专利名称：二线供电多组测控信息双向传输方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明为一种有线测控信息传输方法及装置，适用于长连线、大面积、多组位测量控制场合，如大型仓库的测控系统、住宅小区的抄表系统等。
背景技术：
目前已有的方法和装置是按照有关通讯协议，由主机计算机与多台分机经传输线连接，然后每台分机再挂接多个测量器件(数量一般不超过128个，距离一般不超过100米)。其缺点是必须为每台分机配备单独的工作电源，整体结构复杂，安装费事、技术要求高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种二线供电多组测控信息双向传输方法及装置，以做到除主机外不需配备其他电源，主机能直接与多个测控单元连接，整体结构简单，安装便捷，技术要求不高。
本发明方法如下由计算机和主收发器组成主机，由一个微处理器和微处理器外围电路组成一个测控单元，主机通过两根传输线直接与多个测控单元连接，主收发器将计算机串口收、发、地三线变换成二线，担负所有在线测控单元的供电及双向信息传输，即主收发器向测控单元输出数据脉冲信号并将测控单元送来的电流信变为电压信号输出给计算机，主机以电压变化方式发送指令到两根传输线上，当测控单元接到主机发出的指令后，核对自身地址，并按指令要求做测量、控制及数据发送工作，工作结果以电流变化方式将数据传递到主机，传输线电压变化期间，由测控单元中的储能电容维持测控单元处于工作状态。
本发明装置的结构如下1、整个装置包括有一台主机1，与主机1连接的两根传输导线2和3，1～10000个并联于传输导线2和3上的测控单元4，2、主机1含有一台电子计算机和与该计算机连接的主收发器，而每个测控单元4含有一个微处理器和与其连接的微处理器外围电路，3、主收发器含有一个能顺向(即由主机朝向测控单元的方向)输出数据脉冲信号并能将逆向(即由测控单元朝向主机的方向)输入的电流信变为电压信号输出给计算机的电路，主收发器的顺向输入端口RD经过电平转换后与计算机串行通讯接口的数据发送端连接，主收发器的顺向输出端口WR经过电平转换后与计算机串行通讯接口的数据接收端连接，主收发器的顺向输入端口GND为公共地线、与计算机串行通讯接口的接地端连接，而主收发器的I/O1端口(即顺向输出逆向输入端口1)与传输导线2连接，主收发器的I/O2端口(即顺向输出逆向输入端口2)为公共地线GND、与传输导线3连接，4、微处理器外围电路由整流稳压电路、顺向数据脉冲信号捡拾电路和逆向电压—电流变换电路组成，整流稳压电路的两输入端分别与传输导线2和3连接，整流稳压电路的两输出端并联有储能电容并与微处理器的电源输入端连接，顺向数据脉冲信号捡拾电路的输入端与整流电路的输出端连接、而输出端与微处理器的RD端口(即数据接收端口)连接，电压—电流变换电路的输入端与微处理器的WR端口(即数据发送端口)连接、而输出端与整流电路的输出端连接。
本发明装置使用时，根据实际需要将各测控单元与相应的传感元件(如温度、湿度、红外、气敏等探头)，执行电路(如光电耦合驱动电路、继电器电路控制电路等)连接。传输导线2和3最好为一根单芯屏蔽线(屏蔽层作为接地端)。
本发明装置实现了二线供电、双向信息传输。主收发器通过两根传输线为多个测控单元提供电源，测控单元中的微处理器运行在低功耗状态下，单个测控单元的工作电流为40μA；以10000个测控单元计算，总线静态工作电流小于500mA。
主收发器电路将计算机串口收、发、地三线变换成二线，担负所有在线测控单元的供电及双向信息传输，通讯距离大于2000米、可挂接测控单元的总数可高达10000只，测控单元可按不同的编程用于测量、控制等用途。
测控单元进入测量或控制状态后，按自身地址号顺序分时工作，主机以电压变化方式(速率大于1200bps)顺向发送指令到两根传输线上，测控单元接到指令后做相应工作，传输线电压变化期间，测控单元中的储能电容维持测控单元处于工作状态，当测控单元接到主机发出的指令后，核对自身地址，并按指令要求做测量、控制及数据发送等工作，工作结果以电流变化方式(速率大于1200bps)逆向将数据传递到主机。
主机的工作原理1.主机命令发送主机中的计算机命令经串行通讯接口的数据发送端输出，经过电平转换后由主收发器RD口输入，在主收发器的I/O1端口生成顺向数据脉冲，发送到与测控单元相连的两根传输线上。
2.主机数据接收由测控单元逆向传来的数据电流，由主收发器的I/O2端口输入，经主收发器变换成电压数据，由WR口经过电平转换后传送到计算机串行通讯接口的数据接收端。
测控单元的工作原理1.供电与主机相连的两根传输线，为所有在线测控单元提供工作电源。
2.信号接收主机发送来的顺向数据脉冲经检拾，传送到微处理器RD端口，微处理器接收命令后作出相应的处理。
3.信号发送微处理器完成指定的任务后，如接收到主机发来的调用数据命令，微处理器WR端口发出数据，并变换成逆向电流信号发送到与主机连接的两根传输线上。
本发明的优点主机与多个测控单元经两根传输线无极性直接连接，除主机外不需配备其他电源，安装简单便捷、调试维护容易，传输线工作电压低电流小、安全性能好，系统构成简单、性价比高、用途范围广、适用于长连线、大面积、多组位测量、控制的场合。
图1为本发明装置的电原理框图。
图2为实施例的电原理图。
具体实施例方式见图2所说明的一个实施例。
图2中虚线框5内的电路即主收发器。主收发器电路由一个常规共集(射极跟随)电路、一个共射电路组成。常规共集(射极跟随)电路由晶体三极管BG2接成，共射电路由晶体三极管BG1接成。BG2的基极接主收发器的顺向输入端口RD，该端口经过电平转换后与计算机串行通讯接口的数据发送端连接。电流捡拾电阻R跨接于BG1的基极回路中。当R的电流发生变化时，BG1的基极回路电压随之发生变化，在BG1的集电极上产生电压变化，WR端口经过电平转换后与计算机串行通讯接口的数据接收端连接。
图2中4为测控单元，其中的微处理器外围电路包含整流电路B1，由BG3、R5、Z1组成的稳压电路、储能电容C1、由R6和R7组成的顺向数据脉冲信号捡拾电路，由BG4、R8组成的逆向电压—电流变换电路。
在图2中，BG1～BG4均为晶体三极管，R1～R8为电阻，Z1为稳压二极管。测控单元中的微处理器CPU为低功耗单片机。
给出的实施例电路中，也可采用相反极性的晶体三极管器件及供电电源，达到相同的功能。
实施例电路虽然使用的是分离器件，但也可使用复合器件或相应的集成电路构成相同功能的电路。
以上实施例装置已成功应用于″仓储二线智能模块测温系统″之中。该测温系统已在多家粮食仓储企业实际应用，效果优良。
以上实施例仅为了对本发明作进一步的说明，而本发明的范围不受所举实施例的局限。
权利要求
1.一种二线供电多组测控信息双向传输方法，其特征是由计算机和主收发器组成主机，由一个微处理器和微处理器外围电路组成一个测控单元，主机通过两根传输线直接与多个测控单元连接，主收发器将计算机串口收、发、地三线变换成二线，担负所有在线测控单元的供电及双向信息传输，即主收发器向测控单元输出数据脉冲信号并将测控单元送来的电流信变为电压信号输出给计算机，主机以电压变化方式发送指令到两根传输线上，当测控单元接到主机发出的指令后，核对自身地址，并按指令要求做测量、控制及数据发送工作，工作结果以电流变化方式将数据传递到主机，传输线电压变化期间，由测控单元中的储能电容维持测控单元处于工作状态。
2.一种二线供电多组测控信息双向传输装置，其特征是A、整个装置包括有一台主机(1)，与主机(1)连接的两根传输导线(2)和(3)，1～10000个并联于传输导线(2)和(3)上的测控单元(4)，B、主机(1)含有一台电子计算机和与该计算机连接的主收发器，而每个测控单元(4)含有一个微处理器和与其连接的微处理器外围电路，C、主收发器含有一个能顺向输出数据脉冲信号并能将逆向输入的电流信变为电压信号输出给计算机的电路，主收发器的顺向输入端口RD经过电平转换后与计算机串行通讯接口的数据发送端连接，主收发器的顺向输出端口WR经过电平转换后与计算机串行通讯接口的数据接收端连接，主收发器的顺向输入端口GND为公共地线、与计算机串行通讯接口的接地端连接，而主收发器的I/O1端口与传输导线(2)连接，主收发器的I/O2端口为公共地线GND、与传输导线(3)连接，D、微处理器外围电路由整流稳压电路、顺向数据脉冲信号捡拾电路和逆向电压一电流变换电路组成，整流稳压电路的两输入端分别与传输导线(2)和(3)连接，整流稳压电路的两输出端并联有储能电容并与微处理器的电源输入端连接，顺向数据脉冲信号捡拾电路的输入端与整流电路的输出端连接、而输出端与微处理器的RD端口连接，电压—电流变换电路的输入端与微处理器的WR端口连接、而输出端与整流电路的输出端连接。
3.如权利要求2所说的二线供电多组测控信息双向传输装置，其特征是主收发器电路由一个常规共集电路、一个共射电路组成。
4.如权利要求3所说的二线供电多组测控信息双向传输装置，其特征是常规共集电路由晶体三极管BG2接成，共射电路由晶体三极管BG1接成，BG2的基极接主收发器的顺向输入端口RD，电流捡拾电阻R跨接于BG1的基极回路中。
全文摘要
本发明为一种有线测控信息传输方法及装置。主机通过两根传输线直接与多个测控单元连接,主收发器将计算机串口收、发、地三线变换成二线,担负所有在线测控单元的供电及双向信息传输,即主收发器向测控单元输出数据脉冲信号并将测控单元送来的电流信变为电压信号输出给计算机。主机以电压变化方式发送指令到两根传输线上,测控单元接到指令后做相应工作。当测控单元接到主机发出的指令后,核对自身地址,并按指令要求做测量、控制及数据发送工作,工作结果以电流变化方式将数据传递到主机。优点:主机与测控单元经传输线无极性直接连接,测控单元不需电源,安装简单便捷、调试维护容易,安全简单、适用于需长连线大面积多组位测量、控制的场合。
文档编号G06F13/00GK1360263SQ0210211
公开日2002年7月24日 申请日期2002年1月10日 优先权日2002年1月10日
发明者付加强 申请人:昆明市粮油储运公司