專利名稱：多接口的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)通信集中器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)采集通信裝置，具體來(lái)說(shuō)是用于氣象站收集氣象數(shù)據(jù)的多接口智能式數(shù)據(jù)通訊設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前自動(dòng)氣象站所監(jiān)視的各種氣象要素通過(guò)數(shù)據(jù)采集器匯集后，使用RS232串行通信接口，通過(guò)1根RS232銅纜傳到業(yè)務(wù)中心。其通信連接原理如圖1所示。這種串行通信方式，存在以下問(wèn)題傳輸速率低；傳輸距離短；通過(guò)通信電纜的雷擊事故頻繁發(fā)生。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種傳輸速率快、傳輸距離遠(yuǎn)、安全性高、接口功能齊全的多接口的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)通信集中器。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多接口的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)通信集中器，包括微處理器芯片，微處理芯片為ARM芯片；ARM芯片上的四個(gè)UART接口中，UARTO和UARTl 分別外接一個(gè)RS232電平轉(zhuǎn)換芯片，對(duì)外形成兩個(gè)RS232總線接口，該兩個(gè)RS232總線接口上再各自外接一個(gè)RS232光M0DEN，以便通過(guò)RS232光通路與業(yè)務(wù)中心的工作終端連接， UART2和UART3分別外接一個(gè)RS485芯片，對(duì)外形成兩個(gè)RS485總線接口，作為自動(dòng)氣象站中數(shù)據(jù)收集設(shè)備的預(yù)留RS485通信接口 ；ARM芯片上設(shè)有兩個(gè)CAN控制器，分別外接高速光耦6N137以及CAN總線收發(fā)器 PCA82C250，作為自動(dòng)氣象站中數(shù)據(jù)收集設(shè)備的預(yù)留CAN總線接口 ；ARM芯片上的I/O管腳對(duì)接4路I/O 口，作為自動(dòng)氣象站中開(kāi)關(guān)量的直接采集和輸出控制。上述ARM芯片上的以太網(wǎng)MAC層接口外接物理層接口芯片DM19161形成完整的網(wǎng)卡，再外接一個(gè)以太網(wǎng)光交換芯片，用作通過(guò)光以太網(wǎng)與業(yè)務(wù)中心的數(shù)據(jù)終端連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本新型的有益效果是1、本方案中UART接口連接光轉(zhuǎn)換器，通過(guò)光纜來(lái)傳輸信號(hào)，與業(yè)務(wù)中心PC機(jī)之間的信號(hào)傳輸以光信號(hào)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而，傳輸速率更高，傳輸距離更遠(yuǎn)，同時(shí)安全性能更高， 解決了現(xiàn)有通信電纜發(fā)生雷擊事故的弊病。2、本裝置的通信接口除了 RS232外還有如RS485、CAN等通信接口，可以與具有 RS485接口或CAN接口的氣象觀測(cè)設(shè)備連接，集中解決防雷問(wèn)題。本實(shí)用新型可采用100M光纖以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，為自動(dòng)站采集設(shè)備提高采集密度提供了充足的條件。所述采集器既能適應(yīng)目前RS232通信需求，又能滿足RS485、CAN和以太網(wǎng)等通信接口需求，從而完成自動(dòng)氣象站升級(jí)、改造的需要。

圖1是現(xiàn)有自動(dòng)氣象站電纜RS232異步串行通信連接示意圖。[0013]圖2是本數(shù)據(jù)通信集中器結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本數(shù)據(jù) 通信集中器的光纜異步串行通信和光纖以太網(wǎng)通信連接原理圖。
具體實(shí)施方式
圖2示出，在ARM芯片上設(shè)有以太網(wǎng)MAC層接口，在ARM芯片的外部增加一塊物理層接口芯片DM9161形成完整的網(wǎng)卡，再外接一個(gè)以太網(wǎng)光交換模塊(即以太網(wǎng)光交換芯片) 與DM9161相連。本集中器可通過(guò)光以太網(wǎng)與業(yè)務(wù)中心數(shù)據(jù)終端連接(100M的光通路)。ARM 芯片上設(shè)有 UARTO、UART1、UART2、UART3 四個(gè) UART 接口。UARTO,UARTl外接一個(gè)RS232電平轉(zhuǎn)換芯片，對(duì)外形成兩個(gè)RS232總線接口，再外接一個(gè)RS232光M0DEN。本集中器通過(guò)RS232光通路與業(yè)務(wù)中心的工作終端連接。UART2、UART3外接RS485芯片，對(duì)外形成兩個(gè)RS485總線接口，本采集器可為將來(lái)自動(dòng)氣象測(cè)場(chǎng)中的數(shù)據(jù)收集設(shè)備預(yù)留RS485通信接口。ARM芯片上設(shè)有兩CAN控制器，通過(guò)外接高速光耦6N137與CAN總線收發(fā)器 PCA82C250，可為將來(lái)自動(dòng)氣象測(cè)場(chǎng)中的數(shù)據(jù)收集設(shè)備預(yù)留CAN總線接口。通過(guò)ARM芯片上的I/O管腳，對(duì)外接供4路1/0，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象測(cè)場(chǎng)中某些開(kāi)關(guān)量(即模擬量)直接采集和對(duì)外的輸出控制。ARM芯片上設(shè)有4個(gè)UART接口，4個(gè)I/O接口以及2個(gè)A/D數(shù)據(jù)采集口。ARM芯片上設(shè)有以太網(wǎng)MAC層接口，與外接物理層接口芯片DM9161形成完整的網(wǎng)卡。ARM芯片上設(shè)有CAN控制器，與外接CAN總線收發(fā)器PCA82C250就形成了 CAN總路線接口，為了增強(qiáng)CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，ARM芯片上的CAN控制器輸出TX和RX不能直接與PCA82C250的TX和RX相連，而是通過(guò)高速光耦6附37后與ARM芯片相連，這樣就實(shí)現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。數(shù)據(jù)通信集中器的異步串行通信接口具有三種電氣形式，RS232和RS485都是與氣象觀測(cè)設(shè)備連接，而光纖串行口則是與服務(wù)中心連接。
權(quán)利要求1.一種多接口的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)通信集中器，包括微處理器芯片，其特征是所述微處理芯片為ARM芯片；ARM芯片上的四個(gè)UART接口中，UARTO和UARTl分別外接一個(gè)RS232 電平轉(zhuǎn)換芯片，對(duì)外形成兩個(gè)RS232總線接口，該兩個(gè)RS232總線接口上再各自外接一個(gè) RS232光M0DEN，以便通過(guò)RS232光通路與業(yè)務(wù)中心的工作終端連接，UART2和UART3分別外接一個(gè)RS485芯片，對(duì)外形成兩個(gè)RS485總線接口，作為自動(dòng)氣象站中數(shù)據(jù)收集設(shè)備的預(yù)留RS485通信接口 ；ARM芯片上設(shè)有兩個(gè)CAN控制器，分別外接高速光耦6N137以及CAN總線收發(fā)器 PCA82C250，作為自動(dòng)氣象站中數(shù)據(jù)收集設(shè)備的預(yù)留CAN總線接口 ；ARM芯片上的I/O管腳對(duì)接4路I/O 口，作為自動(dòng)氣象站中開(kāi)關(guān)量的直接采集和輸出控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多接口的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)通信集中器，其特征是所述ARM 芯片上的以太網(wǎng)MAC層接口外接物理層接口芯片DM19161形成完整的網(wǎng)卡，再外接一個(gè)以太網(wǎng)光交換芯片，用作通過(guò)光以太網(wǎng)與業(yè)務(wù)中心的數(shù)據(jù)終端連接。
專利摘要一種多接口的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)通信集中器，ARM芯片上的兩個(gè)UART接口分別順次外接一個(gè)RS232電平轉(zhuǎn)換芯片和一個(gè)RS232光MODEN，以便通過(guò)RS232光通路與業(yè)務(wù)中心的工作終端連接，另外兩個(gè)UART接口分別外接一個(gè)RS485芯片對(duì)外形成兩個(gè)RS485總線接口，作為自動(dòng)氣象站中數(shù)據(jù)收集設(shè)備的RS485通信接口；ARM芯片上的兩個(gè)CAN控制器分別外接高速光耦6N137以及CAN總線收發(fā)器而作為數(shù)據(jù)收集設(shè)備的CAN總線接口；ARM芯片上的I/O管腳外接4路I/O口，作為自動(dòng)氣象站中開(kāi)關(guān)量的采集和輸出控制。本新型具有傳輸速率快、傳輸距離遠(yuǎn)、安全性能好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK201976131SQ201120088270
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者馮正全, 葉麗君, 張 杰, 彭濱, 文斌, 李玲, 楊東, 賀南, 鄭麗英, 鄭郁正 申請(qǐng)人:成都市氣象局