓，MOS管接通，所述電源切換模塊輸出端輸出內(nèi)部電源的內(nèi)部電 壓。
[0017] 如圖4所示，所述光電隔離電路模塊IV包括第一光電隔離器件U1、第二光電隔離 器件U2、第三光電隔離器件U3(三個光電隔離器件均采用光耦TLP181GB)、第五電阻R5、第 六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10 ; 所述第一光電隔離器件U1的引腳1通過第五電阻R5與電源VDD連接，所述第一光電 隔離器件U1的引腳2與所述RS485模塊的接收接口連接，所述第一光電隔離器件U1的引 腳3通過第六電阻R6與電源VDD連接，同時，所述第一光電隔離器件U1的引腳3還與流量 計量裝置的主控模塊的URXD端口連接，所述第一光電隔離器件U1的引腳4與地線SGND連 接； 所述第二光電隔離器件U2的引腳1通過第七電阻R7與電源VDD連接，所述第二光電 隔離器件U2的引腳2與流量計量裝置的主控模塊SEL端口連接，所述第二光電隔離器件U2 的引腳3與電源VDD連接，所述第二光電隔離器件U2的引腳4同時與所述RS485模塊的接 收和發(fā)送使能接口連接，同時，所述第二光電隔離器件U2的引腳4還通過第八電阻R8與地 線SGND連接； 所述第三光電隔離器件U3的引腳1通過第九電阻R9與電源VDD連接，所述第三光電 隔離器件U3的引腳2與流量計量裝置的主控模塊UTXD端口連接，所述第三光電隔離器件 U3的引腳3與所述RS485模塊的發(fā)送接口連接，同時所述第三光電隔離器件U3的引腳3還 通過第十電阻R10與電源VDD連接，所述第三光電隔離器件U3的引腳4與地線SGND連接。
[0018] 所述RS485通信模塊包括RS485芯片SN75LBC184和第i^一電阻R11、第十二電阻 R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14和第十五電阻R15 ; 所述RS485芯片SN75LBC184的引腳7通過第i^一電阻R11與地線SGND連接，同時，所 述RS485芯片SN75LBC184的引腳7還通過第十三電阻R13與第十五電阻R15的一端連接； 所述RS485芯片SN75LBC184的引腳6通過第十二電阻R12與電源VDD連接，同時，所 述RS485芯片SN75LBC184的引腳6還通過第十四電阻R14與第十五電阻R15的另外一端 連接。
[0019] 本發(fā)明的有益效果為： 1、具有內(nèi)部電源、外部電源切換功能，在本發(fā)明所示的通訊系統(tǒng)外部電源不穩(wěn)定時(如 光電、風(fēng)電),如外部供電消失,及時切換為內(nèi)部供電，當外部供電恢復(fù)，及時切換為外部供 電，同時切斷內(nèi)部供電，節(jié)省內(nèi)部電源，使得整個通訊系統(tǒng)具有更強的環(huán)境適應(yīng)能力，工作 狀態(tài)更加穩(wěn)定。
[0020] 2、外部供電電路以及485通信模塊采用抗干擾電路設(shè)計，讓整個通訊系統(tǒng)具有更 好的抗干擾性，保障儀表通訊。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)，其特征在于，包括外部供電模塊、 內(nèi)部供電模塊、用于切換內(nèi)外部電源的電源切換模塊、RS485通信模塊和光電隔離電路模 塊； 所述電源切換模塊的輸入端分別與所述外部供電模塊和內(nèi)部供電模塊連接，所述電 源切換模塊的輸出端分別與所述RS485通信模塊和光電隔離電路模塊供電接口連接，所述 RS485通信模塊與所述光電隔離電路模塊連接，所述光電隔離電路模塊與流量計量裝置的 主控模塊連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)，其特征在于，所 述外部供電模塊包括降壓轉(zhuǎn)換芯片、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、 第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一 電感和第一肖特基二極管； 其中，所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳2與外部電源連接，同時，所述所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引 腳2通過并聯(lián)的第一電容和第二電容與地線連接； 所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳4和引腳5分別通過第三電容和第一電阻與地線連接； 所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳1通過第四電容與引腳10連接，所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳10 還同時連接所述第一肖特基二極管的負極以及所述第一電感的一端，所述第一肖特基二極 管的陽極與地線連接，所述第一電感的另一端為所述外部供電模塊的輸出端，第一電感的 另一端還通過并接的第七電容與第八電容與地線連接，同時，所述第一電感的另一端還通 過第三電阻與所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳7連接，所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳7還通過第四電 阻與地線連接； 所述第二電阻的一端同時與所述降壓轉(zhuǎn)換芯片的引腳8和第六電容的一端連接，所述 第二電阻的另一端通過第五電容與地線連接，所述第六電容的另一端與地線連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)，其特征在于，所 述電源切換模塊包括P溝道MOS管、穩(wěn)壓器和整流二極管，所述P溝道MOS管的柵極與所述 外部電源模塊連接，所述P溝道MOS管的源極與所述內(nèi)部供電模塊連接，所述外部電源模塊 還通過穩(wěn)壓器和整流二極管與所述P溝道MOS管漏極連接，所述P溝道MOS管的漏極為所 述切換電源模塊的輸出端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)，其特征在于，所 述光電隔離電路模塊包括第一光電隔離器件、第二光電隔離器件、第三光電隔離器件、第五 電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻； 所述第一光電隔離器件的引腳1通過第五電阻與電源連接，所述第一光電隔離器件的 引腳2與所述RS485模塊的接收接口連接，所述第一光電隔離器件的引腳3通過第六電阻 與電源連接，同時，所述第一光電隔離器件的引腳3還與流量計量裝置的主控模塊連接，所 述第一光電隔離器件的引腳4與地線連接； 所述第二光電隔離器件的引腳1通過第七電阻與電源連接，所述第二光電隔離器件的 引腳2與流量計量裝置的主控模塊連接，所述第二光電隔離器件的引腳3與電源連接，所述 第二光電隔離器件的引腳4同時與所述RS485模塊的接收和發(fā)送使能接口連接，同時，所述 第二光電隔離器件的引腳4還通過第八電阻與地線連接； 所述第三光電隔離器件的引腳1通過第九電阻與電源連接，所述第三光電隔離器件的 引腳2與流量計量裝置的主控模塊連接，所述第三光電隔離器件的引腳3與所述RS485模 塊的發(fā)送接口連接，同時所述第三光電隔離器件的引腳3還通過第十電阻與電源連接，所 述第三光電隔離器件的引腳4與地線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于流量計量裝置的RS485抗干擾通訊系統(tǒng)，其特征在于，所 述RS485通信模塊包括RS485芯片和第i^一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻和 第十五電阻； 所述RS485芯片的引腳7通過第i^一電阻與地線連接，同時，所述RS485芯片的引腳7 還通過第十三電阻與第十五電阻的一端連接； 所述RS485芯片的引腳6通過第十二電阻與電源連接，同時，所述RS485芯片的引腳6 還通過第十四電阻與第十五電阻的另外一端連接。
【文檔編號】H03K17/687GK104104374SQ201410361271
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】劉勛 申請人:成都千嘉科技有限公司