>[0037]RS485通讯接口模块由RS485电平转换芯片65LBC184和外围过压保护电路构成；其发送使能端由通讯保护模块控制，通讯接口模块的输出端A、B通过通讯接口模块的过压保护电路接到外部通讯线路上。
[0038]存储模块由串行E2PR0M及FLASH构成，保存仪表配置信息，如通讯地址、调试参数等。
[0039]指示灯包括装置运行指示灯、RS485通讯指示灯。
[0040]交流电流电压输入模块由电压互感器、电流互感器、运算放大电路及滤波电路构成，用于对交流电流电压信号进行转换。
[0041]本【具体实施方式】的工作过程是:
常态下通讯保护模块的输出端TEN处于0状态，这是由单稳电路特性决定的，当通讯保护模块接收到主CPU经过通讯隔离模块隔离后的通讯发送信号的下降沿触发后，其输出端TEN变为1状态，并保持一个脉冲宽度T。在此状态下，通讯接口模块处于发送使能状态，主CPU的发送信息可以经过通讯隔离模块、通讯接口模块发送到RS485通讯总线上。
[0042]若通讯保护模块在T时间内又收到一个下降沿触发信号，则通讯保护单元将输出TEN保持为1的时间从本触发点开始计算再保持时间T ;若通讯保护模块在T时间内未能收到一个下降沿触发信号，则TEN保持为1的时间T之后自动变为0。
[0043]时间常数T可以通过调节施密特触发器的电阻和电容进行调整，这样，针对不同的通讯速率可以调整不同的通讯延时关断时间。
[0044]通讯隔离模块在本方案中起到隔离主CPU模块的外部通讯线路的作用。在本发明中，将通讯信号隔离后接入通讯保护模块的输入端是非常重要的，因为只有这样才能既实现了防止RS485总线占死故障，又有效地隔离了主CPU模块和外部RS485通讯线路，防止通讯线路上的异常干扰引起仪表非正常工作状态。
[0045] 单稳电路不局限于本发明实施方案中所述的施密特触发器，还有其它方式的等同替代电路，正如本实施方案一样，对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【主权项】
1.具备光电隔离及防止RS485通讯总线占死故障功能的电力仪表，包括主CPU模块，交流电流电压输入模块，存储模块，通讯隔离模块，通讯保护模块，RS485通讯接口模块，电源模块以及指示灯； 所述主CPU模块用于对输入的交流信号进行采样计算，得到电力仪表各种电力数据，同时接收RS485通讯接口模块的通讯报文，并将应答报文通过RS485通讯接口模块发送出去; 所述交流电流电压输入模块用于对交流电流电压信号进行转换； 所述的存储模块用于存储仪表配置信息，如通讯地址、调试参数等； 所述的通讯隔离模块用于对主CPU模块的通讯信号进行光电隔离，主CPU模块的通讯信号包括通讯发送信号TXD和通讯接收信号RXD ; 所述的通讯保护模块用于维护RS485通讯接口的收发状态，防止RS485通讯接口长期处于发送状态而导致RS485通讯总线的占死； 所述的RS485通讯模块用于实现RS485信号的转换； 其特征在于: 所述的通讯保护模块由主CPU模块的通讯发送信号下降沿触发，自动将“发送使能”信号置为1，使RS485通讯接口模块状态自动切换到发送状态，以便主CPU模块的通讯发送信号能够输出到RS485通讯总线上； 所述的通讯保护模块在主CPU模块的通讯发送停止后，延时T毫秒后自动将“发送使能”信号置为0，从而将RS485通讯接口模块切换到接收状态； 所述的通讯保护模块由主CPU模块的通讯发送信号的下降沿触发，并且在通讯发送信号保持某种电平时延时T毫秒就自动关断，可以有效防止如CPU异常或电路异常导致的发送使能信号处于常态1的状态； 所述的通讯保护模块可以利用CPU模块的通讯发送信号自动产生“发送使能”信号，无须CPU模块控制RS485通讯的发送和接收状态，可以降低通讯隔离成本； 所述的通讯隔离模块可以将主CPU模块和外部通讯接口隔离开，避免外部通讯线干扰主CPU模块的正常工作，同时，在多个仪表共用一条RS485通讯总线时，使各个仪表之间的电源隔离，防止安全隐患。2.如权利要求1所述的具备光电隔离及防止RS485通讯总线占死故障功能的电力仪表，其特征在于: 所述的通讯保护模块由一个单稳电路构成，其输出脉冲宽度T可以调节； 所述的通讯保护模块输入控制端为经过通讯隔离模块隔离过的主CPU模块的通讯发送信号TXD，采用下降沿触发； 所述的通讯保护模块输出信号为RS485发送使能信号TEN，直接接入RS485接口芯片发送使能管脚； 所述的通讯保护模块在首次接收到TXD信号下降沿后将TEN置为1 ;如果在T时间内未再次接收到TXD信号下降沿，则TEN自动复归为0 ;如果在T时间内再次接收到TXD信号下降沿，则使其输出脉冲得以延展到距此次下降沿T后TEN自动复归为0。3.如权利要求2所述的具备光电隔离及防止RS485通讯总线占死故障功能的电力仪表，其特征在于: 所述的通讯保护模块的单稳电路可以采用硬件方式构成，也可以采用硬件定时器方式构成。4.如权利要求2所述的具备光电隔离及防止RS485通讯总线占死故障功能的电力仪表，其特征在于: 所述的通讯保护模块通讯发送信号TXD作为发送使能的触发信号，省却了现有技术中CPU控制通讯使能信号及相应的隔离芯片。5.如权利要求1所述的具备光电隔离及防止RS485通讯总线占死故障功能的电力仪表，其特征还在于: 所述的主CPU模块由MSP430及外围电路构成，采用的通讯信号为MSP430芯片内置的通用异步接收/发送装置的通讯信号TXD、RXD ; 所述的通讯隔离模块采用光电隔离芯片6N137，将TXD、RXD信号进行隔离； 所述的通讯保护模块采用施密特触发器74HC123，隔离后的通讯发送信号TXD接入通讯保护单元的施密特触发器74HC123的下降沿触发引脚；采用调整施密特触发器74HC123外接电阻电容来调节单稳电路输出脉冲宽度T ;其输出的通讯发送使能信号接入RS485通讯接口模块； 所述的RS485通讯接口模块由RS485电平转换芯片65LBC184和外围过压保护电路构成；其发送使能端由通讯保护模块控制，通讯接口模块的输出端A、B通过通讯接口模块的过压保护电路接到外部通讯线路上； 所述的指示灯包括装置运行指示灯、RS485通讯指示灯。
【专利摘要】具备光电隔离及防止RS485通讯总线占死故障功能的电力仪表，包括主CPU模块，交流电流电压输入模块，存储模块，通讯隔离模块，通讯保护模块，RS485通讯接口模块，电源模块以及指示灯。通讯隔离模块用于对主CPU模块的通讯信号进行光电隔离。通讯保护模块用于维护RS485通讯接口的收发状态。本发明采用通讯发送信号作为发送使能的触发信号，省却了现有技术中CPU控制通讯使能信号及相应的隔离芯片，（1）可以降低通讯隔离成本，（2）由于采用通讯保护电路，可以有效防止如CPU故障、光电隔离故障及其它故障引起的通讯使能信号异常而导致的RS485通讯总线占死的现象，降低系统性的故障风险，提高系统的可靠性。
【IPC分类】G05B19/042, H04L12/26, H04L12/40
【公开号】CN105357072
【申请号】CN201510782165
【发明人】钱晟
【申请人】杭州佳和电气股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月16日