一种工业级多口RS485采集装置的制作方法

本技术涉及高压开关输电设备和工业控制领域，是电力系统数据采集与传输的一种方式，主要涉及工业级多口rs485实时采集装置。

背景技术：

1、当前工业控制领域中使用的传感器或plc设备，大量使用rs485总线接口，如果采用分时轮询采集方式，则不能及时反映现场的实时状态。尤其是使用plc时，自带的rs485采集单元，存在通道数量少、扩展受限、价格昂贵等缺点，不能满足现场实时监测的需要。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决上述技术中存在的问题，提出一种基于arm的实时采集装置，该装置具有电路结构简单、成本较低、具有抗扰性强、运行可靠，隔离和rs485元件方便更换、设计合理等特点。

2、为解决上述技术问题，本实用新型技术方案为：一种工业级多口rs485采集装置，包括arm处理电路、dc/dc转换电路、隔离电源模块、双通道数字隔离电路、rs485通讯电路、电压保护电路、以太网通讯电路、flash模块、eeprom模块、状态指示模块、其他辅助功能模块；

3、arm处理电路与双通道数字隔离电路相连，双通道数字隔离电路与rs485通讯电路相连，rs485通讯电路并接电压保护电路后接外部接口用于连接485总线；

4、arm处理电路与以太网通讯电路相连，以太网通讯电路经以太网接口与外界进行数据交换；arm处理电路与flash模块相连，用于数据存储；arm处理电路与eeprom模块相连，用于存储系统运行参数；arm处理电路与状态指示模块相连；arm处理电路与其他辅助功能模块相连；

5、外部电源接口与dc/dc转换电路相连，为arm处理电路、隔离电源模块、双通道数字隔离电路、rs485通讯电路、以太网通讯电路、flash模块、eeprom模块、状态指示模块供电。

6、所述的arm处理电路具有输入/输出gpio、spi接口、iic接口、usart接口。

7、所述的arm处理电路通过双通道数字隔离电路与rs485通讯电路相连接，实现完全数据隔离。

8、所述的arm处理电路通过usart接口与双通道数字隔离电路相连，实现4路rs485全隔离功能。

9、所述的dc/dc转换电路降压后为arm处理电路、双通道数字隔离电路、以太网通讯电路、flash模块、eeprom模块、状态指示模块供电；dc/dc转换电路同时经隔离电源模块为rs485通讯电路供电，实现电压全隔离。

10、所述的电压保护电路并接在rs485通讯电路和外部接口之间，实现抗过电压冲击和浪涌冲击。

11、所述的arm处理电路通过spi接口与以太网通讯电路相连再经以太网接口，实现网络数据交换。

12、所述的arm处理电路通过spi接口与flash模块相连，实现数据存储；所述的arm处理电路通过iic接口与eeprom模块相连，实现运行参数存储；所述的arm处理电路通过gpio接口与状态指示模块相连，实现运行状态显示；所述的arm处理电路通过实时操作系统实现多路rs485并行modbus通讯。

13、所述的隔离电源模块、双通道数字隔离电路、rs485通讯电路均设计成直插结构，方便更换。

14、所述的dc/dc转换电路接入直流电源为9～36v。

15、本实用新型的有益效果为：

16、本实用新型利用cortex内核处理器的优异性能、丰富的内部资源使整个系统具有很低的成本，采用自带协议栈的网络通信芯片也是本设计的一大特色，即提高了arm的工作效率，又简化了硬件设计。由于rs485通讯接口采用全隔离和电压保护模块，提高了整个系统的抗干扰能力，完全能够满足于工业控制领域数据采集和通信的可靠性的要求。rs485芯片内置保护功能，具有高esd保护，高压故障保护，和热插拔功能，确保无误码数据传输。

技术特征：

1.一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，包括arm处理电路(1)、dc/dc转换电路(2)、隔离电源模块(3)、双通道数字隔离电路(4)、rs485通讯电路(5)、电压保护电路(6)、以太网通讯电路(7)、flash模块(8)、eeprom模块(9)、状态指示模块(10)、其他辅助功能模块(11)；

2.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的arm处理电路(1)具有输入/输出gpio、spi接口、iic接口、usart接口。

3.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的arm处理电路(1)通过双通道数字隔离电路(4)与rs485通讯电路(5)相连接，实现完全数据隔离。

4.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的arm处理电路(1)通过usart接口与双通道数字隔离电路(4)相连，实现4路rs485全隔离功能。

5.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的dc/dc转换电路(2)降压后为arm处理电路(1)、双通道数字隔离电路(4)、以太网通讯电路(7)、flash模块(8)、eeprom模块(9)、状态指示模块(10)供电；dc/dc转换电路(2)同时经隔离电源模块(3)为rs485通讯电路(5)供电，实现电压全隔离。

6.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的电压保护电路(6)并接在rs485通讯电路(5)和外部接口之间，实现抗过电压冲击和浪涌冲击。

7.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的arm处理电路(1)通过spi接口与以太网通讯电路(7)相连再经以太网接口，实现网络数据交换。

8.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的arm处理电路(1)通过spi接口与flash模块(8)相连，实现数据存储；所述的arm处理电路(1)通过iic接口与eeprom模块(9)相连，实现运行参数存储；所述的arm处理电路(1)通过gpio接口与状态指示模块(10)相连，实现运行状态显示；所述的arm处理电路(1)通过实时操作系统实现多路rs485并行modbus通讯。

9.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的隔离电源模块(3)、双通道数字隔离电路(4)、rs485通讯电路(5)均设计成直插结构，方便更换。

10.根据权利要求1所述的一种工业级多口rs485采集装置，其特征在于，所述的dc/dc转换电路(2)接入直流电源为9～36v。

技术总结一种工业级多口RS485采集装置包括ARM处理电路、DC/DC转换电路、隔离电源模块、双通道数字隔离电路、RS485通讯电路、电压保护电路、以太网通讯电路、Flash模块、EEPROM模块、状态指示模块、其他辅助功能模块。本技术可以实现工业现场的多路RS485设备之间的采集和通讯，扩展方便，抗扰性强、可靠性高，由于使用了实时多路并行的采集方式，系统性能大大优于轮询模式。此外该装置采用模块化直插设计，方便系统故障时的模块更换，具有维护方便，结构简单、陈本低等特点，可以在广泛的工控场合使用。技术研发人员：李华帅,吴博,张侨,聂鑫,沈丰慧,边鑫受保护的技术使用者：新东北电气集团高压开关有限公司技术研发日：20231109技术公布日：2024/7/25