[实用新型]带充放电功能的工业总线协议转换器

说明书

本实用新型公开了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；外部电源经过升压电路升压后给电源模块的电池充电。本实用新型设计为多种不同波特率的设备能够通过本协议转换器与主设备进行数据的收发，且不但可以充当转换器，同时具有备用电源功能，能为回路设备提供供电保障。同时还具有环境光照度、位置监测等功能。

技术领域

本实用新型涉及工业数据通讯装置技术领域，具体涉及一种工业总线协议转换器。

背景技术

工业总线协议转换器是用于实现处于通信网上采用不同高层协议的主机能互相合作，完成各种分布式应用的接口转换器。协议转换器可实现多协议的数据处理与转发，以及多个设备之间的正常通讯，并进行协议转换，是用于工业控制领域、实现自动化控制的重要装置。然而，目前市面上的协议转换器大多存在以下问题，如电路结构设计不合理，多种不同波特率的设备不能通过协议转换器与主设备进行数据的收发，导致不同波特率之间不能正常通讯的缺陷。还有，协议转换器本身不具备用电源功能，不能为回路设备提供供电保障，不带12V的外接电源供电输出。另外，现有协议转换器还缺乏其它一些功能，如备用电源电量警告、环境光照度监测、位置差异监测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电路设计更合理、功能更多、可实现供电保障和保护等功能的工业总线协议转换器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：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；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。

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。

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。

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。

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。

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。