一种基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置。

背景技术：

目前，基于Bluetooth(基于IEEE 802.15.1)、Wi-Fi(基于IEEE 802.11)、ZIGBEE(基于IEEE 802.15.4)等协议的无线网络技术发展迅速。传统的工业控制方法通常是通过大量使用PLC和DCS来实现数据采集和状态监测，但是这种方式需要大量电缆，不便于维护。现场总线(Field Bus)是应用在工业现场测量控制设备之间实现双向串行多点通信的数字通信系统。基于现场总线技术，则可节省接线量，使得监测系统更为便利。然而在一些布线困难的特殊工业现场，现场总线无法满足需求。如何将无线网络技术融合到工业控制领域成为研究的新热点。首先需要解决的问题是数据的兼容性，以及如何实现有线网络与无线网络之间的连接和通信。因此，有线工业现场总线协议与无线协议之间的转换技术必不可少。

技术实现要素：

针对现有技术的上述技术问题，本实用新型提供一种基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置。

本实用新型提供一种基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置，包括：蓝牙模块、现场总线主控模块、CAN模块、RS485模块、电源管理模块和通讯模块；CAN模块与现场总线主控模块通过SPI接口连接；RS485模块与现场总线主控模块通过UART接口连接；现场总线主控模块通过总线与蓝牙模块连接，现场总线主控模块接收并处理蓝牙模块发送的数据；蓝牙模块通过通讯模块与用户通讯设备连接；电源管理模块用于为各模块提供所需的直流电源。

如上所述的装置，优选地，所述装置还包括缓存模块，现场总线主控模块通过总线与缓存模块连接；所述蓝牙模块的主芯片为蓝牙SOC芯片；所述通讯模块包括天线和具有RJ-45端口的集线器；

本实用新型提供的工业现场总线协议转换装置是基于低功耗蓝牙技术，方便智能手机、设备接入，工业现场总线数据可通过蓝牙和智能手机网络上传至远程计算机，便于远距离对监测信号进行分析和监测。另外，装置的设备实现采用嵌入式软硬件，增加了设备可靠性。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的原理示意图；

图3为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的CAN模块的电路图；

图4为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的RS485模块的电路图；

图5为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的现场总线主控模块的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置，是对现有工业现场总线监测、调试技术方案的改进。图1为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置包括：蓝牙模块、现场总线主控模块、CAN模块、RS485模块、电源管理模块和通讯模块。其中，CAN模块与现场总线主控模块通过SPI接口连接；RS485 模块与现场总线主控模块通过UART接口连接；现场总线主控模块通过总线与蓝牙模块连接，现场总线主控模块接收并处理蓝牙模块发送的数据；蓝牙模块通过通讯模块与用户通讯设备(例如、智能手机)连接；电源管理模块用于为各模块提供所需的直流电源。

图2为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的原理示意图。参考图2所示，优选地，所述装置还包括缓存模块，现场总线主控模块通过总线与缓存模块连接；所述蓝牙模块的主芯片为蓝牙SOC芯片；所述通讯模块包括天线和具有RJ-45端口的集线器(巴伦)。

本实用新型提供的工业现场总线协议转换装置，以低功耗蓝牙SOC作位核心控制器件，应用于工业现场总线协议监控系统，实现了工业现场总线与低功耗蓝牙技术、智能手机技术的结合，将待监测的现场总线协议数据打包，通过蓝牙上传给智能手机或智能手机通过蓝牙下发命令控制现场总线，利用智能手机展示数据包或监控数据。

下面给出的本实用新型的工业现场总线协议转换装置的硬件实现。图 3为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的CAN模块的电路图。图4为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的RS485模块的电路图。图5为本实用新型提供的基于低功耗蓝牙的工业现场总线协议转换装置实施例的现场总线主控模块的电路图。参考图3-图5所示，U1是低功耗蓝牙SOC NRF52832-QFAA-R、U7是充电管理芯片MCP73831T-2ATI/OT、U6是RS485 接口芯片SP3485EN-L/TR、U5是SPI接口的CAN控制器MCP2515-I/SO、U9 是CAN接口芯片TJA1051T、USB1是Micro-USB充电接口、X1，X2是晶体振荡器、L2是2.4GHz陶瓷天线AN9520-245、D2是RS485接口保护二极管阵列SM712、TV1，TV2是陶瓷放电管。

原理图接线说明：

USB1-1为系统充电时的输入，经自恢复保险丝F1与U7相连，为U7 供电；

USB1-5为系统电源地；

U7-3为系统电源，与电池B1连接；

U7-1为充电状态指示，与LED1连接指示充电状态；

U1-30为射频输出，经匹配电容C1和匹配电感L1与2.4G天线L2相连；

U1-28经过电阻R14与U5-17相连，为U5的复位信号；

U1-29经过电阻R15与U5-16相连，为U5的SPI接口片选信号；

U1-37经过电阻R16与U5-15相连，为U5的SPI接口的数据信号；

U1-38经过电阻R17与U5-14相连，为U5的SPI接口的数据信号；

U1-39经过电阻R18与U5-13相连，为U5的SPI接口的时钟信号；

U1-40经过电阻R19与U5-12相连，为U5的中断信号；

U1-23经过电阻R9与U6-1相连，为U6的接收输出信号；

U1-24经过电阻R8与U6-2和U6-3相连，为U6的方向控制信号；

U1-27经过电阻R10与U6-4相连，为U6的发送输入信号。

综上所述，本实用新型提供的工业现场总线协议转换装置是基于低功耗蓝牙技术，方便智能手机、设备接入，工业现场总线数据可通过蓝牙和智能手机网络上传至远程计算机，便于远距离对监测信号进行分析和监测。另外，装置的设备实现采用嵌入式软硬件，增加了设备可靠性。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。