專利名稱：數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制器，特別涉及一種數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器。
背景技術(shù)：
隨著低碳概念的推廣，節(jié)能技術(shù)在生活中開始變成無處不在，特別是在電子設(shè)備領(lǐng)域，各種節(jié)能技術(shù)運(yùn)用地非常多?，F(xiàn)有的現(xiàn)場節(jié)能控制器一般采用箱體式包裝，體積大，重量也大。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 功耗大，可靠性低。對(duì)環(huán)境要求較高，需要專門的場所安裝。另外，需要具有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的工程師定期到現(xiàn)場對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，產(chǎn)品成本和維護(hù)成本比較高?？刂破飨潴w內(nèi)部包含多路輸入輸出通道，所有控制線路均引入箱體內(nèi)部，現(xiàn)場布線復(fù)雜，檢查、維護(hù)容易出錯(cuò)。因此，特別需要一種數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，已解決上述現(xiàn)有存在的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，能夠大幅度的降低整個(gè)系統(tǒng)的成本和功耗，具有高效節(jié)能減排、體積小、重量輕、易于安裝維護(hù)、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下—種數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，它包括一主控單元、一數(shù)字輸出單元、 一數(shù)字輸入單元及一電源單元；所述主控單元分別與所述數(shù)字輸出單元、數(shù)字輸入單元和電源單元互相連接，外部設(shè)備通過所述數(shù)字輸入單元和數(shù)字輸出單元與所述主控單元連接，所述主控單元通過一通信接口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述主控單元包括一控制芯片，所述控制芯片采用STC89CMRD+單片機(jī)芯片。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)字輸入單元上設(shè)置有用于顯示目前輸入的工作狀況的輸入狀態(tài)指示燈。進(jìn)一步，所述輸入狀態(tài)指示燈為LED指示燈。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)字輸出單元上設(shè)置有用于顯示目前輸出的工作狀況的輸出狀態(tài)指示燈。進(jìn)一步，所述輸出狀態(tài)指示燈為LED指示燈。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述通信接口為RS-485接口。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)字輸入單元和數(shù)字輸出單元通過CON插座與所述主控單元互相連接。本實(shí)用新型的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，與現(xiàn)在的產(chǎn)品相比，主控單元采用嵌入式微控制器，能夠大幅度的降低整個(gè)系統(tǒng)的成本和功耗，具有高效節(jié)能減排、體積小、重量輕、 成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。本實(shí)用新型的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說明而獲得清楚地了解。
圖1為本實(shí)用新型的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的數(shù)字輸入單元的電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型的數(shù)字輸出單元的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型的主控單元的電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型的電源單元的電路原理圖；圖6為本實(shí)用新型的通信接口的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖1所示，本實(shí)用新型的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，它包括一主控單元100、一數(shù)字輸出單元200、一數(shù)字輸入單元300及一電源單元400 ；所述主控單元100分別與所述數(shù)字輸出單元200、數(shù)字輸入單元300和電源單元400互相連接，外部設(shè)備通過所述數(shù)字輸入單元300和數(shù)字輸出單元200與所述主控單元100連接，所述主控單元100通過一通信接口 500與上位機(jī)600進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在本實(shí)用新型中，所述數(shù)字輸入單元300上設(shè)置有用于顯示目前輸入的工作狀況的輸入狀態(tài)指示燈310，所述數(shù)字輸出單元200上設(shè)置有用于顯示目前輸出的工作狀況的輸出狀態(tài)指示燈210 ；所述輸入狀態(tài)指示燈310為LED指示燈，所述輸出狀態(tài)指示燈210為 LED指示。在本實(shí)用新型中，所述數(shù)字輸入單元300和數(shù)字輸出單元200通過CON插座與所述主控單元100互相連接。在本實(shí)用新型中，所述通信接口 500為RS-485接口 ；電源單元400的電路結(jié)構(gòu)如圖5所示。如圖4所示，所述主控單元100包括一控制芯片，所述控制芯片采用STC89CMRD+ 單片機(jī)芯片，STC89CMRD+單片機(jī)芯片的主要性能有工作頻率在5V工作電壓下，工作頻率是0 :35MHz，相當(dāng)于普通的8051的0 420MHz ；而STC89CMRD+的實(shí)際工作頻率可以達(dá)到48MHz，相當(dāng)于普通的8051的0 576MHz ；高速1個(gè)時(shí)鐘/機(jī)器周期，RISC型CPU內(nèi)核，速度比普通的8051快8 12倍；內(nèi)部存儲(chǔ)FLASH就可以達(dá)到16KB ；RAM空間可以達(dá)到 1280字節(jié)，超過普通的單片機(jī)256或是512字節(jié)；內(nèi)部有專門的16K-EEPR0M，擦寫次數(shù)在10 萬次以上速度快，1個(gè)時(shí)鐘/機(jī)器周期，可用低頻晶振，大幅掉低EMI，無需外部掉電專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其讀寫程序速度較同性能單片機(jī)快；在系統(tǒng)/在應(yīng)用可編程(ISP，IAP)不占用用戶資源；看門狗俱全，增加了掉電喚醒專用定時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程軟件升級(jí)，無需編程器。外部設(shè)備通過數(shù)字輸入單元300連接到主控單元100的控制芯片STC89CMRD+ 上，數(shù)字輸入單元300與主控單元100之間設(shè)置有排阻，排阻的作用是給信號(hào)線提供一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓，使之傳輸更穩(wěn)定，傳輸距離更遠(yuǎn)，用來抵消線路中內(nèi)阻對(duì)信號(hào)的損耗，數(shù)字輸入單元300的電路結(jié)構(gòu)參見圖2。在輸入信號(hào)到達(dá)主控單元100的控制芯片時(shí)，嵌入任務(wù)程序后的控制芯片STC89CMRD+初始化后，接收到輸入信號(hào)后就開始處理輸入的數(shù)字信號(hào)命令。 接收到數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換成0或1的數(shù)字信號(hào)，并對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，刪除，修改，增強(qiáng)，并把處理后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出到鏈接有排阻的數(shù)字輸出單元200上，再連接到外部設(shè)備上，數(shù)字輸出單元200的電路結(jié)構(gòu)參見圖3。如圖6所示，本實(shí)用新型的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器的通信接口 500采用的正是目前廣泛應(yīng)用的RS-485串行接口總線構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)路控制，RS-485通信協(xié)議采用的是平衡發(fā)送和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信?？刂菩酒琒TC89CMRD+的串行口，通過光電耦合隔離器PS^01-4以及RS-485總線驅(qū)動(dòng)器SN65LBC184，它是專門為半雙工串行通訊模式設(shè)計(jì)的， 連接到RS-485總線上，再通過MAX232模塊與外圍PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?？刂菩酒琒TC89CMRD+通過通信接口 500與上位機(jī)600交換信息，為提高抗干擾能力所有的輸入輸出接口及通信接口均設(shè)有光電耦合隔離PS^01-4。另外考慮到輸入信號(hào)的抗干擾性能，故輸入信號(hào)先通過CD40106六個(gè)斯密特觸發(fā)器整形。由于輸入量的計(jì)數(shù)和歷史數(shù)據(jù)有關(guān)，另設(shè)有看門狗和掉電電路可靠保護(hù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精確控制。為了提高輸出通道的驅(qū)動(dòng)能力，采用UIi^803驅(qū)動(dòng)16路輸出電路?？刂菩酒琒TC89CMRD+通過調(diào)度輸入量的采集，計(jì)算處理，按照預(yù)定的控制規(guī)律進(jìn)行輸出控制，通過網(wǎng)絡(luò)通信RS-485協(xié)議向上位機(jī)或是其他主控機(jī)器傳送開關(guān)狀態(tài)輸出信息和接受上位機(jī)或是其他主控機(jī)器的命令，并可顯示開關(guān)狀態(tài)和進(jìn)行事故判斷。本實(shí)用新型的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能(1)對(duì)實(shí)時(shí)和多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間，從而使內(nèi)部的代碼和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間減少到最低限度；(2)具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，這是由于嵌入的任務(wù)程序結(jié)構(gòu)已模塊化，而為了避免在任務(wù)程序模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的交叉作用，需要設(shè)計(jì)強(qiáng)大的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，同時(shí)也有利于任性模塊的診斷；(3)可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，兼容性能好，以能迅速地?cái)U(kuò)展出滿足應(yīng)用的高性能可靠的節(jié)能的嵌入式微處理器；(4)嵌入任務(wù)程序后的微處理器的功耗必須很低高效的節(jié)能減排高速的工作效率，尤其是用于高效節(jié)能減排的計(jì)算和通信電子設(shè)備中提高可靠性節(jié)能性非常有利。本實(shí)用新型的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器能夠大幅度的降低整個(gè)系統(tǒng)的成本和功耗， 具有高效節(jié)能減排、體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器具有16組高速數(shù)字輸入通道和16組高速數(shù)字輸出通道，并可接受編程設(shè)定，達(dá)到節(jié)能減排功能。輸入可以直接輸入信息，而輸出可以接入到外圍控制器中控主機(jī)上，提供使用者最方便的遠(yuǎn)程控制方式，人性化舒適便宜。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，它包括一主控單元、一數(shù)字輸出單元、一數(shù)字輸入單元及一電源單元；所述主控單元分別與所述數(shù)字輸出單元、數(shù)字輸入單元和電源單元互相連接，外部設(shè)備通過所述數(shù)字輸入單元和數(shù)字輸出單元與所述主控單元連接， 所述主控單元通過一通信接口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述主控單元包括一控制芯片，所述控制芯片采用STC89CMRD+單片機(jī)芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述數(shù)字輸入單元上設(shè)置有用于顯示目前輸入的工作狀況的輸入狀態(tài)指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述輸入狀態(tài)指示燈為LED指示燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述數(shù)字輸出單元上設(shè)置有用于顯示目前輸出的工作狀況的輸出狀態(tài)指示燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述輸出狀態(tài)指示燈為LED指示燈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述通信接口為 RS-485 接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述數(shù)字輸入單元和數(shù)字輸出單元通過CON插座與所述主控單元互相連接。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)字量現(xiàn)場節(jié)能控制器，它包括一主控單元、一數(shù)字輸出單元、一數(shù)字輸入單元及一電源單元；所述主控單元分別與所述數(shù)字輸出單元、數(shù)字輸入單元和電源單元互相連接，外部設(shè)備通過所述數(shù)字輸入單元和數(shù)字輸出單元與所述主控單元連接，所述主控單元通過一通信接口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；與現(xiàn)在的產(chǎn)品相比，主控單元采用嵌入式微控制器，能夠大幅度的降低整個(gè)系統(tǒng)的成本和功耗，具有高效節(jié)能減排、體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
文檔編號(hào)G05B19/04GK202275286SQ20112033204
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者常遠(yuǎn), 張海寧, 戈榕燊 申請人:上海銀欣高新技術(shù)發(fā)展股份有限公司