[发明专利]一种RS485接口传感器的采集模块及其采集方法

权利要求书

1.一种RS485接口传感器的采集模块，其特征在于：它包括通信模块（1）、多串口微控制器模块（2）、隔离型RS485驱动器模块（3）、接口防护模块（4）、电源管理模块（5）、隔离电源模块（6）、电流采样监控模块（7）、数据存储模块（8）、电源分路模块（9）和RS485总线驱动器（10）；

所述多串口微控制器模块（2）分别与通信模块（1）、电流采样监控模块（7）、隔离型RS485驱动器模块（3）、数据存储模块（8）和RS485总线驱动器（10）连接；

所述通信模块（1）连接电源管理模块（5），电源管理模块（5）分别与电流采样监控模块（7）和隔离电源模块（6）连接；

隔离电源模块（6）与电源分路模块（9）连接，电源分路模块（9）与隔离型RS485驱动器模块（3）连接，隔离型RS485驱动器模块（3）与接口防护模块（4）连接。

2.根据权利要求1所述的RS485接口传感器的采集模块，其特征在于：RS485网络主机（13）通过RS485云智能采集模块（11）与RS485型传感器（12）连接；

云监控平台（15）通过通信模块（1）对RS485云智能采集模块（11）进行通信。

3.根据权利要求2所述的RS485接口传感器的采集模块，其特征在于：云监控平台（15）通过通讯基站（14）与RS485云智能采集模块（11）连接。

4.根据权利要求1所述的RS485接口传感器的采集模块，其特征在于：多串口微控制器（2）含有5个串口，使用其中1个串口作为与RS485总线测通信的主串口即连接RS485总线驱动器（10），其他4个串口作为扩展通信接口与外部隔离型RS485驱动模块（3）连接。

5.一种RS485接口传感器的采集模块的采集方法，其特征在于：

通信模块（1）通过CMOS电平串口与多串口微控制器进行通信，将数据RS485云智能采集模块的工作状态发送给监控平台，同时通过监控平台主动发送控制命令、诊断信息查询命令、系统升级命令对RS485云智能采集模块进行远程监控和控制；

多串口微控制器模块（2）具有多个串口的微控制器，同时采用多串口微控制器的好处是可以灵活进行系统升级和配置，而且针对RS485云智能采集模块挂载的不同协议类型的RS485接口传感器，进行协议转换，统一通信规约，减少协议冲突，间接提高网络的可靠性；

隔离型RS485驱动器模块（3）采用集成型隔离模块；

接口防护模块（4）是RS485接口和对外供电接口的抗浪涌保护，其中RS485信号为差分信号，采用差分型抗浪涌保护，对外电源采用单端的抗浪涌保护，两个接口抗浪涌保护都采用二级防护电路，第一级采用GDT经过退耦器件后第二级采用TVS管；

电源管理模块（5）负责给通信模块、多串口MCU、隔离电源和模拟电路提供能量，将外部提供的一次电源变换成系统所需要的二次电源；

隔离电源模块（6）对外提供给RS485型传感器的电源；

电流采样监控模块（7）对外部RS485型传感器负载的电流消耗情况进行实时监控，当发生异常时，RS485云智能采集模块能通过电流采样监控模块内部的模数转换器进行数据转换，并通过微控制器进行识别并转换成故障诊断消息发送给通信模块；

数据存储模块（8）是将RS485型传感器测量到的数据除了往RS485总线上发送外，同时RS485云智能采集模块（11）也做一个同步备份，以避免在极端情况下，RS485云智能采集模块也可根据系统配置的容错机制自动定时采集，临时替代RS485网络主机（13）的作用，待RS485总线恢复正常后，再将数据存储模块内的数据逐条发送给RS485总线上的主机，同时RS485云智能采集模块也将RS485总线异常故障上报给云监控平台；

电源分路模块（9）用于将隔离电源模块（6）提供的电源分成多路提供给外部RS485型传感器，每一路采用单独的自恢复保险丝和取样电阻，这样当外部线路发生故障时，故障线路不会影响其他线路的供电，同时该方法也能减少电源模块，减小成本和体积；

RS485总线驱动器（10）负责RS485总线侧RS485信号驱动，主要是接收来自于RS485网络主机（13）的命令和负责返回被采集RS485型传感器的数据包；

RS485网络主机（13）主要负责发送数据采集命令帧和接收来自于传感器返回的数据包；

云监控平台（15）主要作用是实时收集RS485云智能采集模块上报的诊断信息和RS485云智能采集模块的运行状态参数，同时当RS485云智能采集模块需要功能升级时，通过云监控平台下发升级固件，实现OTA空中远程在线升级，实现RS485云智能采集模块的智能化。