CN106597948A - 一种可用于物联网的微型嵌入式终端 - Google Patents

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张忠君
宋作伟
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DALIAN EVERYDAY GOOD ELECTRONIC Co Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25257—Microcontroller

Abstract

一种可用于物联网的微型嵌入式终端，具体包括：隔离电源模块、通信接口、隔离器、MCU、数字隔离器、驱动阵列、开关量输出端口、无线物联网模块、串行扩展总线接口、双向数字隔离器、光耦隔离器、开关量输入端口；所述MCU分别与隔离器、数字隔离器、双向数字隔离器、光耦隔离器相连，所述隔离器还与通信接口相连，所述驱动阵列的输入端与数字隔离器相连，其输出端与开关量输出端口相连，双向数字隔离器还与无线物联网模块、串行扩展总线接口相连；开关量输入端口的输出端与光耦隔离器的输入端相连，所述隔离电源模块为本终端供电。本申请保证了系统工作的可靠性。

Description

一种可用于物联网的微型嵌入式终端
技术领域
本发明属于物联网终端及智能家居领域，具体说是一种可用于物联网的微型嵌入式终端。
背景技术
现有的各种各样的嵌入式终端设备分散于各行各业、各个领域、各个地方，如果要在现场对所有这些设备进行管理和维护，设备制造商或者设备拥有者必然需要派出很多的管理人员。显然，这样做会增加他们的资金投入。而远程管理系统虽然在初期建设时会有一定的投入，但其运行和维护费用较低，从长远来看还是比较经济的选择。而使用远程管理技术后能够降低管理成本，提高管理效率，增强管理效果，因此很有必要对一些重要的嵌入式终端设备进行远程管理。
随着信息技术的发展自动化技术已有工业领域逐步扩展到人们日常生活当中。近些年来随着无线通信技术的发展，结合无线通信技术的物联网组网方式已成为热点。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本申请提供了一种可用于物联网的微型嵌入式终端，采用了多路隔离供电模块，并使用了数字隔离器、光耦隔离器等措施保证MCU与外界环境的电气隔离，进而保证系统工作的可靠性。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种可用于物联网的微型嵌入式终端，具体包括：隔离电源模块、通信接口、隔离器、MCU、数字隔离器、驱动阵列、开关量输出端口、无线物联网模块、串行扩展总线接口、双向数字隔离器、光耦隔离器、开关量输入端口；所述MCU分别与隔离器、数字隔离器、双向数字隔离器、光耦隔离器相连，所述隔离器还与通信接口相连，所述驱动阵列的输入端与数字隔离器相连，其输出端与开关量输出端口相连，双向数字隔离器还与无线物联网模块、串行扩展总线接口相连；开关量输入端口的输出端与光耦隔离器的输入端相连，所述隔离电源模块为本终端供电。
进一步的，隔离电源模块，包括通信电源、MCU电源、I/O电源。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：本申请采用了多路隔离供电模块，并使用了数字隔离器、光耦隔离器等措施保证MCU与外界环境的电气隔离，进而保证了系统工作的可靠性。本申请提供了丰富的通信接口，同时具有RS485、WiFi、I2C三种通信方式，方便用户组网。
附图说明
本发明共有附图6幅：
图1为一种可用于物联网的微型嵌入式终端结构示意图；
图2为MCU单元端口分配图；
图3为光耦隔离器；
图4为两组数字隔离器及达林顿驱动阵列；
图5为隔离电源模块；
图6为RS485隔离器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例提供一种可用于物联网的微型嵌入式终端，具体包括：隔离电源模块、rs485通信接口、rs485隔离器、MCU、数字隔离器、达林顿驱动阵列、开关量输出端口、无线物联网模块、串行扩展总线接口、双向数字隔离器、光耦隔离器、开关量输入端口；所述MCU分别与rs485隔离器、数字隔离器、双向数字隔离器、光耦隔离器相连，所述rs485隔离器还与rs485通信接口相连，所述达林顿驱动阵列的输入端与数字隔离器相连，其输出端与开关量输出端口相连，双向数字隔离器还与无线物联网模块、串行扩展总线接口相连；开关量输入端口的输出端与光耦隔离器的输入端相连，所述隔离电源模块为本终端供电。
进一步的，隔离电源模块，包括通信电源、MCU电源、I/O电源。
实施例2
本实施例对实施例1进行详细补充：
图5所示为隔离电源模块，输入为宽电压范围10～30V，共有2路隔离输出1路非隔离输出。
图2所示为MCU单元端口分配图，IN0～IN7为输入功能端口，IN0～IN7与图3的光耦隔离器相连；图3中0805LED作为输入信号指示，4.3K电阻起限流作用，1K电阻为光耦泄流电阻，用于防止输入端的微小漏电流造成光耦错误导通。0.01uF电容用于输入去抖动。当DIn为低电平时光耦导通使INn被拉低，低电平作为信号ON。图2中OUT0～OUT7为输出功能端口，其与图4中对应端口相连接，图4中为两组数字隔离器及达林顿驱动阵列，其中DISABLE用于控制输入出禁止，当DISABLE为高电平时，对应隔离器的输出低电平，该功能用于系统调试时对端口禁止输出，以及系统故障时对端口紧急禁止输出。0805LED作为输出指示灯，当端口有输出动作时会亮起。U2、U5为达林顿驱动阵列，用于驱动外部受控器件，其中采用了并联输出方式，最大驱动电流可以达到1A。D19～D28为二极管，用于防止用户误接正负极造成电路损坏。F1～F8为自恢复保险，当被控负载超过端口电流输出能力时温度升高会自动切断输出，当过载故障排除后温度下降恢复正常接通状态。图6为RS485隔离器，RXD为数据读取端口，TXD为数据发送端口，DE/RE为发送读取使能。D18为TVS，用于防止高压击穿通信芯片。F9、F10为自恢复保险，保护通信端口免于短路故障烧毁。图2中SPI端口用于与WiFi通信模块连接，WiFi模块以独立连接的方式与SPI连接。TWI端口为I2C串行扩展，通过该端口可扩展传感器及双机通信等其他功能。JTAG为系统调试端口，用于系统固件升级和内存监控用途。
本申请提出了一种可用于物联网的微型嵌入式终端，通过该终端可以实现现场信号的采集以及对其他设备进行控制，该终端具有二次开发功能，使用者可根据终端开放的开发资料进行功能自定义。终端在电源上采用了隔离设计，抗干扰能力强，保证了系统的稳定性。在输出接口上使用了数字隔离器进行电气隔离，输出驱动使用达林顿驱动阵列，提供足以推动继电器的驱动电流。输入端口采用光耦隔离器，将输入端与MCU进行电气隔离。通信采用rs485和WiFi两种有线和无线的通信方式，rs485可实现远距离有线通信连接，WiFi可以实现近距离无线通信连接，使用WiFi模块可以直接通过手机、平板电脑、无线路由器等具有Wifi的通信设备进行通信，两种有线和无线通信模块均通过双向数字隔离器与MCU相连，在电气上使MCU与外界实现隔离，保证系统的稳定性。终端具有一个隔离的串行扩展口，采用I2C总线协议，可扩展传感器、I/O设备等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种可用于物联网的微型嵌入式终端，其特征在于，具体包括：隔离电源模块、通信接口、隔离器、MCU、数字隔离器、驱动阵列、开关量输出端口、无线物联网模块、串行扩展总线接口、双向数字隔离器、光耦隔离器、开关量输入端口；所述MCU分别与隔离器、数字隔离器、双向数字隔离器、光耦隔离器相连，所述隔离器还与通信接口相连，所述驱动阵列的输入端与数字隔离器相连，其输出端与开关量输出端口相连，双向数字隔离器还与无线物联网模块、串行扩展总线接口相连；开关量输入端口的输出端与光耦隔离器的输入端相连，所述隔离电源模块为本终端供电。
2.根据权利要求1所述一种可用于物联网的微型嵌入式终端，其特征在于，隔离电源模块，包括通信电源、MCU电源、I/O电源。
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