自动化设备信号传输数据线的制作方法

1.本实用新型涉及数据线技术领域，具体的是一种自动化设备信号传输数据线。


背景技术：

2.在工业通信网络中，rs-485总线一般主要用于与外部各种工业设备进行信息传输和数据交换，其所具备的对于噪声的有效抑制能力、较高的数据传输速率、良好的数据传输可靠性以及可扩展的通信电缆的长度是其他的许多工业通信标准所无法比拟的。因此，rs-485总线在诸多领域得到了广泛的应用，比如在工业控制领域、交通的自动化控制领域和现场总线通信网络等。
3.工厂内自动化设备之间的通信，早期也是以rs-485作为通信协议。后来，随着工厂对生产效率的需求提高，比rs-485具有更高传输速率的以太网络兴起，部分设备改用以太网络作为通讯界面。但是，以太网络传送距离只有100米左右，这对于大型工厂(例如化工厂、机械厂等)来说，传送距离很难满足要求。另外，机械厂中的马达通常会对工业控制线缆中的铜线产生较大的电磁干扰，影响数据传送的可靠性。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种自动化设备信号传输数据线，其用于解决上述问题。
5.本技术实施例公开了：一种自动化设备信号传输数据线，包括：第一连接模组、第二连接模组、第一光纤和第二光纤；所述第一连接模组包括第一pcb以及设置在所述第一pcb上的第一接口、第一芯片、第一fpga芯片、第一合波模块和第一分波模块，所述第一合波模块、所述第一分波模块分别与所述第一芯片和所述第一fpga芯片电性连接；所述第二连接模组包括第二pcb以及设置在所述第二pcb上的第二接口、第二芯片、第二fpga芯片、第二合波模块和第二分波模块，所述第二合波模块、所述第二分波模块分别与所述第二芯片和所述第二fpga芯片电性连接；所述第一芯片和所述第二芯片用于将网络信号转换成第一激光，所述第一fpga芯片和所述第二fpga芯片用于将rs-485信号转换成第二激光；所述第一合波模块用于将所述第一激光和/或所述第二激光通过所述第一光纤传输至所述第二分波模块，所述第二分波模块用于将所述第一激光和所述第二激光分别传输至所述第二芯片和所述第二fpga芯片；所述第二合波模块用于将所述第一激光和/或所述第二激光通过所述第二光纤传输至所述第一分波模块，所述第一分波模块用于将所述第一激光和所述第二激光分别传输至所述第一芯片和所述第一fpga芯片。
6.具体地，所述第一合波模块包括自入光侧至出光侧方向依次设置的第一聚光数组、两个第一光学滤片、第一反射模块、第一反射棱镜以及第一准直器，所述第一聚光数组上设有两个第一透镜，两个所述第一透镜与两个所述第一光学滤片一一对应。
7.具体地，所述第一分波模块包括自入光侧至出光侧方向依次设置的第二准直器、第二反射棱镜、第二反射模块、两个第二光学滤片以及第二聚光数组，所述第二聚光数组上
设有两个第二透镜，两个所述第二透镜与两个所述第二光学滤片一一对应。
8.具体地，所述第一激光的波长为1270nm。
9.具体地，所述第二激光的波长为1290nm。
10.具体地，所述第一光纤和所述第二光纤采用塑料套管包覆成一体。
11.本实用新型至少具有如下有益效果：
12.1.使用光纤对以太网络进行传输，由于光纤不受电磁干扰，且光纤可以大大增加以太网络的传输距离，因此，本实施例的自动化设备信号传输数据线在具有高传输率优点的同时，克服了传统工业控制线缆的铜线受电磁干扰大、传输距离短的问题，也即，本实施例的数据线传输速率高且传输可靠性强。
13.2.采用合波模块和分波模块对不同波长的激光进行传输，既可以传输多种不同信号，也可以减少光纤数量。
14.为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型实施例中自动化设备信号传输数据线的结构示意图；
17.图2是本实用新型实施例中自动化设备信号传输数据线的内部结构示意图；
18.图3是本实用新型实施例中第一合波模块的结构示意图；
19.图4是本实用新型实施例中第一分波模块的结构示意图。
20.以上附图的附图标记：1、第一连接模组；11、第一pcb；12、第一芯片；13、第一fpga芯片；14、第一合波模块；141、第一聚光数组；1411、第一透镜；142、第一光学滤片；143、第一反射模块；144、第一反射棱镜；145、第一准直器；146、激光二极管；15、第一分波模块；151、第二准直器；152、第二反射棱镜；153、第二反射模块；154、第二光学滤片；155、第二聚光数组；1551、第二透镜；156、光电二极管；16、第一光模块传输电路；17、第一光模块接收电路；2、第二连接模组；21、第二pcb；22、第二芯片；23、第二fpga芯片；24、第二合波模块；25、第二分波模块；26、第二光模块传输电路；27、第二光模块接收电路；3、光纤缆；31、第一光纤；32、第二光纤；4、第一设备；5、第二设备。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图1和图2所示，本实施例的自动化设备信号传输数据线用于连接第一设备4和第二设备5，其中，第一设备4可以是上位机，第二设备5可以是下位机，当然，第一设备4也可
以是下位机而第二设备5是上位机。
23.具体参照图2所示，本实施例的自动化设备信号传输数据线包括：第一连接模组1、第二连接模组2、第一光纤31和第二光纤32，其中，第一光纤31和第二光纤32可以采用塑料套管包覆成一体，以形成光纤缆3，有利于减少该数据线的线数。
24.第一连接模组1包括第一pcb 11以及设置在第一pcb 11上的第一接口(图中未示出)、第一芯片12、第一fpga芯片13、第一合波模块14和第一分波模块15，第一合波模块14可以通过第一光模块传输电路16分别与第一芯片12和第一fpga(field programmable gate array，现场可编程门阵列)芯片13电性连接，第一分波模块15可以通过第一光模块接收电路17分别与第一芯片12和第一fpga芯片13电性连接。具体来说，第一接口用于与第一设备4连接以将以太网络信号传输至第一芯片12，或者，将rs-485信号传输至第一fpga芯片13；第一芯片12将以太网络转成光信号，该光信号能驱动第一激光，第一激光的波长可以是1270nm；第一fpga芯片13将rs-485信号转成光信号，该光信号能驱动第二激光，第二激光的波长可以是1290nm，也即是说，第一激光和第二激光的波长不同。
25.第二连接模组2包括第二pcb 21以及设置在第二pcb 21上的第二接口(图中未示出)、第二芯片22、第二fpga芯片23、第二合波模块24和第二分波模块25，第二合波模块24可以通过第二光模块传输电路26分别与第二芯片22和第二fpga芯片23电性连接，第二分波模块25可以通过第二光模块接收电路27分别与第二芯片22和第二fpga芯片23电性连接。第二接口用于与第二设备5连接以将以太网络信号传输至第二芯片22，或者，将rs-485信号传输至第二fpga芯片23；第二芯片22将以太网络转成光信号，该光信号能驱动第一激光，第一激光的波长可以是1270nm；第二fpga芯片23将rs-485信号转成光信号，该光信号能驱动第二激光，第二激光的波长可以是1290nm。
26.当以太网络信号和/或rs-485信号从第一设备4传输到第二设备5时，相应的第一激光和/或第二激光经过第一合波模块14后进入第一光纤31中以传输至第二连接模组2的第二分波模块25，随后，第二分波模块25将波长不同的第一激光和第二激光分开，第一激光和第二激光分别通过第二光模块接收电路27转换成以太网络信号和rs-485信号，两种信号再分别通过第二芯片22和第二fpga芯片23传送到第二设备5。
27.当以太网络信号和/或rs-485信号从第二设备5传输到第一设备4时，相应的第一激光和/或第二激光经过第二合波模块24后进入第二光纤32中以传输至第一连接模组1的第一分波模块15，随后，第一分波模块15将波长不同的第一激光和第二激光分开，第一激光和第二激光分别通过第一光模块接收电路17转换成以太网络信号和rs-485信号，两种信号再分别通过第一芯片12和第一fpga芯片13传送到第一设备4。
28.采用上述结构，本实施例的自动化设备信号传输数据线具有以下优点：
29.1.使用光纤对以太网络进行传输，由于光纤不受电磁干扰，且光纤可以大大增加以太网络的传输距离，因此，本实施例的自动化设备信号传输数据线在具有高传输率优点的同时，克服了传统工业控制线缆的铜线受电磁干扰大、传输距离短的问题。
30.2.采用合波模块和分波模块对不同波长的激光进行传输，既可以传输多种不同信号，也可以减少光纤数量。
31.如图3所示，本实施例的第一合波模块14可以包括沿自入光侧至出光侧方向依次设置的第一聚光数组141、两个第一光学滤片142、第一反射模块143、第一反射棱镜144以及
第一准直器145，第一聚光数组141上设有两个第一透镜1411，两个第一透镜1411与两个第一光学滤片142一一对应。第一合波模块14还可以包括两个激光二极管146。两个第一透镜1411用于对不同的激光进行聚光，两个第一光学滤片142用于供不同波长的激光透过，两个激光二极管146所对应的激光波长也不同。具体来说，第一聚光数组141用于聚光第一激光和第二激光，其中，第一激光来自左边的激光二极管146，第二激光来自右边的激光二极管146，第一激光经过左边的第一透镜1411聚光后依次经过左边第一光学滤片142、第一反射模块143、第一反射棱镜144，随后进入第一准直器145，第二激光经过右边的第一透镜1411聚光后依次经过右边的第一光学滤片142、第一反射模块143、第一反射棱镜144，随后进入第一准直器145，第二激光会比第一激光在第一反射模块143中多做反射，而后与第一激光一起由第一准直器145出射，完成合波动作。
32.如图4所示，本实施例的第一分波模块15可以包括沿自入光侧至出光侧方向依次设置的第二准直器151、第二反射棱镜152、第二反射模块153、两个第二光学滤片154以及第二聚光数组155，第二聚光数组155上设有两个第二透镜1551，两个第二透镜1551与两个第二光学滤片154一一对应。第一分波模块15还可以包括设置在第二聚光数组155出光侧的两个光电二极管156。两个第二透镜1551用于对不同的激光进行聚光，两个第二光学滤片154用于供波长不同的激光透过，两个光电二极管156所接收的激光不同。当光纤中合波后的第一激光和第二激光自第二准直器151入射后，光线经过第二反射棱镜152和第二反射模块153依次反射，随后，第一激光和第二激光由于两个第二光学滤片154能透过的光不同而分开，第一激光依次经过左边的第二光学滤片154、左边的第二透镜1551和左边的光电二极管156接收，第二激光依次经过右边的第二光学滤片154、右边的第二透镜1551和右边的光电二极管156接收，至此，完成分波动作。
33.本实施例的第二合波模块24、第二分波模块25的结构可以分别与第一合波模块14、第一分波模块15大体上一致，在此不再赘述。
34.本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。