[发明专利]一种基于Hart通信技术的发电机电量变送器

权利要求书

1.一种基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其特征在于，包括数字采样单元、电能脉冲输出单元、主控单元、FSK调制解调单元、电流环单元、数字通信单元、显示单元和电源单元；所述数字采样单元用于测量数据，所述电能脉冲输出单元与数字采样单元连接，该电能脉冲输出单元用于对数字采样单元的输出电能脉冲信号进行放大整形和光电隔离输出，所述FSK调制解调单元与主控单元连接，该FSK调制解调单元用于收发Hart协议的数据，所述电流环单元与主控单元、FSK调制解调单元连接，该电流环单元用于输出4-20mA电流，所述数字通信单元与主控单元连接，该数字通信单元用于收发RS485电气协议的数据，所述显示单元与主控单元连接。

2.如权利要求1所述的基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其特征在于，所述控制单元包括STM32单片机和存储器，所述STM32单片机的5脚、6脚连接有退耦电容，所述STM32单片机的IO口模拟出单总线协议用于驱动所述电流环单元输出4-20mA电流。

3.如权利要求1所述的基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其特征在于，所述数字采样单元包括三相计量芯片，以及与三相计量芯片连接的电流互感器和电压互感器，所述三相计量芯片与主控单元连接，所述三相计量芯片还与电能脉冲输出单元连接。

4.如权利要求1所述的基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其特征在于，所述FSK调制解调单元包括HART调制解调器芯片、隔离电源模块以及数字信号隔离器，所述HART调制解调器芯片通过数字信号隔离器与主控单元连接，所述HART调制解调器芯片还与电流环单元连接，所述HART调制解调器芯片与工作电源之间连接隔离电源模块。

5.如权利要求1所述的基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其特征在于，所述电流环单元包括电流环芯片U3、电源芯片U2和三极管Q1，所述电流环芯片U1的型号为DAC161P997，所述电源芯片U2的型号为TPS79801-Q1，外部的4～20mA信号输入正极连接电源芯片U2的输入端第8脚，所述电流环芯片U3的第16脚与三家管Q1的基极连接，外部的4-20mA信号输入负极与电流环芯片U3的第9脚连接，电流环芯片U3的第13脚串联有电容C10。

6.如权利要求3所述的基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其特征在于，所述电能脉冲输出单元包括光电耦合器U5和三极管Q2，三极管Q2的基极连接所述数字采样单元的三相计量芯片的第26脚，三极管Q2的发射极连接光电耦合器U5的输入端。

7.如权利要求1所述的基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其特征在于，所述数字通信单元包括型号为ISO3082的通信隔离芯片U10，通信隔离芯片U10的第1脚和第7、8脚分别连接接电源单元的正端和负端；通信隔离芯片U3的第3、4、5、6脚分连接控制单元的USART接口以及收发控制GPIO口；通信隔离芯片U3的第16脚和第9、10脚分别连接隔离电源的正端和负端；通信隔离芯片U3的第12、13脚为RS485接口的输出。

8.如权利要求1所述的基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其特征在于，所述显示单元包括OLED液晶模块和按键模块，所述OLED液晶模块采用SPI接口协议与控制单元连接，所述按键模块包括四个独立按键。