一種rs485總線的監聽電路的製作方法
2023-07-28 05:00:31
一種rs485總線的監聽電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種RS485總線的監聽電路，監聽電路包括控制模塊、控制監聽電路和數據監聽電路，控制監聽電路包括第一通信轉換電路和第一通信收發電路，數據監聽電路包括第二通信轉換電路和第二通信收發電路，控制模塊向第一通信轉換電路輸出第一控制信號，控制模塊向第二通信轉換電路輸出第二控制信號，第一通信收發電路用於接收控制監聽信號並向第一通信轉換電路輸出轉換控制監聽信號，第二通信收發電路用於接收數據監聽信號並向第二通信轉換電路輸出轉換數據監聽信號。通過對監聽數據和控制的波特率調整，從而實現獲取RS485總線在跳變後的數據，從而實現對RS485總線傳輸的數據進行動態監測，繼而能夠及時發現傳輸故障。
【專利說明】一種RS485總線的監聽電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種總線分析領域，尤其涉及對RS485總線進行監聽的監聽電路。
【背景技術】
[0002]在電力行業中，自動抄表技術在電錶應用中越來越流行，該技術為電錶提供通信埠讀取數據，而且大部分情況下通過遠程讀數方式便可完成自動抄表，對於電錶應用來說既安全又節省了時間。實現自動抄表技術的關鍵是確保通信鏈路安全可靠，而RS485接口是電力常用的雙線半雙工通信接口，設置在遠端的計量自動化終端通過多路本地RS485接口與本地電錶通信，對本地電錶進行數據採集和集中處理，並通過無線網絡上傳到自動化主站，另外，自動化主站通過無線網絡和計量自動化終端通信，控制遠方電能表。計量自動化終端處於通信的中間節點，起到連接本地電能表與遠方主站系統的通信橋梁的作用。一旦計量自動化主站發現遠方電能表通信故障，需派人到計量自動化終端現場進行通信故障檢查，以便排查存在的通信故障並修復，實現通信恢復的目的。
[0003]然而，目前在故障排查過程存在諸多問題，如計量自動化終端本地RS485接口普遍使用動態跳變速率進行通信，目前尚無工具或設備可對傳輸速率動態跳變的RS485總線進行監控，無法對RS485總線的數據進行監測則導致無法對RS485總線或RS485接口的安全隱患進行分析，一旦RS485總線和RS485接口發生故障後不及時解決時，則嚴重影響電錶的正常工作。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種可動態監測RS485總線的通信數據的監聽電路。
[0005]為了實現本實用新型的目的，本實用新型提供一種RS485總線的監聽電路，監聽電路包括控制模塊、控制監聽電路和數據監聽電路，控制監聽電路包括第一通信轉換電路和第一通信收發電路，數據監聽電路包括第二通信轉換電路和第二通信收發電路，控制模塊向第一通信轉換電路輸出第一控制信號，控制模塊向第二通信轉換電路輸出第二控制信號，第一通信收發電路用於接收控制監聽信號並向第一通信轉換電路輸出轉換控制監聽信號，第二通信收發電路用於接收數據監聽信號並向第二通信轉換電路輸出轉換數據監聽信號。
[0006]由上述方案可見，通過控制模塊對第一通信轉換電路和第二通信轉換電路進行控制其監聽波特率，使得控制模塊能夠獲知RS485的控制信息後，由於RS485總線在傳輸不同數據採用跳變波特率進行傳輸，所以通過根據控制信息對第二通信轉換電路進行監聽波特率調整，從而實現獲取RS485總線在跳變後的數據，從而實現對RS485總線傳輸的數據進行動態監測，繼而能夠及時發現RS485接口或RS485總線傳輸的故障。
[0007]一個優選的方案是，控制監聽信號包括第一控制監聽信號和第二控制監聽信號，轉換控制監聽信號包括第一轉換控制監聽信號和第二轉換控制監聽信號，第一通信收發電路包括晶片U2晶片、第一電阻、第二電阻和第一三極體，晶片U2晶片設置有用於接收第一控制監聽信號的第一接收埠，晶片U2晶片設置有用於接收第二控制監聽信號的第二接收埠，晶片U2晶片設置有用於輸出第一轉換控制監聽信號的第一輸出埠，晶片U2晶片設置有用於輸出第二轉換控制監聽信號的第二輸出埠，第一電阻的第一端與電源電連接，第一電阻的第二端與第一三極體的集電極電連接，第一三極體的發射極接地，第一三極體的基極與第二電阻的第一端電連接，第二電阻的第二端與第一輸出埠電連接。
[0008]進一步的方案是，第一通信轉換電路包括第一 FT232T晶片，第一 FT232T晶片設置有用於接收第一轉換控制監聽信號的第三接收埠，第一 FT232T晶片設置有用於接收第二轉換控制監聽信號的第四接收埠，第一 FT232T晶片設置有用於接收第一控制信號的第五接收埠。
[0009]更進一步的方案是，數據監聽信號包括第一數據監聽信號和第二數據監聽信號，轉換數據監聽信號包括第一轉換數據監聽信號和第二轉換數據監聽信號，第二通信收發電路包括第二 MX485晶片、第三電阻、第四電阻和第二三極體，第二 MX485晶片設置有用於接收第一數據監聽信號的第六接收埠，第二 MX485晶片設置有用於接收第二數據監聽信號的第七接收埠，第二 MX485晶片設置有用於輸出第一轉換數據監聽信號的第三輸出埠，第二 MX485晶片設置有用於輸出第二轉換數據監聽信號的第四輸出埠，第三電阻的第一端與電源電連接，第三電阻的第二端與第二三極體的集電極電連接，第二三極體的發射極接地，第二三極體的基極與第四電阻的第一端電連接，第四電阻的第二端與第三輸出埠電連接。
[0010]更進一步的方案是，第二通信轉換電路包括第二 FT232T晶片，第二 FT232T晶片設置有用於接收第一轉換數據監聽信號的第八接收埠，第二 FT232T晶片設置有用於接收第二轉換數據監聽信號的第九接收埠，第二 FT232T晶片設置有用於接收第二控制信號的第十接收埠。
[0011]由上可見，通過MX485和FT232R設置的通信收發電路和通信轉換電路，可有效地將RS485上的數據經過轉換處理後與上位機進行交互，其電路集成度高，成本低，穩定性尚O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是監聽電路實施例的系統框圖。
[0013]圖2是監聽電路實施例中RS485接口的電路圖。
[0014]圖3是監聽電路實施例中控制監聽電路的電路圖。
[0015]圖4是監聽電路實施例中數據監聽電路的電路圖。
[0016]圖5是監聽電路實施例中控制模塊的電路圖。
[0017]以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
【具體實施方式】
[0018]參照圖1，圖1是監聽電路1、電錶2的系統框圖。電錶2設置有用於數據交互的RS485接口 21。監聽電路I包括控制監聽電路11、數據監聽電路12和控制模塊13。本實施例中控制模塊13可以為單片機、計算機等。控制模塊13向控制監聽電路11輸出第一控制信號，控制模塊13向數據監聽電路12輸出第二控制信號，控制監聽電路11用於接收控制監聽信號並向控制模塊13輸出轉換控制監聽信號，數據監聽電路12用於接收數據監聽信號並向控制模塊13輸出轉換控制監聽信號。
[0019]參照圖2，圖2是RS485接口的電路圖。RS485接口的接口 Jl通過埠 485_A1和埠 485_B1向外輸出控制信號，以及通過埠 485_A2和埠 485_B2向外輸出數據信號。
[0020]參照圖3，圖3是控制監聽電路11的電路圖。控制監聽電路11包括第一通信轉換電路和第一通信收發電路。第一通信收發電路用於接收控制監聽信號並向輸出第一通信轉換電路輸出轉換控制監聽信號，第一通信收發電路通過監聽埠 485_A1和埠 485_B1向外輸出的控制信號，從而在第一通信收發電路上接收到來自電錶的控制監聽信號，而控制監聽信號採用雙線傳輸，其中控制監聽信號包括第一控制監聽信號和第二控制監聽信號。
[0021]第一通信收發電路包括晶片U2、電阻R1、電阻R2和三極體Q1，晶片U2採用型號為MAX485的轉換晶片，晶片U2設置有用於接收第一控制監聽信號的管腳6，通過管腳6作為第一接收埠與埠 485_A1電連接。晶片U2設置有用於接收第二控制監聽信號的管腳7，通過管腳7作為第二接收埠與埠 485_B1電連接。
[0022]晶片U2設置有用於輸出第一轉換控制監聽信號的管腳4，通過管腳4作為的輸出埠 TTL_TXD0向第一通信轉換電路輸出經轉換後的第一轉換控制監聽信號，晶片U2設置有用於輸出第二轉換控制監聽信號的管腳1，通過管腳I作為輸出埠 TTL_RXD0向第一通信轉換電路輸出經轉換後的第二轉換控制監聽信號。
[0023]電阻Rl的第一端與電源電連接，電阻Rl的第二端與三極體Ql的集電極電連接，三極體Ql的發射極接地，三極體Ql的基極與電阻R2的第一端電連接，電阻R2的第二端與輸出埠 TTL_TXD0電連接。由第一轉換控制監聽信號和第二轉換控制監聽信號組成的轉換控制監聽信號向第一通信轉換電路反饋電錶的控制狀態等信息。
[0024]第一通信轉換電路包括晶片Ul，晶片Ul採用型號為FT232T晶片，FT232T晶片用在USB與串口之間轉換的接口晶片。晶片Ul設置有用於接收第一轉換控制監聽信號的管腳1，通過管腳第一作為接收埠與輸出埠 TTL_TXD0電連接。晶片Ul設置有用於接收第二轉換控制監聽信號的管腳5，通過管腳5作為接收埠與輸出埠 TTL_RXD0電連接。晶片Ul設置有用於接收控制模塊13輸出的第一控制信號的管腳12和管腳16，通過管腳12和管腳16作為接收埠接收控制模塊13輸出的第一控制信號。
[0025]參照圖4，圖4是數據監聽電路12的電路圖。數據監聽電路12包括第二通信轉換電路和第二通信收發電路。第二通信收發電路用於接收數據監聽信號並向輸出第二通信轉換電路輸出轉換數據監聽信號，第二通信收發電路通過監聽埠 485_A2和埠 485_B2向外輸出的數據信號，從而在第二通信收發電路上接收到來自電錶的數據監聽信號，而數據監聽信號採用雙線傳輸，其中數據監聽信號包括第一數據監聽信號和第二數據監聽信號。
[0026]第二通信收發電路包括晶片U4、電阻R5、電阻R6和三極體Q2，晶片U4採用型號為MAX485的轉換晶片，晶片U4設置有用於接收第一數據監聽信號的管腳6，通過管腳6作為接收埠與埠 485_A2電連接。晶片U4設置有用於接收第二數據監聽信號的管腳7，通過管腳7作為接收埠與埠 485_B2電連接。
[0027]晶片U4設置有用於輸出第一轉換數據監聽信號的管腳4，通過管腳4作為的輸出埠 TTL_TXD1向第一通信轉換電路輸出經轉換後的第一轉換數據監聽信號，晶片U4晶片設置有用於輸出第二轉換數據監聽信號的管腳1，通過管腳I作為輸出埠 TTL_RXD1向第一通信轉換電路輸出經轉換後的第二轉換數據監聽信號。
[0028]電阻R5的第一端與電源電連接，電阻R5的第二端與三極體Q2的集電極電連接，三極體Q2的發射極接地，三極體Q2的基極與電阻R6的第一端電連接，電阻R6的第二端與輸出埠 TTL_TXD1電連接。由第一轉換數據監聽信號和第二轉換數據監聽信號組成的轉換數據監聽信號向第二通信轉換電路反饋電錶的數據狀態等信息。
[0029]第二通信轉換電路包括晶片U3，晶片U3採用型號為FT232T晶片，FT232T晶片用在USB與串口之間轉換的接口晶片。晶片U3設置有用於接收第一轉換數據監聽信號的管腳1，通過管腳作為接收埠與輸出埠 TTL_TXD1電連接。晶片U3設置有用於接收第二轉換數據監聽信號的管腳5，通過管腳5作為接收埠與輸出埠 TTL_RXD1電連接。晶片U3設置有用於接收控制模塊13輸出的第一數據信號的管腳12和管腳16，通過管腳12和管腳16作為接收埠接收控制模塊13輸出的第二控制信號。
[0030]參照圖5，圖5是控制模塊13的電路圖，控制模塊13上設置有用於輸出第一控制信號的埠 Dl-和埠 D1+，通過埠 Dl-和埠 Dl+與晶片Ul電連接並向其輸出第一控制信號，從而對第一通信轉換電路的監聽波特率進行調節。控制模塊13上設置有用於輸出第二控制信號的埠 D2-和埠 D2+，通過埠 D2-和埠 D2+與晶片U3電連接並向其輸出第二控制信號，從而對第二通信轉換電路的監聽波特率進行調節。
[0031]由上可見，在監聽電路I工作時，控制模塊可調節第一通信轉換電路的監聽波特率，從而獲取電錶的控制信息，繼而控制模塊在根據該電錶的控制信息去調節調節第二通信轉換電路的監聽波特率，使得數據監聽電路的監聽波特率與RS485的數據傳輸波特率相同，繼而實現對動態監測RS485總線的通信數據，能夠通過本實用新型的監聽電路及時發現RS485接口或RS485總線傳輸的故障。
【權利要求】
1.一種RS485總線的監聽電路，其特徵在於: 所述監聽電路包括控制模塊、控制監聽電路和數據監聽電路，所述控制監聽電路包括第一通信轉換電路和第一通信收發電路，所述數據監聽電路包括第二通信轉換電路和第二通信收發電路，所述控制模塊向所述第一通信轉換電路輸出第一控制信號，所述控制模塊向所述第二通信轉換電路輸出第二控制信號，所述第一通信收發電路用於接收控制監聽信號並向所述第一通信轉換電路輸出轉換控制監聽信號，所述第二通信收發電路用於接收數據監聽信號並向所述第二通信轉換電路輸出轉換數據監聽信號。
2.根據權利要求1所述的監聽電路，其特徵在於: 所述控制監聽信號包括第一控制監聽信號和第二控制監聽信號，所述轉換控制監聽信號包括第一轉換控制監聽信號和第二轉換控制監聽信號； 所述第一通信收發電路包括第一 MX485晶片、第一電阻、第二電阻和第一三極體，所述第一 MX485晶片設置有用於接收所述第一控制監聽信號的第一接收埠，所述第一 MX485晶片設置有用於接收所述第二控制監聽信號的第二接收埠，所述第一 MX485晶片設置有用於輸出所述第一轉換控制監聽信號的第一輸出埠，所述第一 MX485晶片設置有用於輸出所述第二轉換控制監聽信號的第二輸出埠； 所述第一電阻的第一端與電源電連接，所述第一電阻的第二端與所述第一三極體的集電極電連接，所述第一三極體的發射極接地，所述第一三極體的基極與第二電阻的第一端電連接，所述第二電阻的第二端與所述第一輸出埠電連接。
3.根據權利要求2所述的監聽電路，其特徵在於: 所述第一通信轉換電路包括第一 FT232T晶片，所述第一 FT232T晶片設置有用於接收所述第一轉換控制監聽信號的第三接收埠，所述第一 FT232T晶片設置有用於接收所述第二轉換控制監聽信號的第四接收埠，所述第一 FT232T晶片設置有用於接收所述第一控制信號的第五接收埠。
4.根據權利要求3所述的監聽電路，其特徵在於: 所述數據監聽信號包括第一數據監聽信號和第二數據監聽信號，所述轉換數據監聽信號包括第一轉換數據監聽信號和第二轉換數據監聽信號； 所述第二通信收發電路包括第二 MX485晶片、第三電阻、第四電阻和第二三極體，所述第二 MX485晶片設置有用於接收所述第一數據監聽信號的第六接收埠，所述第二 MX485晶片設置有用於接收所述第二數據監聽信號的第七接收埠，所述第二 MX485晶片設置有用於輸出所述第一轉換數據監聽信號的第三輸出埠，所述第二 MX485晶片設置有用於輸出所述第二轉換數據監聽信號的第四輸出埠； 所述第三電阻的第一端與電源電連接，所述第三電阻的第二端與所述第二三極體的集電極電連接，所述第二三極體的發射極接地，所述第二三極體的基極與第四電阻的第一端電連接，所述第四電阻的第二端與所述第三輸出埠電連接。
5.根據權利要求4所述的監聽電路，其特徵在於: 所述第二通信轉換電路包括第二 FT232T晶片，所述第二 FT232T晶片設置有用於接收所述第一轉換數據監聽信號的第八接收埠，所述第二 FT232T晶片設置有用於接收所述第二轉換數據監聽信號的第九接收埠，所述第二 FT232T晶片設置有用於接收所述第二控制信號的第十接收埠。
【文檔編號】G08C25/00GK204244251SQ201420742096
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月2日 優先權日:2014年12月2日
【發明者】王鵬, 傅子明, 王義申, 劉欣欣, 邱南陽, 何健文, 潘慶生 申請人:廣東電網有限責任公司佛山供電局