一种具有多功能通信的数采转换传输模块的制作方法

本实用新型涉及智能控制技术领域，具体为一种具有多功能通信的数采转换传输模块。

背景技术：

随着社会的不断进步，我国基础电子行业也在不断进行产业升级，目前企业产能持续提高、设备越来越先进，需要进行数据的采集传输处理，各种简易数据转换的功能模块应运而生。传统串口设备，如rs485/rs232设备及接口已经被广泛应用于企业日常生产中。然而，典型的工业自动化领域，经常需要实现几百米到几公里的远距离的监测，如果要实现工业现场控制信号的无线化，就会面临这样的问题：距离太远，数据太分散，其信息传输及组网由于受布线限制，经常会出现线路损坏、布线困难不易实施等问题。

在物联网技术出现之前，工业应用场景的信息传输及组网暂无有效的组网方法，虽有无线网络构建方法的提出，但并无相对应的设备及方法以解决问题。但是，物联网技术出现之后，lora技术由于其属于长距离通信技术，提供了一个解决上述问题的方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有多功能通信的数采转换传输模块，以解决上述背景技术中提出距离太远，数据太分散，其信息传输及组网由于受布线限制，经常会出现线路损坏、布线困难不易实施等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有多功能通信的数采转换传输模块，包括多功能采集与传输模块，其特征在于：所述多功能采集与传输模块的单向输入端分别连接有4-20ma电流信号输入接口和开关量输入接口，所述多功能采集与传输模块的单向输出端连接有开关量输出接口，所述多功能采集与传输模块的双向输出端分别连接有rs232接口、rs485接口和lora射频芯片。

优选的，所述多功能采集与传输模块包括sd卡座和rtc电池座，所述多功能采集与传输模块分别与sd卡座和rtc电池座相连接。

优选的，所述多功能采集与传输模块的双向输出端连接有外部flash。

优选的，所述的一种具有多功能通信的数采转换传输模块，其特征在于：所述多功能采集与传输模块通过api接口分别与4-20ma电流信号输入接口和开关量输入接口实现数据传入。

优选的，所述多功能采集与传输模块通过api接口与开关量输出接口实现数据传输。

优选的，所述多功能采集与传输模块通过api接口分别与rs232接口、rs485接口和lora射频芯片实现数据交互。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型专利实现了4-20ma多通道ad采集、4路开关量输入、4路开关量输出，lora转rs485，rs485转lora为设备的运行维护提供了有效实施的数据支持；实现了rs485modbus配置参数为使用设备提供多种配置参数选择；自带的外部flash和sd卡为设备存储大量数据；rtc实时时钟为设备工作实时分析记录提供了实时有效可靠的大数据支持；可满足用户的开发使用。

本实用新型的多通道采集电流信号，将4-20ma电流信号转换为无线信号或rs485信号；无线信号与rs485的相互转换，实现点对点数据互传；外部电路的通断状态判断，与开关控制；采集实时数据的存储与读取。

工厂检测的数据传输，更加追求传输的稳定性和高效率，rs485与lora的相互转换，解决有线传输只能短距离传输，无线通讯在密闭环境信号质量差的问题；采用弱电压控制强电压，本实用新型提供了4路开关量输入，4路开关量输出，可对多个仪器设备进行控制，操作简单，更加安全可靠；实时记录历史数据是人们一直所追求的，查看工况生产情况，本实用新型可提供实时数据存储，采用rtc实时时钟和sd卡存储，可存储历史生产情况，方便数据的查看。

本实用新型通过独创的节点机制和内容机构，使多种功能模块结合到一起，满足客户使用的多种开发需求；设备功能齐全，可根据实际情况合理分配资源；设备根据实际需要进行参数配置；设备可采用有线传输和无线通讯两种通讯方式，适应现场不同情况需求；设备资源丰富，采用多路电流信号采集，开关量采集，开关量输出，以满足现场多个点位需求；设备采用实时存储方式，确保数据的实时性；设备应用范围广，市场需求空间较大。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

图中：1、多功能采集与传输模块；2、外部flash；3、sd卡座；4、rtc电池座；5、4-20ma电流信号输入接口；6、开关量输入接口；7、开关量输出接口；8、rs232接口；9、rs485接口；10、lora射频芯片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种具有多功能通信的数采转换传输模块，包括多功能采集与传输模块1的单向输入端分别连接有4-20ma电流信号输入接口5和开关量输入接口6，多功能采集与传输模块1的单向输出端连接有开关量输出接口7，多功能采集与传输模块1的双向输出端分别连接有rs232接口8、rs485接口9和lora射频芯片10。

本实用新型中：多功能采集与传输模块1包括sd卡接口和rtc电池座4，多功能采集与传输模块1分别与sd卡接口和rtc电池座4相连接；标准sd卡接口，采用小sd卡接口，spi方式驱动，sd卡接口可满足海量数据存储的需求，用于进行数据的存储，存储采集的模拟量数据，存储rtc时钟数据；rtc电池座4，是stm32后备区域的供电接口，可以用来给stm32的后备区域提供能量，在外部电源断电的时候，维持后备区域数据的存储，以及rtc的运行，用于得到当前的日期，时间，以及rtc电池座4用的电池型号为cr1220。

本实用新型中：多功能采集与传输模块1接有外部flash2可进行程序的存储，扩展存储的容量，为程序存储提供可能。

本实用新型中：多功能采集与传输模块1通过api接口分别与4-20ma电流信号输入接口5和开关量输入接口6实现数据传入；4-20ma电流信号输入接口5，通过2个端口和外部开关量设备连接，模拟量输入接口为多通道采集，可采集外部不同设备的模拟量数据，模拟量输入接口的in1接外部设备的模拟量采集接口，gnd接gnd，用于进行数据的采集，通道in1采集外部设备的4-20ma电流；开关量输入接口6，通过2个端口和外部开关量设备连接，开关量输入接口6的in1接外部开关量设备读取接口，gnd接gnd，用于读出外部设备的开与关状态。

本实用新型中：多功能采集与传输模块1通过api接口与开关量输出接口7实现数据传输；开关量输出接口7，通过个端口和外部开关量设备连接开关量输出接口7的out1接外部设备的控制端，gnd接gnd，用于控制外部设备的开与关状态。

本实用新型中：多功能采集与传输模块1通过api接口分别与rs232接口8、rs485接口9和lora射频芯片10实现数据交互；rs232用于通讯数据传输；采集到的模拟量数据通过rs485发送到外部rs485设备上，通过rs485接收外部rs485设备数据信息；lora射频芯片10，支持modbusrtu，实现超远距离的无线传输，通过lora无线收发数据，用于进行数据的转发，lora发送访问命令，接收处理返回数据。

该具有多功能通信的数采转换传输模块的工作原理：

一、本实用新型寻求提供一种rs485与lora相互转换，rs485转lora模块是独立自主开发的一款基于rs485转lora无线的通信模块，该模块使用低功耗单片机配合semtech公司的sx127x系列高性能射频芯片，采用先进的扩频通信技术进行数据传输，具有系统方便接入、传输距离远，抗干扰能力强、通信效果好、稳定可靠等特点。

模块特点：采用先进的lora无线调制技术，具有传输距离远，抗干扰能力强、通信效果好、稳定可靠等特点；接入简单，在不修改原设备软硬件情况下，通过rs485口直接连接无线模块，使该设备具备无线功能；支持modbusrtu协议，可实现客户的点位调试；可进行数据的调参，可满足客户对不同工作频率的需求。

二、将4-20ma模拟量转成rs485或lora信号，而且本实用新型为满足多通道电流信号的输入提供多通道采集接口，通过modbus总线系统进行远程，模拟量的输入经主控芯片的计算处理，通过rs485通讯或lora无线通讯，达到传感器与仪器仪表、控制系统之间采集数据、远程监控目的。

模块特点：提供4路电流信号采集端口；数据传输多样，可采用rs485或lora进行数据传输；本实用新型可进行数据的调参，可满足客户对不同工作频率的需求。

三、本实用新型是具有4路开关量输入，4路开关量输出使用rs485控制的模块，可控制多路工厂用电设备，也可以组态软件之间建立有线或无线通讯。采用弱电压控制强电压，可接入24v控制电路；当使用开关量时，可使用led灯来判断开关量的开启状态；通过rs485或lora将开关量信号采集至计算机或者计算机发送相关指令通过模块控制开关的相关状态，还可以通过rs485总线进行成对通信，远程控制开关的相关状态。通信协议为标准modbus协议。

模块特点：开关量采集和开关控制可通过led灯进行判断；采用modbus协议，通用性好，可以很方便的与其他系统对接；通信线路采用rs485或lora，支持多个模块并联使用，便于扩充系统，可扩展性好。

四、本实用新型的自带rtc实时时钟，配备sd卡座3，可记录历史数据。本实用新型使用rtc的日历功能，可准确记录年月日，时分秒，配备cr1220电池可确保掉电存储，保证数据不会因断电而丢失，可用rs485进行实时时间设置。sd卡存储采用spi通讯方式，可满足用户对历史数据的查询。

模块特点：电流信号，开关量采集可控制可进行实时存储；安装上cr1220电池，可进行掉电存储；可用rs485进行实时时间设置，通用性好，可以很方便的与其他系统对接。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。