專利名稱：模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能控制器，特別涉及一種用于智能用電系統(tǒng)的模擬量現(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)。例如美國授權(quán)專利US5932997所披露的一種用于照明系統(tǒng)的節(jié)能控制器，這種節(jié)能控制器主要功能有三個(gè)模塊構(gòu)成，包括電流檢測模塊、控制電路和電流切換電話，各電路模塊均為模擬電路，布線復(fù)雜，集成度低，且不能滿足復(fù)雜環(huán)境下的節(jié)能需求。而且該節(jié)能控制器無法滿足復(fù)雜用電中的節(jié)能需求，如樓宇節(jié)能中需要對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)采集、閥門的模擬量輸出控制等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種集成度高、使用調(diào)試方便的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，包括一嵌入式處理器，所述嵌入式處理器分別連接一模擬量輸入電路、一數(shù)字量輸入電路、一模擬量輸出電路和一數(shù)字量輸出電路；一供電模組，所述供電模組分別連接嵌入式處理器、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、數(shù)字量輸入電路和數(shù)字量輸出電路并給其供電；所述嵌入式處理器還連接一可與外部設(shè)備通訊的通信組件。外部的數(shù)據(jù)采集設(shè)備如溫濕度傳感器等采集的模擬信號(hào)經(jīng)模擬輸入電路調(diào)整后輸入嵌入式處理器，由嵌入式處理器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)字量輸出電路處理后傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備，同時(shí)傳至LED指示燈以控制其開閉。同時(shí)，上述數(shù)字信號(hào)經(jīng)嵌入式處理器內(nèi)嵌入的程序運(yùn)算后，再次轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)模擬量輸出電路處理后控制外部設(shè)備運(yùn)行，而數(shù)字量輸入電路將輸入的數(shù)字信號(hào)處理后控制與其連接的LED指示燈開閉，所述嵌入式處理器還連接一通訊組件。較佳的，所述供電模組包括一直流調(diào)壓模塊，所述直流調(diào)壓模塊分別連接第一供電模塊、第二供電模塊和第三供電模塊，第一供電模塊連接嵌入式處理器，第二供電模塊連接模擬輸入電路，第三電壓供電模塊分別連接數(shù)字輸入電路和模擬輸出電路，數(shù)字輸出電路直接連接在直流調(diào)壓模塊上。較佳的，該通訊組件為RS232總線控制器或RS485總線控制器。較佳的，所述嵌入式處理器為32位處理器，可容納多路輸入輸出通道，所述嵌入式處理器還連接一以太網(wǎng)控制器，該以太網(wǎng)控制器連接一LED狀態(tài)燈以顯示其工作狀態(tài)。較佳的，所述嵌入式處理器為32位處理器，其輸出端口還連接一個(gè)以太網(wǎng)控制器，所述以太網(wǎng)控制器連接一 LED狀態(tài)燈。較佳的，所述嵌入式處理器的輸入端連接有SD卡驅(qū)動(dòng)器。本實(shí)用新型模擬量現(xiàn)場控制器采用嵌入式處理器，嵌入任務(wù)程序后的功耗很低，準(zhǔn)確性高，具有高速的工作效率，尤其是用于高效節(jié)能減排的計(jì)算和通信電子設(shè)備中提高節(jié)能控制的可靠性效果顯著。

圖I為本實(shí)用新型模擬量現(xiàn)場控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例之模擬量輸入電路的電路圖。圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例之?dāng)?shù)字量輸出電路的電路圖。圖4為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例之模擬量輸出電路的電路圖。圖5為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例之?dāng)?shù)字量輸入電路的電路圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例之一的SD卡接口電路圖。
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)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖I所示，本實(shí)用新型的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，包括一嵌入式處理器1，嵌入式處理器I分別連接一模擬量輸入電路11和一數(shù)字量輸入電路12 ;—模擬量輸出電路13和一數(shù)字量輸出電路14。參見圖2，模擬量輸入電路11提供4信道的模擬信號(hào)輸入處理，外部的數(shù)據(jù)采集設(shè)備如溫濕度傳感器等采集的模擬信號(hào)經(jīng)模擬輸入電路11調(diào)整后輸入嵌入式處理器1，由嵌入式處理器I轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)字量輸出電路14處理后傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備，同時(shí)傳至LED指示燈以控制其開閉(如圖3)。嵌入式處理器I由供電模組給其供電，供電模組包括一直流調(diào)壓模塊21，直流調(diào)壓模塊21將從其電壓輸入端口輸入的12 24V的直流電壓轉(zhuǎn)換成5V直流電壓，直流調(diào)壓模塊21分別連接三個(gè)供電模塊，該三個(gè)供電模塊將5V電壓調(diào)整為各個(gè)用電設(shè)備所需要的電壓。第一供電模塊211和第二供電模塊212的輸出電壓為3. 3V，其中第一供電模塊專為嵌入式處理器I供電。第三供電模塊213通過PWC電路將電壓升至12V，以供電給數(shù)字輸入電路12和模擬量輸出電路13。嵌入式處理器I通過其SWJ接口 151嵌入節(jié)能控制程序，嵌入式處理器I將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)內(nèi)嵌的程序處理后，再次轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)模擬量輸出電路13處理后控制外部設(shè)備運(yùn)行，如圖4所示的模擬量輸出電路13，帶有4條高速模擬信號(hào)輸出通道。而數(shù)字量輸入電路12將輸入的數(shù)字信號(hào)經(jīng)RC濾波處理后控制與其連接的LED指示燈開閉(參見圖5)。本實(shí)施例中嵌入式處理器I采用STM32F103R8芯片，該芯片為32位的處理器，內(nèi)有11個(gè)定時(shí)器，3個(gè)AD信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，13個(gè)通信接口，可滿足樓宇節(jié)能中多信道輸入的要求。嵌入式處理器I可通過與其連接的通訊組件與外部設(shè)備通信，本實(shí)施例中通訊組件同時(shí)選用了 R232和R485總線控制器，以滿足不同外部設(shè)備的需求，R232總線控制器161和R485總線控制器162均由第二供電模塊212給其供電。R232總線控制器161由MAX3232組成驅(qū)動(dòng)，R485總線控制器162由SN65HVD11組成驅(qū)動(dòng)。 嵌入式處理器I上還設(shè)有備用電源接口 152，控制接口 153。本實(shí)施例中從嵌入式處理器I接收信號(hào)以太網(wǎng)控制器17采用ENC28J60控制器，通過HR911105A連接組成。以太網(wǎng)控制器17亦由第二供電模塊212提供電源，該以太網(wǎng)控制器17還連接一 LED狀態(tài)燈。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。因此，本實(shí)施例之模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器還附設(shè)有SD卡18，該SD卡18通過圖6所示的SD接口電路與嵌入式處理器I連接，這使得模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，同時(shí)也有利于任意模塊的診斷。嵌入式處理器I還連接一 OLED顯示屏19，該OLED顯示屏同時(shí)接第二供電模塊212和第三供電模塊213，該OLED顯示屏19方便了對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。第二供電模塊212同時(shí)還為SD卡18、控制接口 153提供3. 3V電壓。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(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說明本實(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)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于包括 一嵌入式處理器，所述嵌入式處理器分別連接一模擬量輸入電路、一數(shù)字量輸入電路、一模擬量輸出電路和一數(shù)字量輸出電路； 一供電模組，所述供電模組分別連接嵌入式處理器、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、數(shù)字量輸入電路和數(shù)字量輸出電路并給其供電； 所述嵌入式處理器還連接一可與外部設(shè)備通訊的通信組件。
2.如權(quán)利要求I所述的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述供電模組包括一直流調(diào)壓模塊，所述直流調(diào)壓模塊分別連接第一供電模塊、第二供電模塊和第三供電模塊，第一供電模塊連接嵌入式處理器，第二供電模塊連接模擬輸入電路，第三電壓供電模塊分別連接數(shù)字輸入電路和模擬輸出電路，數(shù)字輸出電路直接連接在直流調(diào)壓模塊上。
3.如權(quán)利要求I所述的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述通信組件為一RS232總線控制器。
4.如權(quán)利要求I所述的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述通信組件為一RS485總線控制器。
5.如權(quán)利要求I所述的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述數(shù)字量輸入電路和所述數(shù)字量輸出電路分別連接有LED指示燈。
6.如權(quán)利要求I所述的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述嵌入式處理器為32位處理器，其輸出端口還連接一個(gè)以太網(wǎng)控制器，所述以太網(wǎng)控制器連接一 LED狀態(tài)燈。
7.如權(quán)利要求I所述的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述嵌入式處理器的輸入端連接有SD卡驅(qū)動(dòng)器。
8.如權(quán)利要求I所述的模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，其特征在于，所述嵌入式處理器還連接一 OLED顯示屏。
專利摘要一種模擬量現(xiàn)場節(jié)能控制器，包括一嵌入式處理器，所述嵌入式處理器分別連接一模擬量輸入電路、一數(shù)字量輸入電路、一模擬量輸出電路和一數(shù)字量輸出電路；一供電模組，所述供電模組分別連接嵌入式處理器、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、數(shù)字量輸入電路和數(shù)字量輸出電路并給其供電；所述嵌入式處理器還連接一可與外部設(shè)備通訊的通信組件。本實(shí)用新型模擬量現(xiàn)場控制器采用嵌入式處理器，嵌入任務(wù)程序后的功耗很低，準(zhǔn)確性高，具有高速的工作效率，尤其是用于高效節(jié)能減排的計(jì)算和通信電子設(shè)備中提高節(jié)能控制的可靠性效果顯著。
文檔編號(hào)G05F1/46GK202583929SQ201220115910
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者張海寧, 欒鷗 申請(qǐng)人:上海銀欣高新技術(shù)發(fā)展股份有限公司