一种具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路的制作方法

1.本发明涉及通讯领域，尤其是一种具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路。


背景技术：

2.在两轮电动车新国标要求里面，在产品安全性方面共有42项技术条款，其中，涉及交通安全条款有7项，防火安全条款有11项，使用安全条款有21项，财产安全条款有3项，可以最大限度确保产品质量，防止交通事故发生，防止火灾发生，防止车辆本身故障引发安全事故发生，防止车辆被盗发生，因此在符合新国标技术要求的同时，对产品安全性、稳定性的要求越来越高。
3.中高端两轮电动车4g-iot定位器逐步成为了电动车的标准部件，共享电单车已经全面配有定位器，国家相关政策已逐渐规范可在后台查询车辆信息；部品智能化才可升级车型智能化，4g_iot定位器显得愈发重要，它是连接整车与平台、用户的桥梁。4g-iot定位器拥有以下功能：gnss 3模定位；4g网络上传车身数据，下行控车，云端可查询整车参数；故障检测及上报功能；振动、倾倒报警功能；ota自身软件升级，以及整车其他零部件功能软件升级。而485通讯接口是这些众多功能实现的接口，485通讯接口的稳定性和抗干扰性成为了重中之重，在生产过程和售后更换485部件时候的过压和短路保护以及浪涌保护也成为产品必需。
4.但由于各部件工作电压和环境的不一致性导致各485通讯间的串扰不间断存在，并且在装配时候的反接和短路容易导致4g-iot定位器485芯片端高压损坏，导致通讯不畅。


技术实现要素：

5.本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，本发明的技术方案如下：
6.一种具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，包括电动车4g-iot定位器的485总线保护和抗干扰电路、485通讯电路；
7.485通讯电路包括485收发器匹配电路、输出端口保护电路、输入级电平转换电路和电源端口滤波电路；电源端口滤波电路为485总线保护和抗干扰电路以及485通讯电路的其余电路供电；485总线保护和抗干扰电路的双线通讯端连接外部设备，用于接收外界输入信号或发送控制单元信号，485总线保护和抗干扰电路的双线输出端连接输出端口保护电路的双线第一端，输出端口保护电路的双线第二端连接485收发器匹配电路的差分信号端，485收发器匹配电路的输入端、输出端和使能端分别连接输入级电平转换电路的相应第一端口，输入级电平转换电路的第二端口连接控制单元，输入级电平转换电路用于将外部设备和控制单元给定的电平数据进行电平高低转换，485总线保护和抗干扰电路配合485收发器匹配电路和输出端口保护电路完成数据收发工作；
8.当外界输入信号高于预定电压值时，485总线保护和抗干扰电路用于中断外界输
入信号的输入或控制单元的输出，以保护485通讯电路。
9.其进一步的技术方案为，485总线保护和抗干扰电路包括前端esd保护电路、ovp前级保护电路、ovp后级开关保护电路和端口滤波电路；
10.前端esd保护电路包括四个二极管，其中第一二极管的阳极连接a线通讯端，第二二极管的阳极连接b线通讯端，第三二极管的阳极连接第四二极管的阴极，第三二极管的阴极连接电源端口滤波电路的供电端，第四二极管的阳极接地，第一二极管和第二二极管的阴极以及第三二极管和第四二极管的串联端均连接ovp前级保护电路；第三二极管和第四二极管用于滤除静电，利用第一二极管和第二二极管的反向特性防止第三二极管和第四二极管的前端钳位电压对485输出信号的影响；
11.ovp前级保护电路包括三个电阻和第一nmos管，第一电阻的第一端分别连接第一二极管和第二二极管的阴极，第一电阻的第二端与第三二极管和第四二极管的串联端、第二电阻的第一端依次相连，第二电阻的第二端连接第一nmos管的栅极，且还通过第三电阻接地，第一nmos管的源极接地，漏极连接ovp后级开关保护电路；三个电阻用于对经过第一二极管和第二二极管的电压信号进行分压后控制第一nmos管的工作状态；
12.ovp后级开关保护电路包括四个电阻、第一电容、第二nmos管和第三nmos管，第二nmos管和第三nmos管的栅极均连接第一nmos管的漏极，第二nmos管的漏极连接b线通讯端，第四电阻并联在第二nmos管的漏极和源极，将第二nmos管的源极作为485总线保护和抗干扰电路的b线输出端，第三nmos管的漏极连接a线通讯端，第五电阻并联在第三nmos管的漏极和源极，将第三nmos管的源极作为485总线保护和抗干扰电路的a线输出端，第六电阻和第七电阻串联后连接电源端口滤波电路的供电端，第六电阻和第七电阻的串联端分别连接第一电容的第一端和第一nmos管的漏极，第一电容的第二端连接第六电阻的另一端后接地；根据第一nmos管的工作状态控制第二nmos管和第三nmos管的工作状态，当外界输入信号高于预定电压值时，第一nmos管处于导通状态、第二nmos管和第三nmos管处于截止状态，从而阻断信号传输；反之，当外界输入信号低于预定电压值时，第一nmos管处于截止状态、第二nmos管和第三nmos管处于导通状态，从而使通讯恢复正常；
13.端口滤波电路包括四个电容，其中a线输入端还依次通过第二电容、第三电容后接地，b线输入端还依次通过第四电容、第五电容后接地，用于滤除高频和杂散干扰信号。
14.其进一步的技术方案为，输出端口保护电路包括三个电阻和两个tvs管，第八电阻的第一端与第一tvs管的第一端相连，且相连端作为输出端口保护电路的b线第一端连接485总线保护和抗干扰电路的b线输出端，第九电阻的第一端与第二tvs管的第一端相连，且相连端作为输出端口保护电路的a线第一端连接485总线保护和抗干扰电路的a线输出端，第一tvs管和第二tvs管的第二端接地，第八电阻和第九电阻的第二端分别连接第十电阻的两端，第十电阻的两端作为输出端口保护电路的双线第二端还连接485收发器匹配电路的差分信号端；第一tvs管和第二tvs管用于二次增加浪涌和esd保护，通过串联第十电阻使传输线末端阻抗连续、无信号反射，输出端口保护电路用于滤除静电和干扰信号。
15.其进一步的技术方案为，485收发器匹配电路包括七个电阻和485收发器，485收发器的a线差分信号端与第十一电阻的第一端、输出端口保护电路的a线第二端依次相连，485收发器的b线差分信号端与第十二电阻的第一端、输出端口保护电路的b线第二端依次相连，485收发器的接收器输出端通过第十三电阻连接总线电源，485收发器的接收器输出端
通过第十四电阻还连接输入级电平转换电路的第一端口ⅰ，485收发器的接收器使能端与驱动器使能端相连后通过第十五电阻连接输入级电平转换电路的第一端口ⅱ，485收发器的驱动器使能端通过第十六电阻接地，485收发器的驱动器输入端通过第十七电阻连接输入级电平转换电路的第一端口ⅲ，第十一电阻的第二端、485收发器的电源端连接总线电源，第十二电阻的第二端、485收发器的地端接地；第十一电阻和第十二电阻用于维持双线通讯数据线的高低电平稳定性、滤除电压纹波以及减弱反射信号对通信线路的影响。
16.其进一步的技术方案为，输入级电平转换电路包括六个电阻、两个npn管、两个电容，第一npn管的集电极与第十八电阻的第一端相连，且相连端作为输入级电平转换电路的第一端口ⅱ连接485收发器匹配电路的使能端，第一npn管的发射极作为输入级电平转换电路的第二端口ⅱ连接控制单元的控制口，第一npn管的基极通过第十九电阻连接控制单元的供电端，第六电容并联在第十九电阻的两端；第二npn管的集电极与第二十电阻的第一端相连，且相连端作为输入级电平转换电路的第一端口ⅲ连接485收发器匹配电路的输出端，第二npn管的发射极作为输入级电平转换电路的第二端口ⅲ连接控制单元的发送通信串口，第二npn管的基极通过第二十一电阻连接控制单元的供电端，第七电容并联在第二十一电阻的两端；第二十二电阻的第一端作为输入级电平转换电路的第一端口ⅰ连接485收发器匹配电路的输入端，第二十二电阻的第二端通过第二十三电阻接地，且与第二十三电阻的相连端作为输入级电平转换电路的第二端口ⅰ连接控制单元的接收通信串口，第十八电阻和第二十电阻的第二端连接电源端口滤波电路的供电端；
17.当控制单元的控制口和发送通信串口发送高电平数据时，第一npn管和第二npn管处于截止状态，输入级电平转换电路的第一端口ⅱ和第一端口ⅲ输出高电平；反之，当控制单元的控制口和发送通信串口发送低电平数据时，第一npn管和第二npn管处于导通状态，输入级电平转换电路的第一端口ⅱ和第一端口ⅲ输出低电平；当输入级电平转换电路的第一端口ⅰ为高电平时，第二十二电阻和第二十三电阻进行分压，使得控制单元的接收通信串口的电平为第一端口ⅰ的高电平的一半。
18.其进一步的技术方案为，电源端口滤波电路包括三个电容和高频磁珠，高频磁珠的第一端连接第八电容的第一端，且相连端连接总线电源，高频磁珠的第二端分别连接第九电容和第十电容的第一端，且相连端作为电源端口滤波电路的供电端，第八电容、第九电容和第十电容的第二端接地；电源端口滤波电路用于滤除高频及杂散干扰信号。
19.其进一步的技术方案为，电动车定位器通讯电路的波特率为115200，485从节点对主节点的数据应答延时不超过11ms；
20.485通讯总线esd实现8kv接触放电、15kv空气放电；
21.485通讯总线连接器接口的触点断电之前的阻抗和断电之后的阻抗数值变化不超过10％。
22.本发明的有益技术效果是：
23.采用本技术的电动车定位器通讯电路使电动车4g-iot定位器的485通讯具有一定的稳定性和抗干扰性，解决了各部件工作电压和环境的不一致性导致各485通讯间的串扰问题，保证了485数据通信的稳定性，由于设置了485总线保护和抗干扰电路，解决了装配时的反接和短路问题，避免电动车4g-iot定位器的485收发器芯片和其它电子元件出现高压损坏；此外在整车不断电的情况下更换和反复插接4g-iot定位器的各部件，该通讯电路能
够提供静电保护和浪涌保护，使得各部件不易损坏。
附图说明
24.图1是本技术提供的电动车4g-iot定位器的485总线保护和抗干扰电路。
25.图2是本技术提供的电动车4g-iot定位器的485通讯电路中的485收发器匹配电路和输出端口保护电路。
26.图3是本技术提供的485收发器匹配电路的偏置电阻r11、r12配置图。
27.图4是本技术提供的偏置电阻r11、r12对反射信号的影响示意图。
28.图5是本技术提供的485通讯电路中的输入级电平转换电路。
29.图6是本技术提供的485通讯电路中的电源端口滤波电路。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
31.一种具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，包括电动车4g-iot定位器的485总线保护和抗干扰电路、485通讯电路，下面分别详细介绍各部分的具体电路结构。
32.如图1所示，485总线保护和抗干扰电路包括前端esd保护电路、ovp前级保护电路、ovp后级开关保护电路和端口滤波电路。
33.具体的，前端esd保护电路包括四个二极管，其中第一二极管d1的阳极连接485总线保护和抗干扰电路的a线通讯端485a、接收外界输入信号，第二二极管d2的阳极连接485总线保护和抗干扰电路的b线通讯端485b、发送控制单元信号，第三二极管d3的阳极连接第四二极管d4的阴极，第三二极管d3的阴极连接电源端口滤波电路的供电端vdd_5v，第四二极管d4的阳极接地，第一二极管d1和第二二极管d2的阴极以及第三二极管d3和第四二极管d4的串联端均连接ovp前级保护电路。第三二极管d3和第四二极管d4用于滤除静电，利用第一二极管d1和第二二极管d2的反向特性防止第三二极管d3和第四二极管d4的前端钳位电压对485输出信号的影响。
34.ovp前级保护电路包括三个电阻和第一nmos管q1，第一电阻r1的第一端分别连接第一二极管d1和第二二极管d2的阴极，第一电阻r1的第二端与第三二极管d3和第四二极管d4的串联端、第二电阻r2的第一端依次相连，第二电阻r2的第二端连接第一nmos管q1的栅极，且还通过第三电阻r3接地，第一nmos管q1的源极接地，漏极连接ovp后级开关保护电路。三个电阻r1、r2、r3用于对经过第一二极管d1和第二二极管d2的电压信号进行分压后控制第一nmos管q1的工作状态。
35.ovp后级开关保护电路包括四个电阻、第一电容c1、第二nmos管q2和第三nmos管q3，第二nmos管q2和第三nmos管q3的栅极均连接第一nmos管q1的漏极，第二nmos管q2的漏极连接b线通讯端485b，第四电阻r4并联在第二nmos管q2的漏极和源极，将第二nmos管q2的源极作为485总线保护和抗干扰电路的b线输出端485b_out，第三nmos管q3的漏极连接a线通讯端485a，第五电阻r5并联在第三nmos管q3的漏极和源极，将第三nmos管q3的源极作为485总线保护和抗干扰电路的a线输出端485a_out，第六电阻r6和第七电阻r7串联后连接电源端口滤波电路的供电端vdd_5v，第六电阻r6和第七电阻r7的串联端分别连接第一电容c1
的第一端和第一nmos管q1的漏极，第一电容c1的第二端连接第六电阻r6的另一端后接地。根据第一nmos管q1的工作状态控制第二nmos管q2和第三nmos管q3的工作状态，当外界输入信号高于预定电压值时，第一nmos管q1处于导通状态、第二nmos管q2和第三nmos管q3处于截止状态，从而阻断信号传输。反之，当外界输入信号低于预定电压值时，第一nmos管q1处于截止状态、第二nmos管q2和第三nmos管q3处于导通状态，从而使通讯恢复正常。
36.端口滤波电路包括四个电容，其中a线输入端485a还依次通过第二电容c2、第三电容c3后接地，b线输入端485b还依次通过第四电容c4、第五电容c5后接地，用于滤除高频和杂散干扰信号。
37.485总线保护和抗干扰电路的保护机制工作原理如下：
38.485a/b双线通讯电路正常工作时，485a/b双线通讯信号正常信号电平为5v，第二nmos管q2和第三nmos管q3的栅极工作电压v
gs
＝5v，第二nmos管q2和第三nmos管q3处于导通状态，485a/b双线通讯正常工作，其中第一nmos管q1的开启工作条件为v
gs
大于1.2v。当485a/b双线任意一条线上输入电压满足高于7.94v时。该输入电压经过第一二极管d1、第二二极管d2降压，再经过三个电阻r1、r2、r3分压后驱动第一nmos管q1导通，第二nmos管q2和第三nmos管q3的栅极电平被拉低，第二nmos管q2和第三nmos管q3的工作状态由导通变为截止，485a/b双线通讯线路中断，达到保护485通讯电路的目的。当485a/b双线上接收到外界输入信号电压回落至7.94v以下，该电压经过二极管降压、电阻分压后得到低于1.2v的电平信号，不满足驱动第一nmos管q1导通的条件，使其处于截止状态。则第二nmos管q2和第三nmos管q3的栅极电压经第七电阻r7上拉至5v，第二nmos管q2和第三nmos管q3的栅极电压高于1.2v，处于导通状态，485a/b双线通讯线路导通，通讯恢复正常工作。
39.通过设置了485总线保护和抗干扰电路，解决了装配时的反接和短路问题，避免电动车4g-iot定位器的485收发器芯片和其它电子元件出现高压损坏。
40.结合图2、图5和图6所示，485通讯电路包括485收发器匹配电路、输出端口保护电路、输入级电平转换电路和电源端口滤波电路。电源端口滤波电路为485总线保护和抗干扰电路以及485通讯电路的其余电路供电。输出端口保护电路的双线第一端连接485总线保护和抗干扰电路的双线输出端，输出端口保护电路的双线第二端连接485收发器匹配电路的差分信号端，485收发器匹配电路的输入端、输出端和使能端分别连接输入级电平转换电路的相应第一端口，输入级电平转换电路的第二端口连接控制单元，输入级电平转换电路用于将外部设备和控制单元给定的电平数据进行电平高低转换，485总线保护和抗干扰电路配合485收发器匹配电路和输出端口保护电路完成数据收发工作，485通讯电路可以做到高波特率、低延时、低误差、低信号反射。
41.具体的，如图2所示，输出端口保护电路包括三个电阻和两个tvs管，第八电阻r8的第一端与第一tvs管t1的第一端相连，且相连端作为输出端口保护电路的b线第一端连接485总线保护和抗干扰电路的b线输出端485b_out，第九电阻r9的第一端与第二tvs管t2的第一端相连，且相连端作为输出端口保护电路的a线第一端连接485总线保护和抗干扰电路的a线输出端485a_out，第一tvs管t1和第二tvs管t2的第二端接地，第八电阻r8和第九电阻r9的第二端分别连接第十电阻r10的两端，第十电阻r10的两端作为输出端口保护电路的双线第二端还连接485收发器匹配电路的差分信号端。第一tvs管t1和第二tvs管t2用于二次增加浪涌和esd保护，输出端口保护电路用于滤除静电和干扰信号。
42.485收发器匹配电路包括七个电阻和485收发器u1，485收发器u1的a线差分信号端与第十一电阻r11的第一端、输出端口保护电路的a线第二端依次相连，485收发器的b线差分信号端与第十二电阻r12的第一端、输出端口保护电路的b线第二端依次相连，485收发器u1的接收器输出端通过第十三电阻r13连接总线电源vdd_485/can，485收发器u1的接收器输出端通过第十四电阻r14还连接输入级电平转换电路的第一端口ⅰrs485_rx，485收发器u1的接收器使能端与驱动器使能端相连后通过第十五电阻r15连接输入级电平转换电路的第一端口ⅱrs485_de，485收发器u1的驱动器使能端通过第十六电阻r16接地，485收发器u1的驱动器输入端通过第十七电阻r17连接输入级电平转换电路的第一端口ⅲrs485_tx，第十一电阻r11的第二端、485收发器u1的电源端连接总线电源vdd_485/can，第十二电阻r12的第二端、485收发器u1的地端接地。
43.结合图3、图4所示，当4g-iot定位器作为主设备时，485a线通过第十一电阻r11上拉，485b线通过第十二电阻r12下拉到地，来保证485a/b数据线的高低电平稳定性、滤除电压纹波以及减弱反射信号对通信线路的影响。在通讯波特率比较高的时候，通过第十一电阻r11上拉、第十二电阻r12下拉，在线路进入空闲状态后，把总线路上没有数据时的电平拉离0电平，即使线路中出现了比较小的反射信号或干扰，挂接在总线上的数据接收器也不会由于这些信号的到来而产生误动作。在通信过程中为避免阻抗不连续和阻抗不匹配带来的信号反射，在485a与485b数据线之间通过串联第十电阻r10来解决，确保485a/485b信号线足够长和从设备足够多时，传输线末端阻抗连续、无信号反射。
44.如图5所示，输入级电平转换电路包括六个电阻、两个npn管、两个电容，第一npn管n1的集电极与第十八电阻r18的第一端相连，且相连端作为输入级电平转换电路的第一端口ⅱrs485_de连接485收发器匹配电路的使能端，第一npn管n1的发射极作为输入级电平转换电路的第二端口ⅱ连接控制单元的控制口ec25_ri，第一npn管n1的基极通过第十九电阻r19连接控制单元的供电端v_ext，第六电容c6并联在第十九电阻r19的两端。第二npn管n2的集电极与第二十电阻r20的第一端相连，且相连端作为输入级电平转换电路的第一端口ⅲrs485_tx连接485收发器匹配电路的输出端，第二npn管n2的发射极作为输入级电平转换电路的第二端口ⅲ连接控制单元的发送通信串口ec25_tx，第二npn管n2的基极通过第二十一电阻r21连接控制单元的供电端v_ext，第七电容c7并联在第二十一电阻r21的两端。第二十二电阻r22的第一端作为输入级电平转换电路的第一端口ⅰrs485_rx连接485收发器匹配电路的输入端，第二十二电阻r22的第二端通过第二十三电阻r23接地，且与第二十三电阻r23的相连端作为输入级电平转换电路的第二端口ⅰ连接控制单元的接收通信串口ec25_rx，第十八电阻r18和第二十电阻r20的第二端连接电源端口滤波电路的供电端vdd_5v。
45.控制单元传输的数据电平为2.8v，外部设备传输的数据电平为5v，当控制单元的控制口ec25_ri和发送通信串口ec25_tx发送高电平数据时，第一npn管n1和第二npn管n2处于截止状态，输入级电平转换电路的第一端口ⅱrs485_de和第一端口ⅲrs485_tx被第十八电阻r18和第二十电阻r20上拉输出5v高电平。反之，当控制单元的控制口ec25_ri和发送通信串口ec25_tx发送低电平数据时，第一npn管n1和第二npn管n2处于导通状态，输入级电平转换电路的第一端口ⅱrs485_de和第一端口ⅲrs485_tx输出低电平。当输入级电平转换电路的第一端口ⅰrs485_rx为5v高电平时，第二十二电阻r22和第二十三电阻r23进行分压，使得控制单元的接收通信串口ec25_rx的电平为第一端口ⅰ的高电平的一半，也即转换为
2.5v。
46.如图6所示，电源端口滤波电路包括三个电容和高频磁珠fb，高频磁珠fb的第一端连接第八电容c8的第一端，且相连端连接总线电源vdd_485/can，高频磁珠fb的第二端分别连接第九电容c9和第十电容c10的第一端，且相连端作为电源端口滤波电路的供电端vdd_5v，第八电容c8、第九电容c9和第十电容c10的第二端接地，电源端口滤波电路用于滤除高频及杂散干扰信号。
47.485通讯电路的工作机制原理如下：
48.485a/b双线通讯信号由输入级电平转换电路进行数据电平转换，经由485收发器匹配电路进行收发，再经由输出端口保护电路完成数据收发工作。
49.本技术的电动车定位器通讯电路的波特率为115200，485从节点对主节点的数据应答延时不超过11ms；485通讯总线esd实现8kv接触放电、15kv空气放电，具体测试标准如表1所示，其中功能状态等级a表示所有功能满足设计要求，实验完成后无任何异常，功能状态等级c表示有一项或多项功能未按照设计要求实现，但实验结束后必须自行恢复正常；485通讯总线连接器接口的触点断电之前的阻抗和断电之后的阻抗数值变化不超过10％。
50.表1 485通信总线esd测试标准
[0051][0052]
采用本技术的电动车定位器通讯电路使电动车4g-iot定位器的485通讯具有一定的稳定性和抗干扰性，解决了各部件工作电压和环境的不一致性导致各485通讯间的串扰问题，保证了485数据通信的稳定性，此外在整车不断电的情况下更换和反复插接4g-iot定位器的各部件，该通讯电路能够提供静电保护和浪涌保护，使得各部件不易损坏。
[0053]
以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，其特征在于，包括电动车4g-iot定位器的485总线保护和抗干扰电路、485通讯电路；所述485通讯电路包括485收发器匹配电路、输出端口保护电路、输入级电平转换电路和电源端口滤波电路；所述电源端口滤波电路为所述485总线保护和抗干扰电路以及所述485通讯电路的其余电路供电；所述485总线保护和抗干扰电路的双线通讯端连接外部设备，用于接收外界输入信号或发送控制单元信号，所述485总线保护和抗干扰电路的双线输出端连接所述输出端口保护电路的双线第一端，所述输出端口保护电路的双线第二端连接所述485收发器匹配电路的差分信号端，所述485收发器匹配电路的输入端、输出端和使能端分别连接所述输入级电平转换电路的相应第一端口，所述输入级电平转换电路的第二端口连接控制单元，所述输入级电平转换电路用于将所述外部设备和控制单元给定的电平数据进行电平高低转换，所述485总线保护和抗干扰电路配合所述485收发器匹配电路和输出端口保护电路完成数据收发工作；当所述外界输入信号高于预定电压值时，所述485总线保护和抗干扰电路用于中断所述外界输入信号的输入或控制单元的输出，以保护所述485通讯电路。2.根据权利要求1所述的具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，其特征在于，所述485总线保护和抗干扰电路包括前端esd保护电路、ovp前级保护电路、ovp后级开关保护电路和端口滤波电路；所述前端esd保护电路包括四个二极管，其中第一二极管的阳极连接a线通讯端，第二二极管的阳极连接b线通讯端，第三二极管的阳极连接第四二极管的阴极，所述第三二极管的阴极连接所述电源端口滤波电路的供电端，所述第四二极管的阳极接地，所述第一二极管和第二二极管的阴极以及第三二极管和第四二极管的串联端均连接所述ovp前级保护电路；所述第三二极管和第四二极管用于滤除静电，利用所述第一二极管和第二二极管的反向特性防止第三二极管和第四二极管的前端钳位电压对485输出信号的影响；所述ovp前级保护电路包括三个电阻和第一nmos管，第一电阻的第一端分别连接所述第一二极管和第二二极管的阴极，所述第一电阻的第二端与所述第三二极管和第四二极管的串联端、第二电阻的第一端依次相连，所述第二电阻的第二端连接所述第一nmos管的栅极，且还通过第三电阻接地，所述第一nmos管的源极接地，漏极连接所述ovp后级开关保护电路；三个电阻用于对经过所述第一二极管和第二二极管的电压信号进行分压后控制所述第一nmos管的工作状态；所述ovp后级开关保护电路包括四个电阻、第一电容、第二nmos管和第三nmos管，所述第二nmos管和第三nmos管的栅极均连接所述第一nmos管的漏极，所述第二nmos管的漏极连接所述b线通讯端，第四电阻并联在所述第二nmos管的漏极和源极，将所述第二nmos管的源极作为所述485总线保护和抗干扰电路的b线输出端，所述第三nmos管的漏极连接所述a线通讯端，第五电阻并联在所述第三nmos管的漏极和源极，将所述第三nmos管的源极作为所述485总线保护和抗干扰电路的a线输出端，第六电阻和第七电阻串联后连接所述电源端口滤波电路的供电端，所述第六电阻和第七电阻的串联端分别连接所述第一电容的第一端和所述第一nmos管的漏极，所述第一电容的第二端连接所述第六电阻的另一端后接地；根据所述第一nmos管的工作状态控制所述第二nmos管和第三nmos管的工作状态，当所述外界输入信号高于预定电压值时，所述第一nmos管处于导通状态、第二nmos管和第三nmos管处于
截止状态，从而阻断信号传输；反之，当所述外界输入信号低于预定电压值时，所述第一nmos管处于截止状态、第二nmos管和第三nmos管处于导通状态，从而使通讯恢复正常；所述端口滤波电路包括四个电容，其中所述a线输入端还依次通过第二电容、第三电容后接地，所述b线输入端还依次通过第四电容、第五电容后接地，用于滤除高频和杂散干扰信号。3.根据权利要求1所述的具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，其特征在于，所述输出端口保护电路包括三个电阻和两个tvs管，第八电阻的第一端与第一tvs管的第一端相连，且相连端作为所述输出端口保护电路的b线第一端连接所述485总线保护和抗干扰电路的b线输出端，第九电阻的第一端与第二tvs管的第一端相连，且相连端作为所述输出端口保护电路的a线第一端连接所述485总线保护和抗干扰电路的a线输出端，所述第一tvs管和第二tvs管的第二端接地，所述第八电阻和第九电阻的第二端分别连接第十电阻的两端，所述第十电阻的两端作为所述输出端口保护电路的双线第二端还连接所述485收发器匹配电路的差分信号端；所述第一tvs管和第二tvs管用于二次增加浪涌和esd保护，通过串联所述第十电阻使传输线末端阻抗连续、无信号反射，所述输出端口保护电路用于滤除静电和干扰信号。4.根据权利要求1所述的具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，其特征在于，所述485收发器匹配电路包括七个电阻和485收发器，所述485收发器的a线差分信号端与第十一电阻的第一端、所述输出端口保护电路的a线第二端依次相连，所述485收发器的b线差分信号端与第十二电阻的第一端、所述输出端口保护电路的b线第二端依次相连，所述485收发器的接收器输出端通过第十三电阻连接总线电源，所述485收发器的接收器输出端通过第十四电阻还连接所述输入级电平转换电路的第一端口ⅰ，所述485收发器的接收器使能端与驱动器使能端相连后通过第十五电阻连接所述输入级电平转换电路的第一端口ⅱ，所述485收发器的驱动器使能端通过第十六电阻接地，所述485收发器的驱动器输入端通过第十七电阻连接所述输入级电平转换电路的第一端口ⅲ，所述第十一电阻的第二端、所述485收发器的电源端连接总线电源，所述第十二电阻的第二端、所述485收发器的地端接地；所述第十一电阻和第十二电阻用于维持双线通讯数据线的高低电平稳定性、滤除电压纹波以及减弱反射信号对通信线路的影响。5.根据权利要求1所述的具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，其特征在于，所述输入级电平转换电路包括六个电阻、两个npn管、两个电容，第一npn管的集电极与第十八电阻的第一端相连，且相连端作为所述输入级电平转换电路的第一端口ⅱ连接所述485收发器匹配电路的使能端，所述第一npn管的发射极作为所述输入级电平转换电路的第二端口ⅱ连接控制单元的控制口，所述第一npn管的基极通过第十九电阻连接控制单元的供电端，第六电容并联在所述第十九电阻的两端；第二npn管的集电极与第二十电阻的第一端相连，且相连端作为所述输入级电平转换电路的第一端口ⅲ连接所述485收发器匹配电路的输出端，所述第二npn管的发射极作为所述输入级电平转换电路的第二端口ⅲ连接控制单元的发送通信串口，所述第二npn管的基极通过第二十一电阻连接控制单元的供电端，第七电容并联在所述第二十一电阻的两端；第二十二电阻的第一端作为所述输入级电平转换电路的第一端口ⅰ连接所述485收发器匹配电路的输入端，所述第二十二电阻的第二端通过第二十三电阻接地，且与所述第二十三电阻的相连端作为所述输入级电平转换电
路的第二端口ⅰ连接控制单元的接收通信串口，所述第十八电阻和第二十电阻的第二端连接所述电源端口滤波电路的供电端；当所述控制单元的控制口和发送通信串口发送高电平数据时，所述第一npn管和第二npn管处于截止状态，所述输入级电平转换电路的第一端口ⅱ和第一端口ⅲ输出高电平；反之，当所述控制单元的控制口和发送通信串口发送低电平数据时，所述第一npn管和第二npn管处于导通状态，所述输入级电平转换电路的第一端口ⅱ和第一端口ⅲ输出低电平；当所述输入级电平转换电路的第一端口ⅰ为高电平时，所述第二十二电阻和第二十三电阻进行分压，使得所述控制单元的接收通信串口的电平为所述第一端口ⅰ的高电平的一半。6.根据权利要求1所述的具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，其特征在于，所述电源端口滤波电路包括三个电容和高频磁珠，所述高频磁珠的第一端连接第八电容的第一端，且相连端连接总线电源，所述高频磁珠的第二端分别连接第九电容和第十电容的第一端，且相连端作为所述电源端口滤波电路的供电端，所述第八电容、第九电容和第十电容的第二端接地；所述电源端口滤波电路用于滤除高频及杂散干扰信号。7.根据权利要求1-6任一所述的具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，其特征在于，所述电动车定位器通讯电路的波特率为115200，485从节点对主节点的数据应答延时不超过11ms；485通讯总线esd实现8kv接触放电、15kv空气放电；485通讯总线连接器接口的触点断电之前的阻抗和断电之后的阻抗数值变化不超过10％。

技术总结
本发明公开了具有总线保护和抗干扰功能的电动车定位器通讯电路，涉及通讯领域，包括4G-IOT定位器的485总线保护和抗干扰电路、485通讯电路；485通讯电路包括收发器匹配电路、输出端口保护电路、输入级电平转换电路和电源端口滤波电路；总线保护和抗干扰电路的双线通讯端连接外部设备、双线输出端连接输出端口保护电路的双线第一端，双线第二端连接收发器匹配电路的差分信号端，收发器匹配电路的输入/输出/使能端分别连接输入级电平转换电路的相应第一端口，第二端口连接控制单元，输入级电平转换电路用于将外部设备和控制单元给定的电平数据进行电平高低转换，该电动车定位器通讯电路使定位器的485通讯具有稳定性和抗干扰性。性。性。


技术研发人员：宋德周 刘禹 舒晓明 沈长海 郎敏 胡实
受保护的技术使用者：雅迪科技集团有限公司
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/1/28