专利名称：一种基于rs-485总线的激光位移传感器的制作方法
技术领域：
—种基于RS-485总线的激光位移传感器技术领域[0001]本实用新型涉及一种激光位移传感器，尤其是一种基于RS-485总线的激光位移传感器。
背景技术：
[0002]随着测控系统自动化、智能化的发展，要求传感器准确度高、可靠性强，具有一定的数据处理能力，并能够自检、自校、自补偿。而传统的传感器已经无法满足这些要求。[0003]由于普通位移传感器存在着精度不高、稳定性不好等缺点，而激光传感器能够实现无干扰远距离测量，具有速度快、精度高、量程大、抗光、电干扰能力强等优点。但是由于PC机只带有RS-232接口，传输距离最大也只有20米，无法完成信号的长距离传输。实用新型内容[0004]本实用新型要解决的技术问题是，提供一种基于RS-485总线，能够实现信号的长距离传输的激光位移传感器，可以准确、及时的获得并处理信息，提高了速度和效率。[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种基于RS-485总线的激光位移传感器，其特征在于:包括激光位移传感器、模数转换电路、单片机控制电路、RS-485接口电路和RS-485/RS-232转换电路；所述模数转换电路将激光位移传感器输入的模拟信号转换成数字信号后发送至单片机控制电路，单片机控制电路的输出端通过RS-485接口电路双向连接至上位机端的RS-485/RS-232转换电路。[0006]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本实用新型综合利用了现有的传感器技术、微机原理和通讯技术，形成了更加强大的智能传感器。本实用新型在现有传感器的基础上，采用RS-485总线技术，提高了传输距离和通信能力，最大传输距离可达到3000米，实现了传感器的远距离布置，易于人们在远处得到信号并作出分析处理，提高了效率；同时还采用了平衡发送和差分接收，能够抑制共模干扰，不仅可以有效的解决信号的传输距离，并且可以提高信号的传输效率和节约成本，实现传感器的智能化。本实用新型采取了标准化RS-485总线接口，进行信息交换并且使用单片机的控制功能实现传感器的智能化。同时结合了激光位移传感器的优点，提高了测控的精度和可靠性。
[0007]图1是本实用新型的结构框图；[0008]图2是本实用新型的电路原理图；[0009]图中，U1、A/D转换器，U2、单片机，U3、第一 MAX485芯片，U4、第二 MAX485芯片，U5至U7，第一至第三光耦合器。
具体实施方式
[0010]
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。[0011]如图1所示为本实用新型的结构框图。本实用新型为一种基于RS-485总线的激光位移传感器，其包括激光位移传感器、模数转换电路、单片机控制电路、RS-485接口电路和RS-485/RS-232转换电路；所述模数转换电路将激光位移传感器输入的模拟信号转换成数字信号后发送至单片机控制电路，单片机控制电路的输出端通过RS-485接口电路双向连接至上位机端的RS-485/RS-232转换电路。模数转换电路实现了激光位移传感器输出的4-20mA模拟信号的传输，使得传输信号的数字化，增强信号的抗干扰能力。[0012]如图2所示为本实用新型的电路原理图。图中，模数转换电路包括A/D转换器Ul，其型号为ADS7805，单片机控制电路包括单片机U2，其型号为AT89C51 ;激光位移传感器的输出端接A/D转换器Ul的I脚；A/D转换器Ul的控制输入/输出引脚25脚、24脚、26脚和23脚分别与单片机U2的17脚、2脚、3脚、I脚连接，A/D转换器Ul的15至22脚分别连接单片机U2的32至39脚。RS-485接口电路包括第一 MAX485芯片U3 ;第一 MAX485芯片U3的I脚和4脚分别接单片机U2的10脚和11脚，第一 MAX485芯片U3的2脚与3脚并接后接单片机U2的8脚。RS-485/RS-232转换电路包括第二 MAX485芯片U4和用于实现第二MAX485芯片U4与上位机之间电气隔离的第一至第三光耦合器U5至U7，其型号为TLP-521 ；第一 MAX485芯片U3的6脚和7脚分别接第二 MAX485芯片U4的6脚和7脚。三片光耦合器TLP-521有效地抑制了相互之间的干扰，提高了系统整体工作的可靠性。[0013]由激光位移传感器测量出的数据首先应该进行模数转换，然后将转换后的数字信号缓存后发送给上位机进行其它处理和运算。本实用新型采用PC机作为上位机，同时以单片机系统构成数据收集和控制，结合RS-485总线进行通信。该单片机采用的是TTL电平，因而要通过RS-485接口电路实现单片机与PC串行通信，所以必须采用一个RS-485/RS-232转换电路。单片机通过RXD、TXD两个接口完成信息传送，PC机由接口向外发送和接收数据。PC具有一个异步串行控制器和两个使用RS-232串行通信标准接口的COMl端。单片机将RXD、TXD与RS-485相连接，PO 口连接从A/D转化器传来的数字信号。单片机启动后，先判断输入的启动信号，接着执行相应的程序。当单片机检测到输入信号时候，RS-485接口电路输出RXD、TXD信号。
权利要求1.一种基于RS-485总线的激光位移传感器，其特征在于:包括激光位移传感器、模数转换电路、单片机控制电路、RS-485接口电路和RS-485/RS-232转换电路；所述模数转换电路将激光位移传感器输入的模拟信号转换成数字信号后发送至单片机控制电路，单片机控制电路的输出端通过RS-485接口电路双向连接至上位机端的RS-485/RS-232转换电路。
2.根据权利要求1所述的一种基于RS-485总线的激光位移传感器，其特征在于:所述模数转换电路包括A/D转换器(U1)，其型号为ADS7805，单片机控制电路包括单片机(U2)，其型号为AT89C51 ;激光位移传感器的输出端接A/D转换器(Ul)的I脚；A/D转换器(Ul)的控制输入/输出引脚25脚、24脚、26脚和23脚分别与单片机(U2)的17脚、2脚、3脚、I脚连接，A/D转换器(Ul)的15至22脚分别连接单片机(U2)的32至39脚。
3.根据权利要求2所述的一种基于RS-485总线的激光位移传感器，其特征在于:所述RS-485接口电路包括第一 MAX485芯片(U3);第一 MAX485芯片(U3)的I脚和4脚分别接单片机(U2)的10脚和11脚，第一 MAX485芯片(U3)的2脚与3脚并接后接单片机(U2)的8脚。
4.根据权利要求3所述的一种基于RS-485总线的激光位移传感器，其特征在于:所述RS-485/RS-232转换电路包括第二 MAX485芯片(U4)和用于实现第二 MAX485芯片(U4)与上位机之间电气隔离的第一至第三光耦合器(U5至U7 )，其型号为TLP-521 ;第一 MAX485芯片(U3)的6脚和7脚分别接第二 MAX485芯片(U4)的6脚和7脚。
专利摘要一种基于RS-485总线的激光位移传感器，其包括激光位移传感器、模数转换电路、单片机控制电路、RS-485接口电路和RS-485/RS-232转换电路；所述模数转换电路将激光位移传感器输入的模拟信号转换成数字信号后发送至单片机控制电路，单片机控制电路的输出端通过RS-485接口电路双向连接至上位机端的RS-485/RS-232转换电路。本实用新型在现有传感器的基础上，采用RS-485总线技术，提高了传输距离和通信能力，实现了传感器的远距离布置，易于人们在远处得到信号并作出分析处理，提高了效率。
文档编号G01B11/02GK203053406SQ20132001347
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者许士锦, 李志鑫, 董沛毅, 张凯元, 牛胜锁 申请人:华北电力大学(保定)