[發(fā)明專利]帶方向檢測(cè)的非接觸式485總線在線監(jiān)聽(tīng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210334906.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102866686A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝楷;李小平;劉彥明;方海燕;黎劍兵;葉英豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種測(cè)試/故障診斷裝置，可實(shí)現(xiàn)在對(duì)485總線數(shù)據(jù)流監(jiān)聽(tīng)的同時(shí)，檢測(cè)出數(shù)據(jù)傳輸方向。

背景技術(shù)

485總線是最常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線之一，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化、分布式測(cè)控系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化、機(jī)電一體化設(shè)備、礦用設(shè)備等領(lǐng)域。

在485總線系統(tǒng)測(cè)試/故障診斷過(guò)程中，現(xiàn)有的方法是采取第三方監(jiān)聽(tīng)，即采用一臺(tái)專門的計(jì)算機(jī)或串口記錄設(shè)備對(duì)總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)和記錄,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)流的分析判斷出數(shù)據(jù)誤碼、幀格式錯(cuò)誤、相應(yīng)超時(shí)等故障，從而對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行定位。現(xiàn)有的這種監(jiān)聽(tīng)方法的連接方式由于采用直連式，監(jiān)聽(tīng)裝置與總線之間有電氣連接，而存在以下缺點(diǎn)：

首先，在測(cè)試過(guò)程中需要將監(jiān)聽(tīng)設(shè)備并聯(lián)在原有的485總線網(wǎng)絡(luò)中，處于安全性考慮，在總線上并聯(lián)接入設(shè)備的操作一般需要在斷電后進(jìn)行，將會(huì)造成系統(tǒng)的短暫停止工作，這在很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)是不允許的。

其次，485總線設(shè)備的負(fù)載能力有限，在總線上接入額外的設(shè)備，會(huì)對(duì)信號(hào)質(zhì)量造成影響，從而可能在某些場(chǎng)合導(dǎo)致額外的誤碼。

再次，一些低成本系統(tǒng)中大多沒(méi)有預(yù)留測(cè)試端口，為了進(jìn)行測(cè)試必須破壞485總線的絕緣層，這種不可恢復(fù)的破壞將影響系統(tǒng)的安全性。

在專利文獻(xiàn)《非接觸式485總線數(shù)據(jù)在線監(jiān)聽(tīng)裝置》（公開(kāi)號(hào)：101943901A）中公開(kāi)了一種在線、非接觸的485總線數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)方法，在其所述的測(cè)試方法中使用的非接觸探頭結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)夾具，測(cè)試時(shí)需將485差分雙絞線分別置于夾具的兩個(gè)導(dǎo)線槽中然后擰緊夾具，這種裝置雖然可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的監(jiān)聽(tīng)，但操作不夠簡(jiǎn)便，而且無(wú)法檢測(cè)出數(shù)據(jù)傳輸方向這一很重要的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種帶方向檢測(cè)的非接觸式485總線在線監(jiān)聽(tīng)裝置，以消除監(jiān)聽(tīng)裝置與總線之間的電氣連接，實(shí)現(xiàn)在不停機(jī)的情況下對(duì)總線上的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)傳輸方向同時(shí)進(jìn)行安全監(jiān)聽(tīng)和記錄。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的帶方向檢測(cè)的非接觸式485總線在線監(jiān)聽(tīng)裝置，探頭采用非接觸式電磁探頭102，信號(hào)處理電路包括電場(chǎng)信號(hào)處理電路1、磁場(chǎng)信號(hào)處理電路2和數(shù)據(jù)傳輸方向提取電路3；

所述的非接觸式電磁探頭102，置于485總線兩根差分傳輸線之間，同時(shí)感應(yīng)出電場(chǎng)信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)，分別輸出給電場(chǎng)信號(hào)處理電路1和磁場(chǎng)信號(hào)處理電路2；

所述電場(chǎng)信號(hào)處理電路1對(duì)電場(chǎng)信號(hào)依次進(jìn)行變換、放大、整形和提取，輸出485總線的數(shù)據(jù)信號(hào)4；

所述磁場(chǎng)信號(hào)處理電路2對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)依次進(jìn)行變換、放大、整形和提取，輸出表征485總線間磁場(chǎng)方向變化的脈沖信號(hào)5；

所述數(shù)據(jù)信號(hào)4和脈沖信號(hào)5同時(shí)輸入給數(shù)據(jù)傳輸方向提取電路3，通過(guò)異或、濾波、邊沿處理得到數(shù)據(jù)傳輸方向信號(hào)。

作為優(yōu)選，所述的非接觸式電磁探頭102，包括兩塊電場(chǎng)耦合板201、207、絕緣層202、帶縫隙的電場(chǎng)屏蔽層203、鐵氧體磁芯204和磁場(chǎng)耦合線圈205；鐵氧體磁芯204位于非接觸式電磁探頭102的中心位置，磁場(chǎng)耦合線圈205緊密繞于鐵氧體磁芯204上，電場(chǎng)屏蔽層203包裹在繞有磁場(chǎng)耦合線圈205的鐵氧體磁芯204外，并在包裹的接縫處留出縫隙，絕緣層202包裹于電場(chǎng)屏蔽層203外，兩塊電場(chǎng)耦合板201、207緊貼于絕緣層202表面，呈對(duì)稱分布。

作為優(yōu)選，所述的磁場(chǎng)信號(hào)處理電路2，包括互阻放大器106、反相放大器107、第二正向比較器108、第二負(fù)向比較器109和第二RS觸發(fā)器111；

所述的互阻放大器106，其輸入端與非接觸式電磁探頭102中的磁場(chǎng)耦合線圈205的一個(gè)輸出端連接，其輸出端與反相放大器107的輸入端相連，用于把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；

所述的反相放大器107，其輸出端同時(shí)與第二正向比較器108的同相端和第二負(fù)向比較器109的反相端連接，用于電壓信號(hào)的放大；

所述的第二正向比較器108，其反相端與正門限電壓連接，其輸出端與第二RS觸發(fā)器111的S端連接，用于對(duì)電壓信號(hào)整形；

所述的第二反向比較器109，其同相端與負(fù)門限電壓連接，其輸出端與第二RS觸發(fā)器111的R端連接，用于對(duì)電壓信號(hào)整形；

所述的第二RS觸發(fā)器111，用于對(duì)電壓信號(hào)中信息的提取，其輸出信號(hào)即為表征485總線間磁場(chǎng)方向變化的脈沖信號(hào)5。