CN108931952A - 一种基于微型pc电脑的物联网集中控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统及其方法，包括一个专用机柜，所述机柜内设有一个微型PC电脑；所述专用机柜设有若干大小统一，接口统一的卡槽，以及与卡槽对应的可插拔的功能模块，所述功能模块与卡槽相匹配。所述机柜内还设有PLC继电器输入输出控制电路，所述控制电路包括若干路输出控制电路和若干通用输入电路，所述电路均包含光隔离结构，所述每路电路连接到微型PC电脑，另一端连接在机柜的输入输出端子上。本发明还提出了功能模块之间的联动方法。本发明解决了现有物联网控制系统开发周期长，协议不统一，需要多名人员配合开发的局限性，实现了通用性强，扩展功能多，数据协议和通信接口统一的物联网平台。

Description

一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统及其方法

技术领域

本发明属于物联网终端设备技术领域，具体涉及一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统及其方法。

背景技术

物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

物联网将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities)，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote)，通过各种无线或有线的长距离或短距离通讯网络连接物联网域名实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网(Intranet)、专网(Extranet)、或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

随着物联网技术的发展，物联网广泛应用于智能家居、智慧交通、智慧城市、智慧物流、楼宇管理等行业。因此，广泛的需求应用范围催生了各种物联网平台，但是由于各种物联网平台各种接口和数据通信协议不统一，许多优秀的应用因为物联网平台的大多采用嵌入式系统，根据功能来开发各个接口模块，需要多名软硬件开发人员相互配合，开发周期长，开发难度大，成本高，而且一旦需求变化，就要从新设计软硬件，通用性不佳，因而无法得到彻底的应用推广。因此急需一个成本低，开发简单，通用性强、扩展功能多、数据协议、通信接口统一的物联网平台。

发明内容

本发明的目的就在于为了满足背景技术中的需求，而提出的一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统及其方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统，包括一个专用机柜，所述机柜内设有一个微型PC电脑；

所述专用机柜设有若干大小统一，接口统一的卡槽，以及与卡槽对应的可插拔的功能模块，所述功能模块与卡槽相匹配。方便插拔，接口一致可以减少开发周期和难度。

本发明进一步改进在于，所述功能模块包括输入控制板、输出控制板、温湿度控制板、ZigBee通信板、红外控制板、433MHZ通信板、2.4G通信板、蓝牙通信板。具体接入什么板，由开发者自行插入。其中输入控制板采用光耦合完全隔离，采集用于各种开关量数据，如接近传感器、门磁开关、烟雾报警器、红外人体感应传感器等。输出控制板，采用光耦+继电器的方式进行输出控制，可控制用户设备开启关闭，如灯光控制，设备远程重启等。

传统的物联网平台因为要采集各种数据，因此数据协议不统一，研发人员需要花费大量的时间和精力来解析处理各种数据。本发明采用平台因为接口统一，因此数据协议在工控机程序内部进行标准化处理打包，打包成统一格式的通用数据，研发人员只要调用通用的控制函数就实现数据的传输和设备的控制，节省了大量的时间，减轻了开发难度，节约公司人力物力成本，加快了产品面世速度。

传统的物联网平台与服务器之间通信大部分采用单一的通信方式，如通过GPRS网络与服务器通信，流量成本大，在GPRS信号不好的地方，网络不稳定，容易造成数据传输中断。本发明采用的物联网平台因为核心控制采用工控机，接口丰富，因此平台与服务器之间通信可采用有线网络、无线WIFI和4G拨号模块上网等三种方式，扩展了通信方式，并且一种传输中断，可以快速切换到另外一种通信模式，保证了数据传输的稳定性。

本发明进一步改进在于，所述接卡槽的接口为串口、RS485、RJ45、USB之中的一种，为统一接口，防止冲突，只能选择接口中的一种。

本发明进一步改进在于，所述微型PC电脑还设有一个WAN接口与若干LAN接口，若干RS232接口、若干RS485接口、若干USB接口、一个通过USB连接的4G全网通拨号模块、一个通过USB连接的WIFI模块、一组显示器接口，方便进一步进行扩展。

本发明进一步改进在于，所述机柜内还设有PLC继电器输入输出控制电路，所述控制电路包括若干路输出控制电路和若干通用输入电路，所述电路均包含光隔离结构，所述每路电路连接到微型PC电脑，另一端连接在机柜的输入输出端子上。

本发明进一步改进在于，所有电源与数据接口均设有防雷、防浪涌装置，系统适用各种工业环境。

基于本发明提出的系统中，模块间联动的步骤为：

步骤1，接收M个输入控制板的输入信号；

步骤2，根据信号或者信号的组合进行预设的计算，计算出N个开关量；

步骤3，根据计算结果，将N个开关量传送给预设的N个输出控制板；

步骤4，每个接收到开关量的输出控制板根据接收到的开关量，对自身的继电器进行接通/关断处理。

本发明的有益效果在于：

1)提出本发明为了解决物联网系统开发周期长，难度大，通用性差的问题，本发明针对该缺点，采用通用PC平台，统一接口进行配置，减小了开发难度。

2)现场布置该系统，由于卡槽规格统一，接口统一，减小了配置难度。

3)该系统成本低，通用性强，能够搭建能够胜任工作的物联网平台。

4)本发明在工控机、通用板的电源和数据接口部分都增强了防雷、防浪涌设计，系统适用各种工业环境。

附图说明

图1是本发明的实施例机柜结构示意图；

图2是本发明的输入控制板电路示意图；

图3是本发明的输出控制板电路示意图；

图4-7为本发明功能模块见联动模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统，如图1，包括一个专用机柜，所述机柜内设有一个微型PC电脑，所有电源与数据接口均设有防雷、防浪涌装置。

所述专用机柜设有若干大小统一，接口统一的卡槽，以及与卡槽对应的可插拔的功能模块，所述功能模块与卡槽相匹配。

所述功能模块包括输入控制板、输出控制板、温湿度控制板、ZigBee通信板、红外控制板、433MHZ通信板、2.4G通信板、蓝牙通信板。

所述接卡槽的接口为串口、RS485、RJ45、USB之中的一种。

所述微型PC电脑还设有一个WAN接口与若干LAN接口，若干RS232接口、若干RS485接口、若干USB接口、一个通过USB连接的4G全网通拨号模块、一个通过USB连接的WIFI模块、一组显示器接口。

所述机柜内还设有PLC继电器输入输出控制电路，所述控制电路包括若干路输出控制电路和若干通用输入电路，所述电路均包含光隔离结构，所述每路电路连接到微型PC电脑，另一端连接在机柜的输入输出端子上。

如图2，本发明中输入控制板的电路，每一路包括一对输入信号，分别接入SIN和GND_SIN口，经过OPT301光耦合芯片，将输入信号转移给PG0端口，其中GND端为微型PC电脑的地端，同时LED301二极管发光，用于提示信号状态为有信号输入。

如图3，本发明中输出控制板的电路，每一路包括一对输出控制信号，接入OUT1端与GND_OUT端，通过光耦合器件OPT2隔离，信号驱动一个NPN三极管S8050，让电流流经一个继电器RELAY2，让12V电压接通输出端口CTRL端，并导通LED2发光提示控制状态为导通。

基于本系统的控制板的联动方法，具体为：

步骤1，接收M个输入控制板的输入信号；

步骤2，根据信号或者信号的组合进行预设的计算，计算出N个开关量；

步骤3，根据计算结果，将N个开关量传送给预设的N个输出控制板；

步骤4，每个接收到开关量的输出控制板根据接收到的开关量，对自身的继电器进行接通/关断处理。

功能模块之间的互动如图4-7，其中图4为单个模块的输入与输出控制示意图；图5为一个输入模块为信号，控制另一个输出模块示意图；图6为一个输入模块控制另外两个输出模块的示意图；图7为两个输入模块控制一个输出模块的示意图。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统，其特征在于，包括一个专用机柜，所述机柜内设有一个微型PC电脑；

所述专用机柜设有若干大小统一，接口统一的卡槽，以及与卡槽对应的可插拔的功能模块，所述功能模块与卡槽相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统，其特征在于：所述功能模块包括输入控制板、输出控制板、温湿度控制板、ZigBee通信板、红外控制板、433MHZ通信板、2.4G通信板、蓝牙通信板。

3.根据权利要求1所述的一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统，其特征在于：所述接卡槽的接口为串口、RS485、RJ45、USB之中的一种。

4.根据权利要求1-3所述的一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统，其特征在于：所述微型PC电脑还设有一个WAN接口与若干LAN接口，若干RS232接口、若干RS485接口、若干USB接口、一个通过USB连接的4G全网通拨号模块、一个通过USB连接的WIFI模块、一组显示器接口。

5.根据权利要求1-3所述的一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统，其特征在于：所述机柜内还设有PLC继电器输入输出控制电路，所述控制电路包括若干路输出控制电路和若干通用输入电路，所述电路均包含光隔离结构，所述每路电路连接到微型PC电脑，另一端连接在机柜的输入输出端子上。

6.根据权利要求1-3所述的一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统，其特征在于：所有电源与数据接口均设有防雷、防浪涌装置。

7.一种基于权利要求1-3所述的一种基于微型PC电脑的物联网集中控制系统的联动方法，具体步骤为：

步骤1，接收M个输入控制板的输入信号；

步骤2，根据信号或者信号的组合进行预设的计算，计算出N个开关量；

步骤3，根据计算结果，将N个开关量传送给预设的N个输出控制板；

步骤4，每个接收到开关量的输出控制板根据接收到的开关量，对自身的继电器进行接通/关断处理。