一种基于CAN通信的DTU模块的制作方法

一种基于can通信的dtu模块
技术领域
1.本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种基于can通信的dtu模块。


背景技术：

2.目前在电力系统设备上数据传输采用的通讯方式均为rs485通讯，但由于can通讯在通讯上的特点让越来越多的客户青睐并使用。基于can通讯的智能微型断路器，需要一款能实时数据交换，指令信息传输，实现物联网功能的dtu，同时，该通信模式需满足低功耗、使用寿命长、成本低、数据深度透传、数据加密的要求。因此，lora wan无线通信可满足以上诸多要求，成为新的行业趋势。但目前市场上虽有各类dtu产品，但无一款产品能将基于can通讯的数据通过lora wan上传至服务平台，无法实现can/lora wan的新型物联网功能。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于can通信的dtu模块，内部采用can通讯控制电路进行数据传输，外部通过lorawan无线通信电路与上级监控平台的数据交换，将信号采用有线can通信模式发送给lora wan无线通信区，实现数据远传、透传，可实现can/lora wan的新型物联网功能，满足市场日益增长的通讯要求。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
5.一种基于can通信的dtu模块，包括dtu外壳，所述dtu外壳上设置有若干个外接口及指示灯，所述dtu外壳内设置有与所述外接口及指示灯电性连接的pcb电路板，所述pcb电路板包括电源管理电路、lora wan无线通信电路、can通讯控制电路、信号分析处理电路及状态显示电路，所述电源管理电路、lora wan无线通信电路、can通讯控制电路及状态显示电路均与所述信号分析处理电路电性连接。
6.优选地，所述外接口包括输入l线、输入n线、地线及can通信接口，所述输入l线、输入n线、地线均设置与所述dtu外壳的上端，所述can通信接口设置于所述dtu外壳的侧面。
7.优选地，所述信号分析处理电路包括主控芯片u7、晶振x1、电池bt1、电阻r7、电阻r8、电容c13、电容c14及电容c15，所述晶振x1、电池bt1、电阻r7、电阻r8、电容c13、电容c14及电容c15均与所述主控芯片u7连接。
8.优选地，所述电源管理电路包括电源管理芯片u1、电阻r15、电阻r23、电阻r26、电阻r27、电阻r29、电容c21、电容c23、电容c24及电感l3，所述主控芯片u7、电容c21、电阻r15、电阻r23、电容c23及电感l3均与所述电源管理芯片u1连接，所述电阻r27分别与电阻r23、电阻r26及电阻r29连接，所述电阻r29及电容c24均与电感l3连接。
9.优选地，所述lora wan无线通信电路包括无线通信芯片g1、三极管q1、三极管q2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c1、电容c2、电容c3及电容c4，所述电容c1、电容c3、电阻r3及电阻r5均与所述三极管q1连接，所述电阻r4、电阻r3及电容c2均与三极管q2连接，所述电容c4与电阻r4连接，所述主控芯片u7、三极管q1及三极管q2均与所述无线通信芯片g1连接。
10.优选地，所述can通讯控制电路包括can通信芯片u2、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20及电阻r21，所述主控芯片u7、电阻r17、电阻r18、电阻r19均与所述can通信芯片u2连接，所述电阻r18、电阻r19、电阻r20及电阻r21均与所述外接口连接。
11.优选地，所述状态显示电路包括发光二极管led1、发光二极管led2、电阻r10、电阻r11、三极管q3及三极管q4，所述电阻r10分别与发光二极管led1及三极管q3连接，所述电阻r11分别与所述发光二极管led2及三极管q4连接。
12.采用上述技术方案，本实用新型提供的一种基于can通信的dtu模块，具有以下有益效果：该dtu模块中的dtu外壳内设置有与外接口及指示灯电性连接的pcb电路板，该pcb电路板中的电源管理电路、lora wan无线通信电路、can通讯控制电路及状态显示电路均与信号分析处理电路电性连接，该电源管理电路可为智能微型断路器监控电路提供15v工作电源，同时，将通信功能集为一体，状态显示电路指示该dtu模块的工作状态，智能微型断路器通过can总线输出的数据经can通讯控制电路储存至dtu模块内，该can通讯控制电路根据智能微型断路器与dtu模块间的通讯规约进行数据转换，数据则会根据dtu模块的反馈信号传输至对应的端口，lora wan无线通信电路把智能微型断路器的数据发送至对应的检测管理后台及云服务器，从而与上级监控平台进行数据交换；可以满足不同应用场景的需要，方便用户使用；可实现can/lora wan的新型物联网功能，满足市场日益增长的通讯要求。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为本实用新型的中电源管理电路的电路原理图；
15.图3为本实用新型的中lora wan无线通信电路的电路原理图；
16.图4为本实用新型的中can通讯控制电路的电路原理图；
17.图5为本实用新型的中信号分析处理电路的电路原理图；
18.图6为本实用新型的中状态显示电路的电路原理图；
19.图7为本实用新型实施例的原理拓扑图；
20.图中，1-dtu外壳、2-输入l线、3-输入n线、4-地线、5-can通信接口、6-指示灯。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
24.如图1所示，在本实用新型的结构图中，结合图1-图7，该基于can通信的dtu模块包括dtu外壳1，该dtu外壳1上设置有若干个外接口及指示灯6，该dtu外壳1内设置有与该外接口及指示灯6电性连接的pcb电路板，该pcb电路板包括电源管理电路、lora wan无线通信电路、can通讯控制电路、信号分析处理电路及状态显示电路，该电源管理电路、lora wan无线通信电路、can通讯控制电路及状态显示电路均与该信号分析处理电路电性连接。可以理解的，该外接口包括输入l线2、输入n线3、地线4及can通信接口5，该输入l线2、输入n线3、地线4均设置与该dtu外壳1的上端，该can通信接口5设置于该dtu外壳1的侧面，本实用新型对该dtu外壳的材质不作限定。
25.具体地，该信号分析处理电路对电源信号及通讯信号进行信号分析处理并输出控制信号控制电源管理电路、lora wan无线通信电路、can通讯控制电路及状态显示电路的工作状态，其包括主控芯片u7、晶振x1、电池bt1、电阻r7、电阻r8、电容c13、电容c14及电容c15，该晶振x1、电池bt1、电阻r7、电阻r8、电容c13、电容c14及电容c15均与该主控芯片u7连接，该主控芯片u7采用stm32f103rct6芯片；该电源管理电路接入外部供电电源并整理输出合适的工作电源给上述各个电路进行供电，其包括电源管理芯片u1、电阻r15、电阻r23、电阻r26、电阻r27、电阻r29、电容c21、电容c23、电容c24及电感l3，该主控芯片u7、电容c21、电阻r15、电阻r23、电容c23及电感l3均与该电源管理芯片u1连接，该电阻r27分别与电阻r23、电阻r26及电阻r29连接，该电阻r29及电容c24均与电感l3连接，该电源管理芯片u1采用mp1471agj-z芯片；该lora wan无线通信电路通过无线通信的方式将通讯信号上传至服务平台，实现数据交换，其包括无线通信芯片g1、三极管q1、三极管q2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c1、电容c2、电容c3及电容c4，该电容c1、电容c3、电阻r3及电阻r5均与该三极管q1连接，该电阻r4、电阻r3及电容c2均与三极管q2连接，该电容c4与电阻r4连接，该主控芯片u7、三极管q1及三极管q2均与该无线通信芯片g1连接，该无线通信芯片g1采用sim7600cx芯片；该can通讯控制电路接入智能微型断路器输入的信号并根据智能微型断路器与dtu间的通讯规约进行数据转换，数据会根据信号分析处理电路反馈的信号传输至对应的端口(can通信接口)，其包括can通信芯片u2、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20及电阻r21，该主控芯片u7、电阻r17、电阻r18、电阻r19均与该can通信芯片u2连接，该电阻r18、电阻r19、电阻r20及电阻r21均与该外接口连接，该can通信芯片u2采用sn65hvd230d芯片；该状态显示电路包括发光二极管led1、发光二极管led2、电阻r10、电阻r11、三极管q3及三极管q4，该电阻r10分别与发光二极管led1及三极管q3连接，该电阻r11分别与该发光二极管led2及三极管q4连接。可以理解的，上述仅列出主要电路元器件及其具体连接关系，其余元器件及其具体连接关系如附图所示，本实用新型不再赘述。
26.可以理解的，该dtu模块主要由电源及通讯两个功能组件组成，每个功能组件构成了该元件的不同功能区域，包括：1)电源组件(电源管理电路)，是实现设备正常工作供电及后备保护的基本组件；实现由交流220v转换为直流15v，通过一系列的降压处理后转变为直流15v，为智能微型断路器提供电源输出，基于can通讯的采集设备可由其提供电源输入，实现设备的正常工作；2)lora wan无线通信组件(lora wan无线通信电路)，用于配套使用的
监控系统及手机app数据交换与指令信息传输，实现物联网功能。通讯组件主要由can通讯控制电路与lora wan无线网络控制电路组成。该通讯组件集电气自动控制技术、边缘计算与边缘分析技术、微电子技术、通信技术、物联网技术等为一体，将信号采用有线can通信模式发送给lora wan无线通信区，实现数据远传、透传，实现物联网功能。该组件内部采用can进行数据传输，外部通过lorawan用于与上级监控平台的数据交换，用户可根据需求选择科学、合理的配置方式。智能微型断路器通过can输出的数据经dtu模块内置的can通讯控制电路储存至dtu模块内，并根据智能微型断路器与dtu模块间的通讯规约进行数据转换，数据则会根据dtu的反馈信号传输至对应的端口；智能微型断路器的数据通过can传输至dtu模块，并通过lora wan无线通信电路把智能微型断路器的数据发送至对应的检测管理后台及云服务器。
27.可以理解的，本实用新型设计合理，构造独特，集电气自动控制技术、边缘计算与边缘分析技术、微电子技术、通信技术、物联网技术等为一体，为智能微型断路器提供一种专用组合电器元件。具有如下目的和意义：1、填补智能微型断路器没有专用组合电器元件的空白；2、填补市场上基于can/lora wan通信的专用组合电器元件的空白；3、作为一种专用元器件——can/lora wan通信的dtu组合电器，可以满足不同应用场景的需要，方便用户使用；4、dtu模块组合电器与基于can通讯的智能微型断路器配套使用，可实现can/lora wan的新型物联网功能，满足市场日益增长的通讯要求。
28.以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。