可用于化工安全监控的CAN总线传感器节点

摘要

本发明涉及一种可用于化工安全监控的CAN总线传感器节点。本发明包括电源管理模块、环境参数采集模块、CAN传输模块和处理器模块。电源管理模块包括7.4V锂电池、5V电压转换电路、3.3V电压转换电路、1.8V电压转换电路。环境参数采集模块包括温湿度采集单元和气压采集单元。CAN传输模块包括光耦隔离单元、CAN收发单元和电源隔离单元。处理器模块以处理器LPC2109FBD64/01为核心，在其外围分别搭建了复位电路、晶振电路、JTAG电路以及ISP电路。本发明传输距离远、实时性强。

主权项

可用于化工安全监控的CAN总线传感器节点，包括电源管理模块、环境参数采集模块、CAN传输模块和处理器模块，其特征在于：所述的电源管理模块包括7.4V锂电池、5V电压转换电路、3.3V电压转换电路、1.8V电压转换电路；锂电池正极和单刀双掷开关S1的2引脚相连，负极接地；单刀双掷开关S1的3引脚悬空，1引脚和保护二极管1N4007阳极相连，保护二极管1N4007的阴极和电源芯片U2的3引脚相连；5V电压转换电路中钽电容C23的正极和电源芯片U2的3引脚相连，钽电容C23的负极接地；电源芯片U2的1引脚接地，2引脚和钽电容C24的正极、电源指示灯DS1的阳极相连；钽电容C24的负极、电源指示灯DS1的阴极均接地；电源芯片U2的2引脚分别和电源芯片U3的3引脚、电源芯片U4的3引脚相连；3.3V电压转换电路中电容C7的一端和电源芯片U3的3引脚相连，另一端接地；电源芯片U3的1引脚接地，2引脚和钽电容C9的正极、电源指示灯DS2的阳极相连；钽电容C9的负极、电源指示灯DS2的阴极均接地；1.8V电压转换电路中电容C8的一端和电源芯片U4的3引脚相连，另一端接地；电源芯片U4的1引脚接地，2引脚和钽电容C10的正极、电源指示灯DS3阳极相连；钽电容C10的负极、电源指示灯DS3的阴极均接地；所述的环境参数采集模块包括温湿度采集单元和气压采集单元；温湿度采集单元的核心数字式温湿度传感器U11的1引脚和处理器的26引脚相连，6引脚和处理器的22引脚相连；数字式温湿度传感器U11的5引脚和3.3V电压转换电路相连，2引脚接地，电容C32的一端和数字式温湿度传感器U11的5引脚相连，另一端接地；数字式温湿度传感器U11的3、4引脚均悬空；气压采集单元核心数字式气压传感器U10的6引脚和处理器的30引脚相连、7引脚和处理器的29引脚相连、8引脚和处理器的27引脚相连；数字式气压传感器U10的4引脚、5引脚均和处理器的1引脚相连；数字式气压传感器U10的1引脚和3.3V电压转换电路相连，2引脚、3引脚均接地；电容C12的一端和数字式气压传感器U10的1引脚相连，另一端和数字式气压传感器U10的2引脚相连； 所述的CAN传输模块包括光耦隔离单元、CAN收发单元和5V电源隔离单元；光耦隔离单元的核心为两个高速光耦隔离器件6N137即U7和U8；光耦U7的2引脚和5V电压转换电路输出端相连；光耦U7的3引脚串联一个470Ω的电阻R7后和处理器CAN接口10引脚连接；光耦U7的1、4引脚悬空；光耦U7的5引脚和5V电源隔离单元中U9的3引脚相连；光耦U7的7、8引脚和5V电源隔离单元中U9的4引脚相连，电阻R5的一端和光耦U7的7、8引脚相连，另外一端和光耦U7的6引脚相连；光耦U7的6引脚和CAN收发器U6的1引脚相连；CAN收发单元的核心是TJA1040T高速CAN收发器U6，其3引脚和5V电源隔离单元中U9的4引脚相连；CAN收发器U6的2引脚和5V电源隔离单元中U9的3引脚相连；CAN收发器U6的5、8引脚悬空，6引脚、7引脚通过接插件J2和终端电阻R4相连；终端电阻R4的一端和接插件J2的2引脚相连，另一端和CAN收发器U6的7引脚相连；接插件J2的1引脚和CAN收发器的6引脚相连；CAN收发器的4引脚串联一个470Ω的电阻R6后和光耦U8的3引脚相连；光耦U8的2引脚和5V电源隔离单元中U9的4引脚相连；光耦U8的1、4引脚悬空；光耦U8的7、8引脚和5V电压转换电路相连，电阻R8的一端和光耦U8的7、8引脚相连，另一端和光耦U8的6引脚相连；光耦U8的6引脚和处理器的CAN接口9引脚相连；光耦U8的5引脚接地；电源隔离单元中U9的2引脚和5V电压转换电路相连，1引脚接地；电容C12的一端和U9的3引脚相连，电容C12另一端和U9的4引脚相连；电阻R9一端U9的3引脚相连，电阻R9的另一端和U9的4引脚相连；所述的处理器模块的核心为处理器U1，还包括复位电路、晶振电路、JTAG电路、ISP电路和退藕电容；处理器模块的核心处理器U1的57引脚和复位芯片U5的2引脚相连；复位芯片U5的1引脚接地，4引脚和3.3V电压转换电路相连，电容C11的一端和复位芯片的1引脚连接，另一端和复位芯片的4引脚相连；复位芯片的3引脚和复位开关S2的一端，复位开关S2的另一端接地；处理器U1的61引脚、62引脚分别和晶振电路相连；晶振电路中晶振Y1的两端并联一个电阻R3，用于使系统更容易起振；晶振电路中电容C1、C2的一端分别和晶振相连，另一端均接地；处理器的JTAG接口和接插件JP1相连，其中处理器的20引脚和接插件JP1的3引脚相连，24引脚和接插件JP1的11引脚相连，52引脚和接插件JP1的7引脚相连，56引脚和接插件JP1的9引脚相连，57引脚和接插件JP1的15引脚相连，60引脚和接插件JP1的5引脚相连，64引脚和接插件JP1的13引脚相连；接插件JP1的1引脚、2引脚和3.3V电压转换电路相连，17引脚、19引脚均悬空，其余引脚均接地；电阻R2的一端和接插件JP1的11引脚相连，另一端接地；处理器ISP接口41引脚和接插件JP2的1引脚相连，接插件JP2的2引脚接地；电阻R1的一端和接插件JP2的1引脚相连，电阻R1的另外一端和3.3V电压转换电路相连；退藕电容部分中，电容C16的一端和处理器的17引脚相连，另一端接地；电容C17的一端和处理器的49引脚相连，另一端接地；电容C18的一端和处理器的63引脚相连，另一端接地；电容C19的一端和处理器的7引脚相连，另一端接地；电容C20的一端和处理器的23引脚相连，另一端接地；电容C21的一端和处理器的43引脚相连，另一端接地；电容C22的一端和处理器的51引脚相连，另一端接地。