[实用新型]一种基于物联网的HART仪表分析平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业控制领域，具体的说，是一种基于物联网的HART仪表分析平台。

背景技术

随着物联网的兴起和快速发展，无线传感器网络(Wirelesssensornetworks，WSNs)综合了嵌入式计算技术、遥感测控技术、无线通信技术和分布式信息处理技术等多个学科，交叉发展而成的军民两用战略高新技术，是物联网技术的核心，是新一代信息技术革命的重要推动力。

HART（高速可寻址远程传感器）通信广泛用于数字信号传输。HART协议使用FSK技术，在4~20mA信号过程量上叠加一个频率信号，成功地把模拟信号和数字信号双向同时通讯，而不互相干扰。HART协议参照了国际标准化组织的开放性互连模型，使用OSI标准的物理层、数据链路层、应用层。HART协议规定了传输的物理形式、消息结构、数据格式和一系列操作命令，是一种主从协议。当通讯模式为"问答式"的时候，一个现场设备只做出被要求的应答。

目前市场上，虽然已经有手持操作器可以用于现场HART仪表的参数调整和测试维护，但仅在HART仪表需要调校或维护时才接入系统，无法做到实时监控。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的HART仪表分析平台，基于物联网技术，实现现场多个HART仪表的实时监控。而且，本实用新型中的HART无线适配器采用无源供电模式，有效节能。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于物联网的HART仪表分析平台，包括上位机和通过无线网关与上位机通讯的多个HART无线适配器；所述HART无线适配器通过HART总线与HART仪表一一对应连接，同时与物联网中网络节点无线通讯，所述HART无线适配器包括壳体和安装在壳体内的电路板；所述电路板上设置有：

HART处理器，进行数据分析处理；

串口自供电电源转换电路，与HART处理器连接并将串口负压转换成稳定的3.3V正电压向HART处理器供电；

人机交互接口模块，包括输入单元、I2C接口电路，输入单元通过I2C接口电路与HART处理器连接；

存储器，与HART处理器连接并用于数据存储；

调制解调模块，分别与HART处理器、HART仪表连接，通过协议转换实现HART处理器、HART仪表之间的数据通讯；

ZIGBEE收发模块，与HART处理器连接并与网络节点通过ZIGBEE无线信号进行通讯；

GSM收发模块，与HART处理器连接并与网络节点通过GSM无线信号进行通讯。

本实用新型中，所述HART无线适配器包括壳体和安装在壳体内的电路板；所述电路板上设置有HART处理器、串口自供电电源转换电路、人机交互接口模块、存储器、调制解调模块、ZIGBEE收发模块、GSM收发模块。

所述HART处理器，通过ZIGBEE收发模块、GSM收发模块接收上位机发送的指令并通过调制解调模块向HART仪表发送请求指令，同时通过调制解调模块将HART仪表返回的参数信号再通过ZIGBEE收发模块、GSM收发模块回传给上位机。

所述串口自供电电源转换电路，与HART处理器连接并将串口负压转换成稳定的3.3V正电压向HART处理器供电。本实用新型通过串口自供电电源转换电路从串口直接向HART处理器进行无源供电，节省资源。

所述人机交互接口模块，包括输入单元、I2C接口电路，用于接收操作者输入的指令。

所述ZIGBEE收发模块、GSM收发模块通过网络节点与上位机进行双向无线通讯。

为了更好的实现本实用新型，所述HART处理器包括主控单元、自动收发控制电路；

所述主控单元，分别与I2C接口电路、ZIGBEE收发模块、GSM收发模块、自动收发控制电路；

所述自动收发控制电路，检测端接主控单元，控制端接调制解调模块的受控端，自动控制调制解调模块的通信方向。

为了更好的实现本实用新型，所述自动收发控制电路包括可重触发单稳态触发器U2、电阻R1、电容C1、反相器U3；

所述可重触发单稳态触发器U2的外部电容连接脚Cext以及外部电容和电阻连接脚RCext之间连接电容C1，外部电容和电阻连接脚RCext通过电阻R1接电源V1，清除脚CLR以及正边沿触发输入脚B接电源V1，负边沿触发输入脚A作为自动收发控制电路的检测端接主控单元，正脉冲输出脚Q接反相器U3的输入端；

所述反相器U3的输出端作为自动收发控制电路的控制端接调制解调模块的受控端。