專利名稱：二線供電多組測(cè)控信息雙向傳輸方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種有線測(cè)控信息傳輸方法及裝置，適用于長(zhǎng)連線、大面積、多組位測(cè)量控制場(chǎng)合，如大型倉(cāng)庫(kù)的測(cè)控系統(tǒng)、住宅小區(qū)的抄表系統(tǒng)等。
背景技術(shù)：
目前已有的方法和裝置是按照有關(guān)通訊協(xié)議，由主機(jī)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)分機(jī)經(jīng)傳輸線連接，然后每臺(tái)分機(jī)再掛接多個(gè)測(cè)量器件(數(shù)量一般不超過(guò)128個(gè)，距離一般不超過(guò)100米)。其缺點(diǎn)是必須為每臺(tái)分機(jī)配備單獨(dú)的工作電源，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝費(fèi)事、技術(shù)要求高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種二線供電多組測(cè)控信息雙向傳輸方法及裝置，以做到除主機(jī)外不需配備其他電源，主機(jī)能直接與多個(gè)測(cè)控單元連接，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝便捷，技術(shù)要求不高。
本發(fā)明方法如下由計(jì)算機(jī)和主收發(fā)器組成主機(jī)，由一個(gè)微處理器和微處理器外圍電路組成一個(gè)測(cè)控單元，主機(jī)通過(guò)兩根傳輸線直接與多個(gè)測(cè)控單元連接，主收發(fā)器將計(jì)算機(jī)串口收、發(fā)、地三線變換成二線，擔(dān)負(fù)所有在線測(cè)控單元的供電及雙向信息傳輸，即主收發(fā)器向測(cè)控單元輸出數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)并將測(cè)控單元送來(lái)的電流信變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出給計(jì)算機(jī)，主機(jī)以電壓變化方式發(fā)送指令到兩根傳輸線上，當(dāng)測(cè)控單元接到主機(jī)發(fā)出的指令后，核對(duì)自身地址，并按指令要求做測(cè)量、控制及數(shù)據(jù)發(fā)送工作，工作結(jié)果以電流變化方式將數(shù)據(jù)傳遞到主機(jī)，傳輸線電壓變化期間，由測(cè)控單元中的儲(chǔ)能電容維持測(cè)控單元處于工作狀態(tài)。
本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)如下1、整個(gè)裝置包括有一臺(tái)主機(jī)1，與主機(jī)1連接的兩根傳輸導(dǎo)線2和3，1～10000個(gè)并聯(lián)于傳輸導(dǎo)線2和3上的測(cè)控單元4，2、主機(jī)1含有一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)和與該計(jì)算機(jī)連接的主收發(fā)器，而每個(gè)測(cè)控單元4含有一個(gè)微處理器和與其連接的微處理器外圍電路，3、主收發(fā)器含有一個(gè)能順向(即由主機(jī)朝向測(cè)控單元的方向)輸出數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)并能將逆向(即由測(cè)控單元朝向主機(jī)的方向)輸入的電流信變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出給計(jì)算機(jī)的電路，主收發(fā)器的順向輸入端口RD經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后與計(jì)算機(jī)串行通訊接口的數(shù)據(jù)發(fā)送端連接，主收發(fā)器的順向輸出端口WR經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后與計(jì)算機(jī)串行通訊接口的數(shù)據(jù)接收端連接，主收發(fā)器的順向輸入端口GND為公共地線、與計(jì)算機(jī)串行通訊接口的接地端連接，而主收發(fā)器的I/O1端口(即順向輸出逆向輸入端口1)與傳輸導(dǎo)線2連接，主收發(fā)器的I/O2端口(即順向輸出逆向輸入端口2)為公共地線GND、與傳輸導(dǎo)線3連接，4、微處理器外圍電路由整流穩(wěn)壓電路、順向數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)撿拾電路和逆向電壓—電流變換電路組成，整流穩(wěn)壓電路的兩輸入端分別與傳輸導(dǎo)線2和3連接，整流穩(wěn)壓電路的兩輸出端并聯(lián)有儲(chǔ)能電容并與微處理器的電源輸入端連接，順向數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)撿拾電路的輸入端與整流電路的輸出端連接、而輸出端與微處理器的RD端口(即數(shù)據(jù)接收端口)連接，電壓—電流變換電路的輸入端與微處理器的WR端口(即數(shù)據(jù)發(fā)送端口)連接、而輸出端與整流電路的輸出端連接。
本發(fā)明裝置使用時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要將各測(cè)控單元與相應(yīng)的傳感元件(如溫度、濕度、紅外、氣敏等探頭)，執(zhí)行電路(如光電耦合驅(qū)動(dòng)電路、繼電器電路控制電路等)連接。傳輸導(dǎo)線2和3最好為一根單芯屏蔽線(屏蔽層作為接地端)。
本發(fā)明裝置實(shí)現(xiàn)了二線供電、雙向信息傳輸。主收發(fā)器通過(guò)兩根傳輸線為多個(gè)測(cè)控單元提供電源，測(cè)控單元中的微處理器運(yùn)行在低功耗狀態(tài)下，單個(gè)測(cè)控單元的工作電流為40μA；以10000個(gè)測(cè)控單元計(jì)算，總線靜態(tài)工作電流小于500mA。
主收發(fā)器電路將計(jì)算機(jī)串口收、發(fā)、地三線變換成二線，擔(dān)負(fù)所有在線測(cè)控單元的供電及雙向信息傳輸，通訊距離大于2000米、可掛接測(cè)控單元的總數(shù)可高達(dá)10000只，測(cè)控單元可按不同的編程用于測(cè)量、控制等用途。
測(cè)控單元進(jìn)入測(cè)量或控制狀態(tài)后，按自身地址號(hào)順序分時(shí)工作，主機(jī)以電壓變化方式(速率大于1200bps)順向發(fā)送指令到兩根傳輸線上，測(cè)控單元接到指令后做相應(yīng)工作，傳輸線電壓變化期間，測(cè)控單元中的儲(chǔ)能電容維持測(cè)控單元處于工作狀態(tài)，當(dāng)測(cè)控單元接到主機(jī)發(fā)出的指令后，核對(duì)自身地址，并按指令要求做測(cè)量、控制及數(shù)據(jù)發(fā)送等工作，工作結(jié)果以電流變化方式(速率大于1200bps)逆向?qū)?shù)據(jù)傳遞到主機(jī)。
主機(jī)的工作原理1.主機(jī)命令發(fā)送主機(jī)中的計(jì)算機(jī)命令經(jīng)串行通訊接口的數(shù)據(jù)發(fā)送端輸出，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后由主收發(fā)器RD口輸入，在主收發(fā)器的I/O1端口生成順向數(shù)據(jù)脈沖，發(fā)送到與測(cè)控單元相連的兩根傳輸線上。
2.主機(jī)數(shù)據(jù)接收由測(cè)控單元逆向傳來(lái)的數(shù)據(jù)電流，由主收發(fā)器的I/O2端口輸入，經(jīng)主收發(fā)器變換成電壓數(shù)據(jù)，由WR口經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后傳送到計(jì)算機(jī)串行通訊接口的數(shù)據(jù)接收端。
測(cè)控單元的工作原理1.供電與主機(jī)相連的兩根傳輸線，為所有在線測(cè)控單元提供工作電源。
2.信號(hào)接收主機(jī)發(fā)送來(lái)的順向數(shù)據(jù)脈沖經(jīng)檢拾，傳送到微處理器RD端口，微處理器接收命令后作出相應(yīng)的處理。
3.信號(hào)發(fā)送微處理器完成指定的任務(wù)后，如接收到主機(jī)發(fā)來(lái)的調(diào)用數(shù)據(jù)命令，微處理器WR端口發(fā)出數(shù)據(jù)，并變換成逆向電流信號(hào)發(fā)送到與主機(jī)連接的兩根傳輸線上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主機(jī)與多個(gè)測(cè)控單元經(jīng)兩根傳輸線無(wú)極性直接連接，除主機(jī)外不需配備其他電源，安裝簡(jiǎn)單便捷、調(diào)試維護(hù)容易，傳輸線工作電壓低電流小、安全性能好，系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、性價(jià)比高、用途范圍廣、適用于長(zhǎng)連線、大面積、多組位測(cè)量、控制的場(chǎng)合。


圖1為本發(fā)明裝置的電原理框圖。
圖2為實(shí)施例的電原理圖。
具體實(shí)施例方式見(jiàn)圖2所說(shuō)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖2中虛線框5內(nèi)的電路即主收發(fā)器。主收發(fā)器電路由一個(gè)常規(guī)共集(射極跟隨)電路、一個(gè)共射電路組成。常規(guī)共集(射極跟隨)電路由晶體三極管BG2接成，共射電路由晶體三極管BG1接成。BG2的基極接主收發(fā)器的順向輸入端口RD，該端口經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后與計(jì)算機(jī)串行通訊接口的數(shù)據(jù)發(fā)送端連接。電流撿拾電阻R跨接于BG1的基極回路中。當(dāng)R的電流發(fā)生變化時(shí)，BG1的基極回路電壓隨之發(fā)生變化，在BG1的集電極上產(chǎn)生電壓變化，WR端口經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后與計(jì)算機(jī)串行通訊接口的數(shù)據(jù)接收端連接。
圖2中4為測(cè)控單元，其中的微處理器外圍電路包含整流電路B1，由BG3、R5、Z1組成的穩(wěn)壓電路、儲(chǔ)能電容C1、由R6和R7組成的順向數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)撿拾電路，由BG4、R8組成的逆向電壓—電流變換電路。
在圖2中，BG1～BG4均為晶體三極管，R1～R8為電阻，Z1為穩(wěn)壓二極管。測(cè)控單元中的微處理器CPU為低功耗單片機(jī)。
給出的實(shí)施例電路中，也可采用相反極性的晶體三極管器件及供電電源，達(dá)到相同的功能。
實(shí)施例電路雖然使用的是分離器件，但也可使用復(fù)合器件或相應(yīng)的集成電路構(gòu)成相同功能的電路。
以上實(shí)施例裝置已成功應(yīng)用于″倉(cāng)儲(chǔ)二線智能模塊測(cè)溫系統(tǒng)″之中。該測(cè)溫系統(tǒng)已在多家糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)實(shí)際應(yīng)用，效果優(yōu)良。
以上實(shí)施例僅為了對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，而本發(fā)明的范圍不受所舉實(shí)施例的局限。
權(quán)利要求
1.一種二線供電多組測(cè)控信息雙向傳輸方法，其特征是由計(jì)算機(jī)和主收發(fā)器組成主機(jī)，由一個(gè)微處理器和微處理器外圍電路組成一個(gè)測(cè)控單元，主機(jī)通過(guò)兩根傳輸線直接與多個(gè)測(cè)控單元連接，主收發(fā)器將計(jì)算機(jī)串口收、發(fā)、地三線變換成二線，擔(dān)負(fù)所有在線測(cè)控單元的供電及雙向信息傳輸，即主收發(fā)器向測(cè)控單元輸出數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)并將測(cè)控單元送來(lái)的電流信變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出給計(jì)算機(jī)，主機(jī)以電壓變化方式發(fā)送指令到兩根傳輸線上，當(dāng)測(cè)控單元接到主機(jī)發(fā)出的指令后，核對(duì)自身地址，并按指令要求做測(cè)量、控制及數(shù)據(jù)發(fā)送工作，工作結(jié)果以電流變化方式將數(shù)據(jù)傳遞到主機(jī)，傳輸線電壓變化期間，由測(cè)控單元中的儲(chǔ)能電容維持測(cè)控單元處于工作狀態(tài)。
2.一種二線供電多組測(cè)控信息雙向傳輸裝置，其特征是A、整個(gè)裝置包括有一臺(tái)主機(jī)(1)，與主機(jī)(1)連接的兩根傳輸導(dǎo)線(2)和(3)，1～10000個(gè)并聯(lián)于傳輸導(dǎo)線(2)和(3)上的測(cè)控單元(4)，B、主機(jī)(1)含有一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)和與該計(jì)算機(jī)連接的主收發(fā)器，而每個(gè)測(cè)控單元(4)含有一個(gè)微處理器和與其連接的微處理器外圍電路，C、主收發(fā)器含有一個(gè)能順向輸出數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)并能將逆向輸入的電流信變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出給計(jì)算機(jī)的電路，主收發(fā)器的順向輸入端口RD經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后與計(jì)算機(jī)串行通訊接口的數(shù)據(jù)發(fā)送端連接，主收發(fā)器的順向輸出端口WR經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后與計(jì)算機(jī)串行通訊接口的數(shù)據(jù)接收端連接，主收發(fā)器的順向輸入端口GND為公共地線、與計(jì)算機(jī)串行通訊接口的接地端連接，而主收發(fā)器的I/O1端口與傳輸導(dǎo)線(2)連接，主收發(fā)器的I/O2端口為公共地線GND、與傳輸導(dǎo)線(3)連接，D、微處理器外圍電路由整流穩(wěn)壓電路、順向數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)撿拾電路和逆向電壓一電流變換電路組成，整流穩(wěn)壓電路的兩輸入端分別與傳輸導(dǎo)線(2)和(3)連接，整流穩(wěn)壓電路的兩輸出端并聯(lián)有儲(chǔ)能電容并與微處理器的電源輸入端連接，順向數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)撿拾電路的輸入端與整流電路的輸出端連接、而輸出端與微處理器的RD端口連接，電壓—電流變換電路的輸入端與微處理器的WR端口連接、而輸出端與整流電路的輸出端連接。
3.如權(quán)利要求2所說(shuō)的二線供電多組測(cè)控信息雙向傳輸裝置，其特征是主收發(fā)器電路由一個(gè)常規(guī)共集電路、一個(gè)共射電路組成。
4.如權(quán)利要求3所說(shuō)的二線供電多組測(cè)控信息雙向傳輸裝置，其特征是常規(guī)共集電路由晶體三極管BG2接成，共射電路由晶體三極管BG1接成，BG2的基極接主收發(fā)器的順向輸入端口RD，電流撿拾電阻R跨接于BG1的基極回路中。
全文摘要
本發(fā)明為一種有線測(cè)控信息傳輸方法及裝置。主機(jī)通過(guò)兩根傳輸線直接與多個(gè)測(cè)控單元連接,主收發(fā)器將計(jì)算機(jī)串口收、發(fā)、地三線變換成二線,擔(dān)負(fù)所有在線測(cè)控單元的供電及雙向信息傳輸,即主收發(fā)器向測(cè)控單元輸出數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)并將測(cè)控單元送來(lái)的電流信變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出給計(jì)算機(jī)。主機(jī)以電壓變化方式發(fā)送指令到兩根傳輸線上,測(cè)控單元接到指令后做相應(yīng)工作。當(dāng)測(cè)控單元接到主機(jī)發(fā)出的指令后,核對(duì)自身地址,并按指令要求做測(cè)量、控制及數(shù)據(jù)發(fā)送工作,工作結(jié)果以電流變化方式將數(shù)據(jù)傳遞到主機(jī)。優(yōu)點(diǎn):主機(jī)與測(cè)控單元經(jīng)傳輸線無(wú)極性直接連接,測(cè)控單元不需電源,安裝簡(jiǎn)單便捷、調(diào)試維護(hù)容易,安全簡(jiǎn)單、適用于需長(zhǎng)連線大面積多組位測(cè)量、控制的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G06F13/00GK1360263SQ0210211
公開(kāi)日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2002年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月10日
發(fā)明者付加強(qiáng) 申請(qǐng)人:昆明市糧油儲(chǔ)運(yùn)公司