一種通過usb接口讀取hart儀表參數的系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及自動化儀表測試技術領域，特別是涉及一種通過USB接口讀取HART儀表參數的系統。
【背景技術】
[0002]多年來，HART協議智能儀表一直是工業自動化領域的主流通信協議，HART協議信號疊加在儀表的4-20毫安電流環路上，用峰-峰值約0.5毫安的電流表示，其中1200Hz頻率為數字1，2200Hz頻率為數字O。HART協議儀表的參數讀寫一般都是通過各大廠家生產的專有的手操器來完成。通常這類手操器產品的價格昂貴，后期產品升級的費用也較高，同時由于手操器的程序是固化的，不能對其進行二次編程，靈活度不高。因此有必要設計一種價格低廉，可二次編程的的HART協議儀表參數讀取系統。而PC機是目前最普遍的通用開發工具，價格低廉，支持多種編程方式開發，尤其是現在得PC機尤其是便攜式筆記本都取消了并口和串口配置，只有USB接口，因此，本系統采用通過PC機USB接口口發送命令給HART協議解析CPU，來讀取HART儀表參數。
【發明內容】
[0003]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種通過USB接口讀取HART儀表參數的系統，用于解決在現有HART協議儀表參數測試中需要由價格昂貴的專業設備來進行操作的問題。
[0004]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供以下技術方案:
[0005]—種通過USB接口讀取HART儀表參數的系統，包括上位機系統和HART儀表，所述系統還包括:協議轉換模塊，通過USB接口與上位機系統進行通信連接，用于對上位機系統輸出的HART命令進行解析得到包含對應的通用命令類型的數字信號并予以輸出，以及還用于對HART儀表回傳的HART信號參數進行轉換后上傳至上位機系統；HART信號收發模塊，連接于所述協議轉換模塊并通過一檢流電阻與所述HART儀表連接，用于將所述協議轉換模塊輸出的數字信號轉換成的標準HART信號并將其注入到所述間流電阻上以供HART儀表識別，以及還用于將所述HART儀表響應所述標準HART信號并回傳輸出的HART信號參數發送至協議轉換模塊。
[0006]作為上述通過USB接口讀取HART儀表參數的系統的優選方案，所述協議轉換模塊為C5051F340型的USB FLASH微控制器，其中，所述USB FLASH微控制器的管腳7、8、9、10分別依次連接USB接口的1、2、3、4針腳，USB FLASH微控制器的管腳27、28、29、30、31分別連接連接HART信號收發模塊。
[0007]作為上述通過USB接口讀取HART儀表參數的系統的優選方案，所述HART信號收發模塊至少由A5191型HART協議解調集成芯片和隔離變壓器Tl構成，其中，隔離變壓器Tl輸入端分別通過電阻Rl和一比較器分別依次連接芯片A5191的管腳16和管腳11，比較器的輸出端通過一電阻R2與隔離變壓器Tl輸入端連接，比較器的同相輸入端連接芯片A5191的管腳11，比較器的反向輸入端通過一電阻R4連接比較器的輸出端；隔離變壓器Tl的輸出端并聯連接在檢流電阻fcc的兩端，所述檢流電阻的一端連接正極電源，所述檢流電阻fcc的另一端連接HART儀表；芯片A5191的管腳11依次串聯連接電阻R5和電阻R6后接地連接，芯片A5191的管腳12連接于電阻R5和電阻R6之間，芯片A5191的管腳6、管腳15、管腳18及管腳22依次通過一電容C2、電容C3、電容C4及電容C5接地連接，芯片A5191的管腳6和管腳22之間還并聯有一電阻R7，芯片A5191的管腳17通過一電阻R8連接芯片A5191的管腳18，芯片A5191的管腳1、管腳5、管腳7、管腳8、管腳9、管腳14、管腳20及管腳21分別接地連接，管腳13通過一電阻R9連接于管腳7，芯片A5191的管腳23，管腳27，管腳19，管腳24，管腳26分別連接USB FLASH微控制器的管腳27、管腳28、管腳29、管腳30、管腳31。
[0008]相對現有技術，本發明提供的以上方案可以實現HART協議儀表參數測試的低廉化，省去現有技術中必須采用價格昂貴的專業測試設備的開銷，大大降低了維護成本。
【附圖說明】
[0009]圖1顯示為本發明通過USB接口讀取HART儀表參數的系統的實施方式原理圖。
[0010]圖2顯示為本發明中協議轉換模塊的一實施方式原理圖。
[0011]圖3顯示為本發明中HART信號收發模塊的一實施方式原理圖。
[0012]圖4顯示為利用本發明來實現HART儀表參數檢測的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0014]需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0015]目前，市場上HART協議儀表參數測試主要是通過大公司專用手操器實現，如羅斯蒙特公司的475手操器，這類手操器價格昂貴，基本模塊價格在3萬美金左右，維護也需要專門人員，并且讀取HART協議儀表參數的界面是固態的，不能滿足客戶的多種顯示需要。為了解決上述問題，本發明提出了一種制造成本低廉的HART儀表參數讀取電路，以下將對本發明提供的技術方案進行詳細地說明。
[0016]請參見圖1，給出了一種通過USB接口讀取HART儀表參數的系統實施方式原理圖，如圖所示，所述系統包括上位機系統、協議轉換模塊及HART信號收發模塊，其中，協議轉換模塊通過USB接口與上位機系統進行通信連接，用于對上位機系統輸出的HART命令進行解析得到包含對應的通用命令類型的數字信號并予以輸出，HART信號收發模塊連接于協議轉換模塊，用于將協議轉換模塊輸出的數字信號轉換成供HART儀表識別的標準HART信號并將在HART儀表響應該標準HART信號后回傳輸出的HART信號參數發送至協議轉換模塊，協議轉換模塊再對該HART信號參數進行轉換后上傳至上位機系統。
[0017]結合上述方案，再以具體實施中利用通用命令來讀取HART儀表信號參數為例來對上位機系統啟動一次HART儀表參數檢測的過程進行說明:操作人員首先可以在上位機系統來選擇通用命令類型，接著上位機系統通過USB接口將通用命令類型傳送給協議轉換模塊，協議轉換模塊通過事先定義好的協議對該通用命令類型解析解析，得到包含通用命令類型的數字信號，接著HART信號收發模塊依據標準HART協議將該數字信號轉換成標準HART信號發送至HART儀表中，HART儀表接收到該標準HART信號后回傳輸出相應的HART信號參數并被HART信號收發模塊所接收，HART信號收發模塊將該HART信號參數發送至協議轉換模塊，最后協議轉換模塊再將該HART信號參數上傳至上位機系統中進行顯示，至此完成一次完整的HART命令收發過程。
[0018]在具體實施中，再參考圖1，HART儀表與HART信號收發模塊之間是通過一檢流電阻Rx來進行耦合連接的，也就是說，HART信號收發模塊將標準HART信號發送至檢流電阻Rx上以供HART儀表識別，同時HART