农业通用监控器模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种农业通用监控器模块，包括有电源模块、微控制器、CAN通信模块和RS485通信模块，电源模块的电压输出端连接微控制器，CAN通信模块包括有依次连接的CAN收发模块、电气隔离模块一，RS485通信模块包括有依次连接的RS485通信接口、电气隔离模块二，CAN通信模块和RS485通信模块分别通过电气隔离模块一、电气隔离模块二与微控制器进行双向通信连接。本实用新型的电源模块提供实现监控器自身各模块功能所需的电压及功率需求；CAN通信模块负责同客户端软件所在的计算机通信，可以上传温室的环境信息，也可以接收计算机下发的配置信息；RS485通信接口用来连接底输入输出模块，读取传感器数据。
【专利说明】农业通用监控器模块
【技术领域】
[0001]本实用新型主要涉及控制器领域，尤其涉及一种农业通用监控器模块。
【背景技术】
[0002]监控器是控制器的管理模块，具有现场总线通信和输入输出管理功能，负责与系统监控管理层的信息交互，以及输入输出控制。监控器与监控管理层的数据交互主要是通过现场总线通信任务实现，输入输出控制则是通过485通信管理任务实现。监控器作为485通信主站，按照设计的485通信协议管控输入输出模块，实现系统的输入采集和输出控制。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种农业通用监控器模块。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]农业通用监控器模块，其特征在于:包括有电源模块、微控制器、CAN通信模块和RS485通信模块，电源模块的电压输出端连接微控制器，CAN通信模块包括有依次连接的CAN收发模块、电气隔离模块一，RS485通信模块包括有依次连接的RS485通信接口、电气隔离模块二，CAN通信模块和RS485通信模块分别通过电气隔离模块一、电气隔离模块二与微控制器进行双向通信连接；CAN通信模块通过CAN收发模块与上位机通信连接，电源模块的电压输入端连接DC24V电源。
[0006]本实用新型的优点是:
[0007]本实用新型的电源模块提供实现监控器自身各模块功能所需的电压及功率需求；CAN通信模块负责同客户端软件所在的计算机通信，既可以上传温室的环境信息，也可以接收计算机下发的配置信息等；RS485通信接口用来连接底输入输出模块，读取传感器数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的结构示意图。
[0009]图2为电源模块原理图。
[0010]图3为MCU最小系统原理图。
[0011]图4为MCU工作外围电路原理图。
[0012]图5为CAN总线原理图。
[0013]图6为RS485总线原理图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，农业通用监控器模块，包括有电源模块1、微控制器2、CAN通信模块3和RS485通信模块4，电源模块I的电压输出端连接微控制器2，CAN通信模块3包括有依次连接的CAN收发模块3.1、电气隔离模块3.2，RS485通信模块4包括有依次连接的RS485通信接口 4.1、电气隔离模块4.2，CAN通信模块3和RS485通信模块4分别通过电气隔离模块3.2、电气隔离模块4.2与微控制器2进行双向通信连接；CAN通信模块3通过CAN收发模块3.1与上位机5通信连接，电源模块I的电压输入端连接DC24V电源6。
[0015]图2所示为监控器模块的电源电路。24V直流电压输入，经过用于电源反接保护的二极管1N4007后，经过额定电流为0.5A的可恢复保险丝，LM2595S-5.0将24V的输入电压转换为5V的输出电压，右侧的D302为电源指示灯，若电源芯片正常工作，LED亮。输出的5V经过B0505LS-1W隔离出一路5V的输出，用于给CAN和485总线供电，两端的电容用于稳压和去耦。隔离前的5V输出再经过NVC1117-3.3线性电源芯片转换为3.3V输出，用于给MCU供电,两边的电容用于稳压。
[0016]图3所示为本模块选用的主控芯片STM32F103RBT6微控制器，C103、C104、C105、C106、C107和C108为MCU所需的去耦电容。该芯片工作的必要外围电路搭建，包括启动模式配置端口、下载口、复位口和外部晶振，将在下面分别说明。
[0017]图4所示为STM32F103RBT6微控制器工作的必要外围电路。晶振电路用于给CPU以及它的实时时钟提供工作时钟，选用8M外部晶振，0SC_IN和0SC_0UT引脚直接与MCU的相应引脚相连，提供精确的时钟信号，使得MCU最高主频可达72M;拨码盘开关电路选用了 8路拨码开关，每路均连接了 IOK的上拉电阻，用户通过设置拨码开关，设置本机CAN模块地址；芯片的Β00Τ0引脚通过电阻接地，表示用户闪存存储器被选为启动区，即通过芯片自身的Flash启动；复位电路采用在MCU的NRST接口上加上拉电阻的方式，没有手动复位功能；调试接口采用SWD接口，只需4只引脚即可完成程序的下载和调试。
[0018]图5所示为CAN总线的相关电路。ADUM1201为数字光耦，可隔离2路信号，用于MCU (3.3V)和外部CAN设备(5V)的信号隔离，C205和C206均为去耦电容。SN65HVD230为CAN收发器，该芯片的RS引脚上接有一个电阻R208，用于控制CAN总线的输出脉冲的上升、下降沿的斜率，以降低总线的射频干扰，并联的两个20pF小电容C208和C209，可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射能力，并联的TVS防雷管D201和D202，用于当两输入端与地之间出现瞬变干扰时，通过防雷击管的放电可起到一定的保护作用，并联的120 Ω的终端电阻R211用以总线的阻抗匹配，可以避免信号反射。当该监控器是总线终端时，将跳线短路，否则跳线保持不被短路，串联的2个5.1 Ω电阻R209和R210用于当CANH和CANL短路时，也不会影响CAN总线上的其他设备通信。
[0019]图6所示为RS485总线的相关电路。ADuM1201为数字光耦，可隔离2路信号，用于MCU (3.3V)和外部RS485设备(5V)的信号隔离，C201、C202、C203、C204均为去耦电容。MAX485ESA为485总线收发器，该芯片的2、3脚为使能控制信号端，用于控制发送器与传输线的切断与连接。串联的2个20 Ω电阻R206和R207目的是防止485总线的A端和B端短路时，影响RS485总线上的其他设备通信，并联的TVS防雷管D203用于当两输入端与地之间出现瞬变干扰时，通过防雷击管的放电可起到一定的保护作用，并联的120Ω的终端电阻R204用以总线的阻抗匹配，可以避免信号反射。当该监控器是总线终端时，将跳线短路，否则跳线保持断开。该收发器的检测灵敏度为±200mV，当A端与B端相差在200mV以内的时候，输出为不确定，所以在A端与B端的输出上分别加了上拉与下拉电阻，当485主线无外设进行信息发送的时候，收发器的A端与B端呈现唯一的高电平，这样就避免了不确定的信号被接收。
【权利要求】
1.农业通用监控器模块，其特征在于:包括有电源模块、微控制器、CAN通信模块和RS485通信模块，电源模块的电压输出端连接微控制器，CAN通信模块包括有依次连接的CAN收发模块、电气隔离模块一，RS485通信模块包括有依次连接的RS485通信接口、电气隔离模块二，CAN通信模块和RS485通信模块分别通过电气隔离模块一、电气隔离模块二与微控制器进行双向通信连接；CAN通信模块通过CAN收发模块与上位机通信连接，电源模块的电压输入端连接DC24V电源。
【文档编号】G05B19/04GK203732908SQ201420093646
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】郭佳, 郭强 申请人:上海邦伯现代农业技术有限公司