[实用新型]基于双机热备系统的RTU

说明书

技术领域

本实用新型涉及远程终端控制系统领域，具体为一种基于双机热备系统的RTU。 

背景技术

我国是一个山洪灾害频繁发生的国家，山洪发生大部分是以泥石流，山体滑坡的形式出现，一旦发生就会带来严重的影响。目前人工观测的方式耗费大量的人力资源、且可靠性和实时性不高。所以需要建立高可靠的山洪预警系统，而RTU是其核心组成部分，RTU(Remote Tenninal Unit)全称为远程终端控制系统，主要用于对信号、工业设备的监测和控制。RTU能自动实现水文(水情、雨量)数据的采集、存储、显示、设置、处理和数据通信。对于山洪预警系统，我们需要设计一个可以实时测量雨量和水位的RTU。RTU工作现场的环境恶劣，现场环境中不乏电机、大型电源控制柜、镇流器等强设备，存在着各种各样的强电磁干扰，雷击现象的出现也难以避免，这些情况容易形成浪涌并通过接口注入RTU内部，破坏RTU电路。同时由于单机系统的容错能力较差可靠性不高。同时三模冗余系统和双模冗余系统的复杂度大，成本较高，所以比较应该采用双机热备系统。 

在传统的数据采集中，需要人工进行水位和雨量的采集，而需要采集的数据非常的多。如果沿用人工方式进行采集数据，则采集速度慢，采集的数据的精准度不好，工作效率不高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于双机热备系统的RTU，以解决现有技术存在的问题。 

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为： 

基于双机热备系统的RTU，其特征在于：包括分别由单片机最小系统构成的主机、备机，所述主机接有两个SPI接口，其中一个SPI接口作为切换接口接入备机，由主机、备机构成双机热备系统，另一个SPI接口作为外部扩展IO口，所述主机接入有三线雨量计电路、DI输入电路、两路4-20mA信号输入电路，所述主机上接出有一个二选一串口、一个三选一串口，其中二选一串口非隔离接 入有两路MAX232接口，三选一串口隔离接入有两个MAX232接口和一个RS485接口，所述主机上接入三路报警继电器，主机上还接入有可控供电单元和大容量的存储器MRAM。 

所述的基于双机热备系统的RTU，其特征在于：所述4-20mA信号输入电路包括型号为HCNR201的线性光耦Ud2，线性光耦Ud2的引脚1通过电阻Rd4接入一个三极管Q1的发射极，线性光耦Ud2的引脚2通过相互并联的电容C2、5.1V稳压管Dd1接入三极管Q1的集电极，线性光耦Ud2的引脚3接入三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极与一个型号为LM158的单电源运放Ud1A的输出端连接，单电源运放Ud1A的输出端通过电容C1与单电源运放Ud1A的反相输入端连接，单电源运放Ud1A的同相输入端与线性光耦Ud2的引脚4连接，单电源运放Ud1A的负电源端与三极管Q1的集电极连接，单电源运放Ud1A的同相输入端还通过依次串接的电阻Rd1、电阻Rd3、电阻Rd2与线性光耦Ud2的反相输入端连接，电阻Rd3、电阻Rd2之间通过导线与单电源运放Ud1A的负电源端连接，还包括有两脚的连接器Jd1，连接器Jd1的一个引脚与单电源运放Ud1A的正电源端连接，单电源运放Ud1A的另一个引脚通过导线接入电阻Rd1、电阻Rd3之间，线性光耦Ud2的引脚5接入另一个型号为LM158的单电源运放Ud3A的同相输入端，线性光耦Ud2的引脚6接入单电源运放Ud3A的反相输入端，线性光耦Ud2的引脚5、单电源运放Ud3A的负电源端分别接地，单电源运放Ud3A的正电源端接入5V电压，单电源运放Ud3A的输出端输出电压AD1至主机的单片机，且单电源运放Ud3A的输出端还通过相互并联的电阻Rd5、电容C3与线性光耦Ud2的引脚6连接。 

所述的基于双机热备系统的RTU，其特征在于：三线雨量计电路包括三个安装在室外的开关S3、S4、S5，其中开关S3一端与开关S4一端之间接入开关S1，开关S4连接开关S1的一端与开关S5的一端之间接入开关S2，开关S3另一端通过依次串接的电阻R1、电阻R4接入主机单片机，开关S4另一端接地，开关S5另一端通过依次串接的电阻R2、电阻R5接入主机单片机，电阻R1、电阻R4之间接相互并联的二极管D1、电阻R3，将并联的二极管D1、电阻R3的另一端接5V电压，电阻R1、电阻R4之间还接入一个二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接入开关S4接地的一端，电阻R2、电阻R5之间接相互并联的二 极管D4、电阻R6，将并联的二极管D2、电阻R6的另一端接5V电压，电阻R2、电阻R5之间还接入一个二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接入开关S4接地的一端。