[實用新型]藍牙無線型HART通信接口

有效

• 申請號: 200920286784.3
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN201656974U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 王駿;操永波
• 申請（專利權）人: 上海工業自動化儀表研究院
• 主分類號: H04B5/00
• 分類號: H04B5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種雙向通信技術，特別涉及一種藍牙無線型HART通信接口。

背景技術

HART協議作為一種主從式通信協議，分為了主設備和從設備，由主設備作為數字通信的發起者，從設備作為應答者。主設備一般是安裝了HART主站應用軟件的PC機，為實現與現場HART從設備的通信，需要采用HART通信接口，實現HART數字信號到計算機總線的轉換。但市場上目前主流的是RS-232及USB型HART通信接口，但都需要進行有線連接，導致了使用的不方便。

發明內容

本實用新型是針對現有通信接口使用不便的問題，提出了一種藍牙無線型HART通信接口，以藍牙無線的方式與HART主站系統連接，同時滿足HART物理層通信規范要求，實現HART數字信號的雙向傳輸。

本實用新型的技術方案為：一種藍牙無線型HART通信接口，包括充電管理模塊、電池、電源開關、電源電壓調整模塊、藍牙無線通信模塊、HART調制/解調模塊、濾波及放大模塊和指示模塊，電源經過充電管理模塊一路輸出對電池充電，一路輸出到電源開關，電池輸出接電源開關，電源開關輸出接電源電壓調整模塊，電源電壓調整模塊輸出標準電壓給藍牙無線通信模塊、HART調制/解調模塊、濾波及放大模塊供電，藍牙模塊與HART調制/解調芯片之間進行數字通信，HART調制/解調模塊通過濾波/放大模塊與現場儀表相連接，并輸出信號到指示模塊。

所述藍牙模塊與HART調制/解調芯片之間采用1200bps的串行異步方式進行數字通信。所述HART調制/解調模選用AMI公司的A5191HART調制/解調芯片，HART輸出電路采用運放構成低通濾波電路。所述指示模塊采用雙色LED發光二極管，提供充電、藍牙連接及HART通信的指示信息。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型藍牙無線型HART通信接口，具有結構簡單、體積小巧、無線傳輸、使用方便、低功耗、可充電電池、信號指示等優點。

附圖說明

圖1為HART雙向通信的系統連接圖；

圖2為本實用新型藍牙無線型HART通信接口的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示HART雙向通信的系統連接圖，過程控制系統由24V穩壓電源101、負載電阻102及智能儀表103形成串聯4～20mA回路，HART數字信號以FSK方式疊加在4～20mA的模擬信號上。主站系統104通過HART通信接口105與現場系統相連接，實現HART數字信號的雙向傳輸。

如圖2所示的藍牙無線HART通信接口，包括充電管理模塊201、電池202、電源開關203、電源電壓調整模塊204、藍牙無線通信模塊205、HART調制/解調模塊206、濾波及放大模塊207以及指示模塊。

藍牙無線HART通信接口采用自帶的可充電電池202為內部電路供電，通過充電管理模塊201實現對內部電池202的充電。在使用外部電源進行充電的時候，充電管理模塊將同時為內部系統提供電能。通過電源開關203控制內部電源的開或關，在電池供電時可節省用電。利用電源調整模塊204調整出穩定的3～5V電源電壓，供內部電路使用。藍牙模塊205符合藍牙無線通信協議，并提供藍牙虛擬串口服務，與HART調制/解調芯片206之間采用1200bps的串行異步方式進行數字通信。HART調制/解調芯片206實現HART物理層FSK數字信號到UART串行信號的轉換，并通過濾波/放大模塊207與現場儀表相連接，實現HART物理信號的接收和發送。

選用AMI公司的A5191作為HART調制/解調芯片，并按其典型應用設計外圍濾波電路。HART輸出電路采用運放構成低通濾波電路，同時提高輸出驅動能力。選用美國愛拜丁公司的KC21藍牙無線模塊，并配置為1200bps，與A5191的串行接口直接連接。電源調整模塊選用TI公司的TPS7230，提供3V恒定電壓源。采用定制的3.6V/400mAh可充電鋰電池，并選用CN3052A構成充電管理模塊，通過mini-USB接口與外部充電器或計算機USB相連接，實現充電功能。此外利用CN3052A、A5191以及藍牙模塊的數字信號腳，分別控制3個雙色LED發光二極管，提供充電、藍牙連接及HART通信的指示信息。