基于RS - 485 總線(xiàn)的數據采集系統

　　1.2.4 電源模塊

　　由于系統下位機位于大壩現場(chǎng)，電源無(wú)法從現場(chǎng)取得，必須由上位機提供，因此電源解決方案如圖6 所示。

　　圖6 　系統供電框圖

　　在主節點(diǎn)部分，通過(guò)總電源處理模塊，將交流220 V 轉換為直流12 V ,上位機的電源由自身的5 V 穩壓模塊提供，通過(guò)總電源線(xiàn)將12 V 直流輸送到下位機，下位機及其外圍器件所需的電源都由下位機的電源模塊提供，個(gè)別器件所需的特殊電壓，由專(zhuān)用模塊獲得。

　　1.2.5 通信模塊

　　總線(xiàn)采用雙絞線(xiàn)差分傳輸方式，可連接成半雙工和全雙工方式，最遠傳輸距離為112 km. 系統數據通信采用半雙工通信方式，即整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中任一時(shí)刻只能由一個(gè)節點(diǎn)成為主節點(diǎn)，處于發(fā)送狀態(tài)，并向總線(xiàn)發(fā)送數據，其他的節點(diǎn)都必須處于接收狀態(tài)，如果2 個(gè)或2 個(gè)以上節點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數據，將導致所有發(fā)送方發(fā)送數據失敗，因此通信網(wǎng)一般采取主從式即主節點(diǎn)控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的通信時(shí)序，使總線(xiàn)上的各節點(diǎn)分時(shí)使用總線(xiàn)，解決總線(xiàn)數據傳輸的沖突。

　　總線(xiàn)驅動(dòng)芯片選用RS - 485 接口芯片SN75LBC184 ,它采用單一電源，電壓為3～515 V 時(shí)都能正常工作。與普通的芯片相比，它不但能抗雷電的沖擊，而且能承受高達的靜電放電沖擊，片內集成4 個(gè)瞬時(shí)過(guò)壓保護管，可承受高達的瞬態(tài)脈沖電壓，因此它能顯著(zhù)提高防止雷電損壞器件的可靠性。對一些環(huán)境比較惡劣的現場(chǎng)，可直接與傳輸線(xiàn)相接，而不需要任何外加保護元件。該芯片還有一個(gè)獨特的設計，當輸入端開(kāi)路時(shí)，其輸出為高電平，這樣可保證接收器輸入端電纜有開(kāi)路故障時(shí)，不影響系統的正常工作。另外它的輸入阻抗為RS - 485 標準輸入阻抗的2 倍（ ≥24 kΩ） ,故可以在總線(xiàn)上連接64 個(gè)收發(fā)器。芯片內部設計了限斜率驅動(dòng)，使輸出信號邊沿不會(huì )過(guò)陡，使傳輸線(xiàn)上不會(huì )產(chǎn)生過(guò)多的高頻分量，從而有效扼制電磁干擾?？偩€(xiàn)驅動(dòng)芯片和單片機的連接采用間接連接，如圖7 所示。

　　圖7 　總線(xiàn)驅動(dòng)芯片和單片機間的間接連接圖