一种异步分布式可兼容的多路工业数采扩展模块的制作方法

本实用新型主要涉及数据模块技术相关领域，具体是一种异步分布式可兼容的多路工业数采扩展模块。

背景技术：

随着通讯技术的发展，各种通信协议随之而来，导致工业上各种设备的互联互通，数据传输，带来极大的不便，一般需多种转接板或转接线去解决这个弊端，费用和安装上成本高。

目前有据可查的相关技术专利文件有：一种可扩展的多路I/O接口板(CN205353663U)、一种模块化的通道化以太网网关(CN201220399760.0)、超分贝警示装置(201110342693.9)。上述专利中虽然能够一定程度上解决工业上各种设备的连通问题，但都是采用组网的方式来传输，具有整体结构庞大而复杂，涵盖的通讯方式不全面，兼容性差等问题。

技术实现要素：

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种异步分布式可兼容的多路工业数采扩展模块，使用数据透传，通过主控芯片实现通信方式转变。该方法打破了通信协议繁杂的壁垒，具有兼容性强、可级联、传输稳定等优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种异步分布式可兼容的多路工业数采扩展模块，包括壳体和天线，所述壳体内集成有供电及保护模块、RS485模块、RS232模块、WIFI模块、Bluetooth模块、ZigBee模块、GPRS模块、Lora模块、RJ45、中央处理单元，其中，中央处理单元分别与上述各通信模块、供电及保护模块连接，上述各通信模块的通信接口用于与对应工业设备连接。

所述中央处理单元为STM32F103芯片。

所述WIFI模块、GPRS模块为集成在PCB板上。

所述Bluetooth模块、ZigBee模块、Lora模块安装在壳体内。

所述RJ45为网口模块的预留接口。

所述供电及保护模块为9-24V电压防反接供电。

所述RS485模块和所述RS232模块之间通过单刀双掷开关切换，

所述壳体内还集成有存储单元，所述存储单元与中央处理单元连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型主要是使用数据透传，通过主控芯片实现通信方式转变，该方法打破了通信协议繁杂的壁垒，具有兼容性强、可级联、传输稳定等优点。

中央处理单元采用STM32F103系列的ARM芯片，采用主控芯片外部独立存储参数，与它连接的包含了工业上常用的无线与有线协议：短距离WIFI和Bluetooth、可远距离多节点ZigBee和Lora、服务端GPRS、高速网口RJ45、低速稳定可多设备级的RS485，串口通信均带用防浪涌保护，RS232与RS485采用单刀双掷开关切换，供电及保护模块为9-24V电压防反接供电，能适应工工业上常用开关电源供电。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构连接图；

图2是本实用新型的最佳实施方式中中央处理单元电路图；

图3是本实用新型的最佳实施方式中外部存储单元电路图；

图4是本实用新型的最佳实施方式中工业上常用的通信扩展模块GPRS、Bluetooth、ZigBee、Lora、RJ45；

图5是本实用新型的最佳实施方式中WIFI模块电路图；

图6是本实用新型的最佳实施方式中RS232模块电路图；

图7是本实用新型的最佳实施方式中RS485模块电路图；

图8是本实用新型的最佳实施方式中供电及保护模块电路图；

图9是本实用新型的最佳实施方式中RS232/RS485切换开关和复位按键；

图10是本实用新型的最佳实施方式中状态指示灯电路。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1所示，一种异步分布式可兼容的多路工业数采扩展模块，包括壳体、天线，壳体内集成了通信模块、接口、中央处理单元、供电及保护模块，中央处理单元分别与通信模块和接口、供电及保护模块连接。其中的通信模块包括RS485模块、RS232模块、WIFI模块、Bluetooth模块、ZigBee模块、GPRS模块、Lora模块、RJ45，其中RS485接口可多台RS485的PLC设备异步分布式级联。

图3所示为图2提供外部保存参数功能，防止调试过程中通讯模式的参数被擦除，另外可以节省主控的存储资源。

如图4所示，为异步分布式可兼容的多路工业数采扩展模块的通信扩展接口，ZigBee、Lora、Bluetooth、GPRS、RJ45，还有如图5所示WIFI模块，都选择了同一串口3，可以同时进行通信，实现了工业常用的多种通信方式的融合，并且实时共享数据资源。

图6和图7分别是RS232电平、RS485电平向TTL电平转化电路。RS232对外部的RX、TX采用两个P6KE18CA的双向瞬态抑制二极管保护，RS485对外部的A、B两端之间加有P6KE12CA和对GND之间都加P6KE6.8CA的双向瞬态抑制二极管保护，尤其对于多设备异步分布式通信产生的浪涌信号有极佳的保护作用。

图8所示为扩展模块的供电电路，考虑到工业上用开关电源居多，设计了DC9-24V直流宽电压可输入，带有防反接、防大电流的保护。

图9所示为RS232/485串口通信方式的切换，替代了重新拔插接线，节约了时间；防止误操作或想恢复出厂设置，特意设了复位参数这一功能。图10所示该扩展模块此时工作状态，POW常亮表示正常供电，TRS/BUSY闪烁表示在等待连接，WIFI闪烁表示WIFI模块正在收发数据，SYS闪烁表示串口正常收发数据。