专利名称：多接口的自动气象站数据通信集中器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数据采集通信装置，具体来说是用于气象站收集气象数据的多接口智能式数据通讯设备。
背景技术：
目前自动气象站所监视的各种气象要素通过数据采集器汇集后，使用RS232串行通信接口，通过1根RS232铜缆传到业务中心。其通信连接原理如图1所示。这种串行通信方式，存在以下问题传输速率低；传输距离短；通过通信电缆的雷击事故频繁发生。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种传输速率快、传输距离远、安全性高、接口功能齐全的多接口的自动气象站数据通信集中器。本实用新型的目的是这样实现的一种多接口的自动气象站数据通信集中器，包括微处理器芯片，微处理芯片为ARM芯片；ARM芯片上的四个UART接口中，UARTO和UARTl 分别外接一个RS232电平转换芯片，对外形成两个RS232总线接口，该两个RS232总线接口上再各自外接一个RS232光M0DEN，以便通过RS232光通路与业务中心的工作终端连接， UART2和UART3分别外接一个RS485芯片，对外形成两个RS485总线接口，作为自动气象站中数据收集设备的预留RS485通信接口 ；ARM芯片上设有两个CAN控制器，分别外接高速光耦6N137以及CAN总线收发器 PCA82C250，作为自动气象站中数据收集设备的预留CAN总线接口 ；ARM芯片上的I/O管脚对接4路I/O 口，作为自动气象站中开关量的直接采集和输出控制。上述ARM芯片上的以太网MAC层接口外接物理层接口芯片DM19161形成完整的网卡，再外接一个以太网光交换芯片，用作通过光以太网与业务中心的数据终端连接。与现有技术相比，本新型的有益效果是1、本方案中UART接口连接光转换器，通过光缆来传输信号，与业务中心PC机之间的信号传输以光信号形式来实现，因而，传输速率更高，传输距离更远，同时安全性能更高， 解决了现有通信电缆发生雷击事故的弊病。2、本装置的通信接口除了 RS232外还有如RS485、CAN等通信接口，可以与具有 RS485接口或CAN接口的气象观测设备连接，集中解决防雷问题。本实用新型可采用100M光纤以太网传输数据，为自动站采集设备提高采集密度提供了充足的条件。所述采集器既能适应目前RS232通信需求，又能满足RS485、CAN和以太网等通信接口需求，从而完成自动气象站升级、改造的需要。
图1是现有自动气象站电缆RS232异步串行通信连接示意图。[0013]图2是本数据通信集中器结构框图。图3是本数据 通信集中器的光缆异步串行通信和光纤以太网通信连接原理图。
具体实施方式
图2示出，在ARM芯片上设有以太网MAC层接口，在ARM芯片的外部增加一块物理层接口芯片DM9161形成完整的网卡，再外接一个以太网光交换模块(即以太网光交换芯片) 与DM9161相连。本集中器可通过光以太网与业务中心数据终端连接(100M的光通路)。ARM 芯片上设有 UARTO、UART1、UART2、UART3 四个 UART 接口。UARTO,UARTl外接一个RS232电平转换芯片，对外形成两个RS232总线接口，再外接一个RS232光M0DEN。本集中器通过RS232光通路与业务中心的工作终端连接。UART2、UART3外接RS485芯片，对外形成两个RS485总线接口，本采集器可为将来自动气象测场中的数据收集设备预留RS485通信接口。ARM芯片上设有两CAN控制器，通过外接高速光耦6N137与CAN总线收发器 PCA82C250，可为将来自动气象测场中的数据收集设备预留CAN总线接口。通过ARM芯片上的I/O管脚，对外接供4路1/0，实现对气象测场中某些开关量(即模拟量)直接采集和对外的输出控制。ARM芯片上设有4个UART接口，4个I/O接口以及2个A/D数据采集口。ARM芯片上设有以太网MAC层接口，与外接物理层接口芯片DM9161形成完整的网卡。ARM芯片上设有CAN控制器，与外接CAN总线收发器PCA82C250就形成了 CAN总路线接口，为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，ARM芯片上的CAN控制器输出TX和RX不能直接与PCA82C250的TX和RX相连，而是通过高速光耦6附37后与ARM芯片相连，这样就实现了总线上各CAN节点间的电气隔离。数据通信集中器的异步串行通信接口具有三种电气形式，RS232和RS485都是与气象观测设备连接，而光纤串行口则是与服务中心连接。
权利要求1.一种多接口的自动气象站数据通信集中器，包括微处理器芯片，其特征是所述微处理芯片为ARM芯片；ARM芯片上的四个UART接口中，UARTO和UARTl分别外接一个RS232 电平转换芯片，对外形成两个RS232总线接口，该两个RS232总线接口上再各自外接一个 RS232光M0DEN，以便通过RS232光通路与业务中心的工作终端连接，UART2和UART3分别外接一个RS485芯片，对外形成两个RS485总线接口，作为自动气象站中数据收集设备的预留RS485通信接口 ；ARM芯片上设有两个CAN控制器，分别外接高速光耦6N137以及CAN总线收发器 PCA82C250，作为自动气象站中数据收集设备的预留CAN总线接口 ；ARM芯片上的I/O管脚对接4路I/O 口，作为自动气象站中开关量的直接采集和输出控制。
2.根据权利要求1所述的多接口的自动气象站数据通信集中器，其特征是所述ARM 芯片上的以太网MAC层接口外接物理层接口芯片DM19161形成完整的网卡，再外接一个以太网光交换芯片，用作通过光以太网与业务中心的数据终端连接。
专利摘要一种多接口的自动气象站数据通信集中器，ARM芯片上的两个UART接口分别顺次外接一个RS232电平转换芯片和一个RS232光MODEN，以便通过RS232光通路与业务中心的工作终端连接，另外两个UART接口分别外接一个RS485芯片对外形成两个RS485总线接口，作为自动气象站中数据收集设备的RS485通信接口；ARM芯片上的两个CAN控制器分别外接高速光耦6N137以及CAN总线收发器而作为数据收集设备的CAN总线接口；ARM芯片上的I/O管脚外接4路I/O口，作为自动气象站中开关量的采集和输出控制。本新型具有传输速率快、传输距离远、安全性能好等特点。
文档编号H04L12/28GK201976131SQ201120088270
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者冯正全, 叶丽君, 张 杰, 彭滨, 文斌, 李玲, 杨东, 贺南, 郑丽英, 郑郁正 申请人:成都市气象局