[实用新型]带充放电功能的工业总线协议转换器

权利要求书

1.一种带充放电功能的工业总线协议转换器，包括有主控模块、电源管理模块、通讯电路模块及接口模块，接口模块、电源管理模块及通讯电路模块分别连接主控模块，通过电源管理模块接入外部电源，其特征在于：所述接口模块包括有UART接口、I2C接口及GPIO接口，通讯电路模块采用UART通讯和RS485接口转发的方式；电源管理模块连接有具有充电电池的电源模块，电源模块连接有可升降压的稳压模块，外部电源通过二极管隔离后，形成单向输入后连接电源模块；当电池电量处于未饱和状态时，外部电源经过升压电路升压后给电源模块的电池充电，在外部电源发生掉电时，电源模块的电池电源通过稳压电路持续输出电压给主控模块及其它用电模块，起到UPS电源的功能。

2.根据权利要求1所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：所述主控模块的主控芯片U10采用芯片STM32F051，通过往主控芯片U10烧写固件，实现具体的控制逻辑；主控芯片U10的PA0脚通过数据总线连接有电池电量检测模块，电池电量检测模块连接所述电源模块。

3.根据权利要求2所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：所述电源模块具有电池保护电路，其控制芯片U1为TSSOP-16S-8254AAN芯片，该芯片内置有高精度电压检测电路和延迟电路，其通过SEL端子的切换，以实现对3节串联电池的过充保护、过充恢复、过放保护和过放恢复功能，在外部电源发生掉电时，电池电源经过电池保护电路并通过稳压电路持续输出电压给主控模块及其它用电模块；所述电源模块还包括有电池充电电路，电池充电电路采用ME4058芯片，其采用电流模式PWM降压型开关结构，外部输入的12V电源通过升压电路升压至18V后由电池充电电路对电源模块的锂电池进行充电；电池采用3节18650锂电池串联的结构，满电状态的电压为4.2*3＝12.6V，电量经过持续消耗后的截止电压为2.8*3＝8.4V。

4.根据权利要求3所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：电池电量检测模块通过主控芯片U10的adc采集通道实现对电池电量进行采集。

5.根据权利要求3所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：电源模块还设置有电源供电选择电路，其通过BS1205S-1WR2芯片来选择供电，实现主控直接由12V外部电源供电或者通过电池升压到12V供电；12V外部电源通过外部DC电源输入电路输入，电压单向输入后通过二极管隔离输出。

6.根据权利要求2所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：RS485通讯采用RS485光耦隔离通讯，其采用两个ELM452光耦和一个EL357NC光耦进行光耦隔离，采用的通讯芯片为MAX485，主控模块通过RS485光耦隔离通讯外接传感器设备。

7.根据权利要求2所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：主控芯片U10通过GPIO接口连接有IO输入模块和继电器输出模块，IO输入通过主控芯片U10的GPIO口实现，通过监测GPIO口的电平状态，输入为高电平则代表IO口有输入；继电器输出亦通过主控芯片U10的GPIO口实现，通过对GPIO口进行电平转换来控制继电器输出。

8.根据权利要求2所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：还设置有编程接口，其为程序烧录口，采用SW程序烧录方式，时钟信号由SWCLK脚输入主控芯片U10，数据信号从SWDIO管脚输入输出，操作Debug Access Port的寄存器，以实现对主控芯片U10的访问。

9.根据权利要求2所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：还包括有光敏模块，光敏模块通过I2C接口连接主控模块，主控芯片U10通过I2C接口读取光敏传感器内部存储寄存器的数据，然后经过数值转换得到光照强度值。

10.根据权利要求9所述的带充放电功能的工业总线协议转换器，其特征在于：还包括有三轴传感器模块，三轴传感器采用I2C接口连接主控模块，主控芯片U10通过I2C接口读取三轴传感器内部存储寄存器，以得到X，Y，Z三个维度的数值。