通信装置的制作方法

本实用新型涉及到电力电子领域，具体涉及到一种通信装置。

背景技术：

近年来，随着电力电子事业的迅猛发展和电力系统的不断扩大，电力电子设备的使用范围也在不断扩大，因此客户对电力电子设备的监管方式要求越来越多，人机交互通信模块作为设备与人类沟通交换信息的重要桥梁，其在电力电子设备的安全和便捷使用中发挥的作用越来越大，人机交互就是计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。操作终端可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面是用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。然而，在某些复杂和危险的环境中，客户不能直接在设备前对设备进行监管和操作，并且为了实现对设备的远程监管操作和智能化管理，这无疑对电力电子装置人机交互通信模块的要求越来越高，而为了适应这样的使用，单一通信方式的人机交互系统已经很难满足这样的需求。

现有技术，《一种基于WIFI网络的远程通信控制装置》(申请号：201721631408.4)公开了了一种基于WIFI网络的远程通信控制装置，包括：ARM芯片、FPGA芯片、DSP芯片、传感器芯片、串口芯片、时钟芯片、继电器控制电路、液晶显示屏、按键、AD转换芯片、看门狗芯片、RS485接口芯片、RS485总线、RS232/RS485接口芯片，其中，ARM芯片与FPGA芯片、显示屏、串口芯片、时钟芯片、AD转换芯片、RS485接口芯片和继电器控制电路连接，FPGA芯片与按键、DSP芯片和看门狗芯片连接，传感器芯片与AD转换芯片的输入端连接，RS485接口与RS485总线连接，RS485总线进一步与RS232/RS485接口芯片连接，RS232/RS485接口芯片进一步与安装有WIFI模块的终端设备连接。本实用新型可以实现信号的无线传输，信号稳定，用户使用简单，后期维护方便。

但是，现有技术结构复杂，不易维护。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种通信装置。

为解决上述技术问题，本实用新型通信装置，包括：总控单片机，总控单片机的型号为STM32；

通信接口电路，通信接口电路与总控单片机的PA1/US2_RTS/ADC123_IN1/T5_CH2/T2_CH2引脚、PA2/US2_TX/ADC123_IN2/T5_CH3/T2_CH3引脚及PA3/US2_RX/ADC123_IN3/T5_CH4/T2_CH4引脚电连接；

WIFI通信电路，WIFI通信电路与总控单片机的PB10/I2C2_SCL/USART3_TX/TIM2_CH3引脚、PB11/I2C2_SDA/USART3_RX/TIM2_CH4引脚及PB12/SPI2_NSS/I2S2_WS/I2C2/USART3/TIM1引脚电连接；

GPRS通信电路，GPRS通信电路与总控单片机的PA9/USART1_TX/TIM1_CH2引脚、PA10/USART1_RX/TIM1_CH3引脚、PE2/TRACECK/FSMC_A23引脚及PB8/TIM4_CH3/SDIO_D4/I2C1_SCL/CAN_RX引脚电连接；其中

通信接口电路包括：

通信接口芯片U12，通信接口芯片U12的型号为SN75176，通信接口芯片U12的引脚及DE引脚与总控单片机的PA1/US2_RTS/ADC123_IN1/T5_CH2/T2_CH2引脚电连接；

MOS管Q10，MOS管Q10的源极接地，MOS管Q10的栅极与通信接口芯片U12的R引脚电连接，MOS管Q10的漏极与总控单片机的PA3/US2_RX/ADC123_IN3/T5_CH4/T2_CH4引脚电连接；

电阻R16，电阻R16的一端与外界3.3V电压连接，电阻R16的另一端与总控单片机的PA3/US2_RX/ADC123_IN3/T5_CH4/T2_CH4引脚电连接；

电阻R17，电阻R17的一端与外界5V电压连接，电阻R17的另一端与通信接口芯片U12的D引脚电连接；

MOS管Q11，MOS管Q11的源极接地，MOS管Q10的漏极与通信接口芯片U12的D引脚电连接，MOS管Q11的栅极与总控单片机的PA2/US2_TX/ADC123_IN2/T5_CH3/T2_CH3引脚电连接；

电容C17，电容C17的一端与通信接口芯片U12的VCC引脚电连接，电容C17的另一端接地。

优选地，通信接口电路还包括通信接口端子J10，通信接口端子J10的型号为CNXHS4，通信接口端子J10的1号引脚与外界5V电压连接，通信接口端子J10的2号引脚与通信接口芯片U12的A引脚电连接，通信接口端子J10的3号引脚与通信接口芯片U12的B引脚电连接，通信接口端子J10的4号引脚接地。

优选地，WIFI通信电路包括：

WIFI通信芯片U3，WIFI通信芯片U3的型号为ICESP12SM，WIFI通信芯片U3的RST引脚与总控单片机的PB12/SPI2_NSS/I2S2_WS/I2C2/USART3/TIM1引脚电连接，WIFI通信芯片U3的TXD0引脚与总控单片机的PB11/I2C2_SDA/USART3_RX/TIM2_CH4引脚电连接，WIFI通信芯片U3的RXD0引脚与总控单片机的PB10/I2C2_SCL/USART3_TX/TIM2_CH3引脚电连接，WIFI通信芯片U3的VCC引脚与外界3.3V电压连接，WIFI通信芯片U3的GND引脚接地；

电阻R30，电阻R30的一端与外界3.3V电压连接，电阻R30的另一端与WIFI通信芯片U3的CH_PD引脚电连接；

电容C32，电容C32的一端与WIFI通信芯片U3的VCC引脚电连接，电容C32的另一端接地；

电阻R32，电阻R32的一端与WIFI通信芯片U3的GPIO0引脚电连接，电阻R32的另一端接地；

电阻R33，电阻R33的一端与WIFI通信芯片U3的GPIO15引脚电连接，电阻R33的另一端接地。

优选地，GPRS通信电路包括：

GPRS通信芯片U7，GPRS通信芯片U7的型号为ICGPRSA9SM，GPRS通信芯片U7的POWERKEY引脚与总控单片机的PB8/TIM4_CH3/SDIO_D4/I2C1_SCL/CAN_RX引脚电连接，GPRS通信芯片U7的GND引脚接地，GPRS通信芯片U7的UART1_TXD引脚与总控单片机的PA10/USART1_RX/TIM1_CH3引脚电连接，GPRS通信芯片U7的UART1_RXD引脚与总控单片机的PA9/USART1_TX/TIM1_CH2引脚电连接，GPRS通信芯片U7的VBAT引脚与外界4V电压连接；

电容C31，电容C31的一端与外界4V电压连接，电容C31的另一端接地；

电阻R34，电阻R34的一端与外界4V电压连接，电阻R34的另一端与GPRS通信芯片U7的RESET电连接；

MOS管Q30，MOS管Q30的源极接地，MOS管Q30的栅极与总控单片机的PE2/TRACECK/FSMC_A23引脚电连接，MOS管Q30的漏极与GPRS通信芯片U7的RESET电连接；

电阻R35，电阻R35的一端与GPRS通信芯片U7的UART1_CTS引脚电连接，电阻R35另的一端接地。

优选地，GPRS通信电路还包括GPRS通信端子J30，GPRS通信端子J30的型号为CNIPEXSM，GPRS通信端子J30的1号引脚与GPRS通信芯片U7的GPRS_RF引脚电连接，GPRS通信端子J30的2号引脚和3号引脚接地。

优选地，GPRS通信电路还包括SIM卡座电路电连接。

优选地，SIM卡座电路包括：

卡座芯片，卡座芯片的型号为FPCL050S20SM，卡座芯片的2号引脚与GPRS通信芯片U7的SM0_CLK引脚电连接，卡座芯片的3号引脚与GPRS通信芯片U7的SM0_DIO引脚电连接，卡座芯片的5号引脚与GPRS通信芯片U7的SM0_RST引脚电连接，卡座芯片的8号引脚与GPRS通信芯片U7的VSM0引脚电连接；

卡座芯片的1号、4号、7号、10号、13号、17号、20号、21号及22号引脚接地。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

结构简单，便于维护。

基于上述结构上的改善，本实用新型进一步具有如下优势：

既能满足客户在现场对设备的操作和监管，还能通过指定的手机APP在一定的距离下对设备进行零接触安全操作，不仅如此，本实用新型还能利用GRPS功能在全球范围内，只要能有网便能对设备进行操作和监控。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征.目的和优点将会变得更明显。

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型总控单片机电路图；

图3为本实用新型通信接口电路图；

图4为本实用新型WIFI通信电路图；

图5为本实用新型GPRS通信电路图；

图6为本实用新型DC-DCGPRS电路图；

图7为本实用新型DC-DC+3.3V电路图；

图8为本实用新型背光控制电路。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型所要解决的问题是：电力电子设备的人机交互通信问题，实现电力电子设备的远程监控，工作电压低、具有体积小、质量轻、实用范围广、通信距离远、效率高、性能可靠等优点。

如图1～图8所示，本实用新型通信装置，包括：总控单片机，总控单片机的型号为STM32；

通信接口电路，通信接口电路与总控单片机的PA1/US2_RTS/ADC123_IN1/T5_CH2/T2_CH2引脚、PA2/US2_TX/ADC123_IN2/T5_CH3/T2_CH3引脚及PA3/US2_RX/ADC123_IN3/T5_CH4/T2_CH4引脚电连接；

WIFI通信电路，WIFI通信电路与总控单片机的PB10/I2C2_SCL/USART3_TX/TIM2_CH3引脚、PB11/I2C2_SDA/USART3_RX/TIM2_CH4引脚及PB12/SPI2_NSS/I2S2_WS/I2C2/USART3/TIM1引脚电连接；

GPRS通信电路，GPRS通信电路与总控单片机的PA9/USART1_TX/TIM1_CH2引脚、PA10/USART1_RX/TIM1_CH3引脚、PE2/TRACECK/FSMC_A23引脚及PB8/TIM4_CH3/SDIO_D4/I2C1_SCL/CAN_RX引脚电连接；其中

通信接口电路包括：

通信接口芯片U12，通信接口芯片U12的型号为SN75176，通信接口芯片U12的引脚及DE引脚与总控单片机的PA1/US2_RTS/ADC123_IN1/T5_CH2/T2_CH2引脚电连接；

MOS管Q10，MOS管Q10的源极接地，MOS管Q10的栅极与通信接口芯片U12的R引脚电连接，MOS管Q10的漏极与总控单片机的PA3/US2_RX/ADC123_IN3/T5_CH4/T2_CH4引脚电连接；

电阻R16，电阻R16的一端与外界3.3V电压连接，电阻R16的另一端与总控单片机的PA3/US2_RX/ADC123_IN3/T5_CH4/T2_CH4引脚电连接；

电阻R17，电阻R17的一端与外界5V电压连接，电阻R17的另一端与通信接口芯片U12的D引脚电连接；

MOS管Q11，MOS管Q11的源极接地，MOS管Q10的漏极与通信接口芯片U12的D引脚电连接，MOS管Q11的栅极与总控单片机的PA2/US2_TX/ADC123_IN2/T5_CH3/T2_CH3引脚电连接；

电容C17，电容C17的一端与通信接口芯片U12的VCC引脚电连接，电容C17的另一端接地。

通信接口电路还包括通信接口端子J10，通信接口端子J10的型号为CNXHS4，通信接口端子J10的1号引脚与外界5V电压连接，通信接口端子J10的2号引脚与通信接口芯片U12的A引脚电连接，通信接口端子J10的3号引脚与通信接口芯片U12的B引脚电连接，通信接口端子J10的4号引脚接地。

WIFI通信电路包括：

WIFI通信芯片U3，WIFI通信芯片U3的型号为ICESP12SM，WIFI通信芯片U3的RST引脚与总控单片机的PB12/SPI2_NSS/I2S2_WS/I2C2/USART3/TIM1引脚电连接，WIFI通信芯片U3的TXD0引脚与总控单片机的PB11/I2C2_SDA/USART3_RX/TIM2_CH4引脚电连接，WIFI通信芯片U3的RXD0引脚与总控单片机的PB10/I2C2_SCL/USART3_TX/TIM2_CH3引脚电连接，WIFI通信芯片U3的VCC引脚与外界3.3V电压连接，WIFI通信芯片U3的GND引脚接地；

电阻R30，电阻R30的一端与外界3.3V电压连接，电阻R30的另一端与WIFI通信芯片U3的CH_PD引脚电连接；

电容C32，电容C32的一端与WIFI通信芯片U3的VCC引脚电连接，电容C32的另一端接地；

电阻R32，电阻R32的一端与WIFI通信芯片U3的GPIO0引脚电连接，电阻R32的另一端接地；

电阻R33，电阻R33的一端与WIFI通信芯片U3的GPIO15引脚电连接，电阻R33的另一端接地。

GPRS通信电路包括：

GPRS通信芯片U7，GPRS通信芯片U7的型号为ICGPRSA9SM，GPRS通信芯片U7的POWERKEY引脚与总控单片机的PB8/TIM4_CH3/SDIO_D4/I2C1_SCL/CAN_RX引脚电连接，GPRS通信芯片U7的GND引脚接地，GPRS通信芯片U7的UART1_TXD引脚与总控单片机的PA10/USART1_RX/TIM1_CH3引脚电连接，GPRS通信芯片U7的UART1_RXD引脚与总控单片机的PA9/USART1_TX/TIM1_CH2引脚电连接，GPRS通信芯片U7的VBAT引脚与外界4V电压连接；

电容C31，电容C31的一端与外界4V电压连接，电容C31的另一端接地；

电阻R34，电阻R34的一端与外界4V电压连接，电阻R34的另一端与GPRS通信芯片U7的RESET电连接；

MOS管Q30，MOS管Q30的源极接地，MOS管Q30的栅极与总控单片机的PE2/TRACECK/FSMC_A23引脚电连接，MOS管Q30的漏极与GPRS通信芯片U7的RESET电连接；

电阻R35，电阻R35的一端与GPRS通信芯片U7的UART1_CTS引脚电连接，电阻R35另的一端接地。

GPRS通信电路还包括GPRS通信端子J30，GPRS通信端子J30的型号为CNIPEXSM，GPRS通信端子J30的1号引脚与GPRS通信芯片U7的GPRS_RF引脚电连接，GPRS通信端子J30的2号引脚和3号引脚接地。

GPRS通信电路还包括SIM卡座电路电连接。

SIM卡座电路包括：

卡座芯片，卡座芯片的型号为FPCL050S20SM，卡座芯片的2号引脚与GPRS通信芯片U7的SM0_CLK引脚电连接，卡座芯片的3号引脚与GPRS通信芯片U7的SM0_DIO引脚电连接，卡座芯片的5号引脚与GPRS通信芯片U7的SM0_RST引脚电连接，卡座芯片的8号引脚与GPRS通信芯片U7的VSM0引脚电连接；

卡座芯片的1号、4号、7号、10号、13号、17号、20号、21号及22号引脚接地。

本实用新型的工作方式描述：

Rs-485电路接口和设备的RS-485通信接口相连，此时本实用新型作为主机以总线结构的通信方式，通过预设的地址的地址码与外接设备对接并读取和发送设备传来的数据，这些数据是由一组差分信号构成。在此过程中，双向收发器SN75176的主要作用是将从总线上接收到的差分信号转译成SMT32总控单片机能够识别的数字信号并通过一组串口传送给总控单片机。当本实用新型需要向设备发送命令时，SN75176亦可将总控单片机发出的数字信号转换为RS-485的差分信号并通过总线传送给设备。

本实用新型的wifi和GPRS通信功能可通过触摸屏上的触控开关选择开启或者关闭，这两种通信方式可选择只开启一种或者全部打开，即三种通信方式可以同时存在。而RS-485作为沟通本实用新型和设备的桥梁必是一直处于开启状态的且无法选择关闭。

在本实用新型的MCU内，有固定的寄存器用来存储RS-485电路读回来的数据，此寄存器的数据可同时通过wifi和gprs传送给移动终端。同时这些数据也会在本实用新型的显示界面显示。而MCU内有另一个寄存器用于存储将要给设备发送的命令，这个值可通过wifi、gprs相连的移动设备和本实用新型再带的显示屏进行更改，且此三者之间为“与”的关系，即通过任意的方式更改都会导致更改操作的完成，并且更改后的数据会被其它界面同步显示出来。

根据本实用新型提供的一种电力电子设备人机交互模块，包含RS-485、WiFi、GPRS三种通信方式,包含SD存储功能，支持在线调试功能。

本实用新型接线简单，仅预留两处接口，分别是SWD调试接口和RS-485通讯接口。实际使用的时候仅需要接RS-485通讯接口。

本实用新型只需要外部提供+5V电压即可正常工作，低功耗、低工作电压等优点。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。