[实用新型]基于802.15.4协议的PLC无线通信系统

说明书

 (一)技术领域：本实用新型涉及工业自动化网络通信技术，尤其是一种基于802.15.4协议的PLC无线通信系统。

 (二)背景技术：可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC是以自动控制技术、微计算机技术、和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置，随着微处理器技术的发展，PLC得到了迅速的发展，并已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。PLC应用在过程控制中通常通过I/O端口采集温度、压力、流量等模拟量实现闭环控制。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。通常，该网络系统是有线网络。

串口通信是PLC进行数据通信的主要方式，但是在一些特殊应用中有线通信不能满足要求，如空中机车与地面控制系统的通信，使用有线通信非常不方便。随着自动控制技术的发展，控制系统需要采集的环境参数越来越多，且分布范围越来越大，在一些特定的环境下采用有线的方式来传输数据已不能满足要求，因此需要采用一些新的技术来解决数据传输问题。而无线传感器网络正是一种通过采集和处理覆盖区域内的各种环境或监测对象的信息(如温度、湿度和光强等)，并将其传送给远程用户的无线传输技术。因此将无线传感器网络与PLC结合在一起存在其必然性与可行性。

 (三)发明内容：本实用新型的目的就是要解决现有工业自动化网络通信仅采用有线传输方式，应用范围受限，不能满足工业自动控制技术发展需要的问题，提供一种基于802.15.4协议的PLC无线通信系统。

本实用新型的具体方案是：基于802.15.4协议的PLC无线通信系统，包括有电源部份、RS232通信部份、RS485通信部份、开关量/模拟量通信部份以及XBEE无线通信模块，其特征是：所述电源部份提供5V到3.3V直流电流的转换，并为系统提供5V和3.3V电源，其中配有CON4端子用于外接5V电源；所述RS2323通信部份提供系统与上位机的串口通信以及开关量/模拟量通信部份与XBEE无线通信模块的串口通信；所述RS485通信部份是采用SN75LBC184芯片，其中CON2端子外接PLC的485输出端子，实现PLC的485无线通信，并且RS485的控制引脚RE/DE与XBEE无线通信模块的控制引脚CTS脚相连接。

本实用新型中所述RS232通信部份是采用ADM3312芯片，其中的DB10端子通过串口线与上位机的串口连接，实现XBEE无线通信模块的配置及数据监控。

本实用新型中所述开关量/模拟量通信部份是采用8051单片机，其中S1端子用于外接PLC的输入端子，S2端子用于外接传感器，S3端子用于连接开关量，输入和输出均使用光电耦合进行电源隔离。

本实用新型结构简单，制造成本低；本实用新型中采用XBEE无线通信模块，可实现802.15.4无线通信，应用于工业自动化网络系统，无线传输，不受空间场地限制，使用极为方便，并可大大降低网络建设成本。

(四)附图说明：

图1是本实用新型的总电路结构原理图；

图2是本实用新型的电源及RS232部份的电路结构放大图；

图3是本实用新型的无线通信模块及485部份的电路结构放大图；

图4是本实用新型的开关量模拟量输入输出部份的电路结构放大图。

(五)具体实施方式：

参见附图，本实用新型包括有电源部份、RS232通信部份、RS485通信部份、开关量/模拟量通信部份以及XBEE无线通信模块，特别是：所述电源部份提供5V到3.3V直流电流的转换，并为系统提供5V和3.3V电源，其中配有CON4端子用于外接5V电源；所述RS232通信部份提供系统与上位机的串口通信以及开关量/模拟量通信部份与XBEE无线通信模块的串口通信；所述RS485通信部份是采用SN75LBC184芯片，其中CON2端子外接PLC的485输出端子，实现PLC的485无线通信，并且RS485的控制引脚RE/DE与XBEE无线通信模块的控制引脚CTS脚相连接。

所述RS232通信部份是采用ADM3312芯片，其中的DB10端子通过串口线与上位机的串口连接，实现XBEE无线通信模块的配置及数据监控。

所述开关量/模拟量通信部份是采用8051单片机，其中S1端子用于外接PLC的输入端子，S2端子用于外接传感器，S3端子用于连接开关量，输入和输出均使用光电耦合进行电源隔离。