[实用新型]三线馈电通信系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种通信设备，具体来说，涉及一种利用三芯线作为数据传输媒介的具有馈电功能的通信系统。

背景技术

在现场控制和自动化生产等领域，通常需要对各种设备进行远程或同步控制，为了满足这些应用，产生了各种控制系统，但总体上还各自存在一些缺陷，给应用带来了很多不便。而传统的常用通讯手段是采用无线电信号或多芯线进行传输，由于各种无线通讯设备的增多，导致电磁环境变得越来越差，无线通讯设备容易受到干扰，导致工作稳定性变差，而目前采用多芯线传输信号的系统普遍是一个信号通道至少占用一根线，当需要通讯的设备增多时，将使整个通讯系统变得庞大且成本偏高，同时布线也变得多且复杂，不方便设备的安装与维护，同时通讯设备需要独立的供电，故设备受到信号线，电源线的限制，移动性偏差。

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提供了一种利用三芯线作为数据传输媒介的具有馈电功能的通信系统，在稳定性得到保证的同时，极大地简化了系统的安装使用。本实用新型的三线馈电通信系统包括一个主设备和数个分设备(理论上可达128个)，主设备与每一分设备之间通过三芯线连接，三芯线的A线和B线作为与各分设备通信的通信总线，B线和DC线作为给各分设备供电的供电总线，主设备定时给每个分设备发送查询命令帧，并根据各分设备的响应，将通信总线的占用权交给该分设备。

每一所述分设备设有一个唯一的分机地址，主设备与各分设备的通信的数据格式：分机地址，操作命令，数据1，数据2，……，数据n，其中n为自然数。

所述主设备与各分设备之间以RS485差分形式实现数据传输。

所述各分设备与主设备之间采用串联或者星形方式连接。

所述主设备包括发送查询命令帧和控制数据传输的芯片U1，以及在供电总线上形成馈电电压的总线电源电路。

所述每一所述分设备包括接收主设备控制信号，并实现数据传输的芯片U2，以及与供电总线连接的电压转换电路，所述电压转换电路将供电总线的馈电电压转换成该分设备所需的供电电压。

所述主设备和每一分设备分别设有信号接口RXD和TXD，以及发送或接收控制接口RX/TX。

所述信号接口为通用异步串行接口。

本实用新型的有益效果：本实用新型的主设备和各分设备之间通过三芯线连接，各分设备采用多通道编码(分机地址)，这样不但实现了两条芯线上进行多通道的通信，简化了线路的安装、接入和维护，极大的减少了成本；同时由于主设备能够为各分设备提供供电电压，使得分设备具有一定的安装灵活性和小范围的移动性。

附图说明

图1为本实用新型的系统构成的原理框图；

图2为本实用新型的主设备电路原理图；

图3为本实用新型的分设备电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。

如图1所示，本实用新型的三线馈电通信系统包括一个主设备和数个分设备，主设备与各分设备之间通过三芯线连接，各分设备与主设备之间的连接方式为串联或者星形，理论上可接入达到128个分设备，三芯线包括A、B和DC三条线，其中A线和B线作为主设备与各分设备通信的通信总线，B线和DC线作为给各分设备供电的供电总线，A线和B线是RS485差分信号传输线，同时B线也作为馈电电源的正电源端，DC线便是馈电电源的负电源端(一般接地，在卡农线中作为屏蔽线，可以屏蔽外部电磁干扰对A和B线上信号的干扰)。其工作原理为：主设备定时向各分设备发送查询命令帧，如果某个分设备有数据传输需要，则该分设备向主设备发送应答帧，主设备收到响应后，把通信总线的占用权交给该分设备，该分设备便开始传输数据，这样保证了各分设备跟主设备的通信互不干扰，即在两条芯线上实现多通道的通信。

为了实现主设备与各分设备之间的多通道通信，首先需要对各分设备进行统一编码，即给每个分设备设定一个唯一的分机地址，主设备根据分设备的分机地址轮流向各分设备发送查询命令信号，以确认分设备是否需要占用通信总线，如分设备需要占用总线，则主设备把总线占用权交给该分设备使用，从而实现了主设备与各分设备间的独立通信。主设备与各分设备的通信的数据格式：分机地址，操作命令，数据1，数据2，……，数据n，其中n为自然数。主设备与各分设备之间以RS485差分形式实现数据传输，故具有抗共模干能力强，即抗噪声干扰性好，使控制信号的传输距离更远，更可靠。

为了实现上述功能，主设备包括发送查询命令帧和控制数据传输的芯片U1(MAX485ESA)，以及在供电总线上形成馈电电压的总线电源电路，U1的引脚1和4分别为信号接口RXD和TXD，引脚2和3为发送或接收控制接口RX/TX，引脚6接A线，引脚7接B线和总线电源，引脚8接信号电源，其中总线电源为24v(或者自己定义的其它值的电压)，信号电源为5v。分设备包括接收主设备控制信号，并实现数据传输的芯片U2(MAX485ESA)，U2的引脚1为和4分别为信号接口RXD和TXD，引脚2和3为发送或接收控制接口RX/TX，引脚6接A线，引脚7接B线和总线电源，引脚8接分设备5V供电电源，由于主设备和分设备供电共用B线，为了实现两者的独立传输，我们在分设备端采用了隔离供电，分设备的供电电源与供电总线之间连接有电压转换电路，电压转换电路将供电总线的馈电电压转换成该分设备所需的供电电压，上述所有信号接口为异步串行接口。总线馈电可以使分设备不需再额外提供供电，使分设备不需要固定在供电电源附近，使设备具有了一定的安装灵活性和小范围的移动性。