CN109343401B - 一种基于arm的人机交互控制系统及防爆箱 - Google Patents

一种基于arm的人机交互控制系统及防爆箱 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于ARM的人机交互控制系统及防爆箱，属于人机交互控制领域。本发明的基于ARM的人机交互控制系统包括ARM控制处理器、HMI人机交互接口和控制处理电路模块，HMI人机交互接口的输入接口接收外部输入信号经控制处理电路模块处理后发送给ARM控制处理器，经ARM控制处理器分析后生成GPIO控制信号，并通过HMI人机交互接口的输出接口向外部继电器发送GPIO控制信号，实现外部继电器的控制。本发明实施例的基于ARM的人机交互控制系统能够实现防爆箱的人机交互控制，使得防爆箱的控制更加便捷，智能。

Description

一种基于ARM的人机交互控制系统及防爆箱
技术领域
本发明属于人机交互控制技术领域，尤其涉及一种基于ARM的人机交互控制系统及防爆箱。
背景技术
现有的防爆箱一般通过简单的处理器进行控制，控制简单，无法实现人机交互，对于较大的监控管理系统而言，无法直接接入使用。
发明内容
本发明提供一种基于ARM的人机交互控制系统及防爆箱，能够实现防爆箱的人机交互控制，使得防爆箱的控制更加便捷，智能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于ARM的人机交互控制系统，用于防爆箱的人机交互控制，包括：ARM控制处理器、HMI人机交互接口和控制处理电路模块，所述控制处理电路模块包括光耦电路单元，所述HMI人机交互接口的输入接口接收外部输入信号，并经所述光耦电路单元处理后发送给所述ARM控制处理器，所述ARM控制处理器根据所述外部输入信号生成GPIO控制信号，并通过所述HMI人机交互接口的输出接口向外部继电器发送所述GPIO控制信号以控制所述外部继电器的断开或闭合。
根据本发明的一实施方式，所述HMI人机交互接口包括输入接口、输出接口、接地口以及电压接口，所述ARM控制处理器包括控制CPU信号输入接口和GPIO控制输出接口。
根据本发明的另一实施方式，所述光耦电路单元包括光耦开关，所述光耦开关分别与所述HMI人机交互接口的输入接口以及所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口连接。
根据本发明的另一实施方式，所述光耦开关的第一引脚经第一电阻与所述HMI人机交互接口的电压接口连接，并同时经第二电阻和第四电阻与所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口连接，所述光耦开关的第二引脚与所述HMI人机交互接口的输入接口连接，所述光耦开关的第三引脚接地，所述光耦开关的第四引脚与所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口连接，并同时经第三电阻接地。
根据本发明的另一实施方式，当所述HMI人机交互接口的电压接口接外部高电平后，所述光耦开关的第一引脚和第二引脚导通，所述光耦开关的第三引脚和第四引脚导通，所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口的输入为低电平；
当所述HMI人机交互接口的电压接口接外部低电平后，所述光耦开关的第一引脚和第二引脚断开，所述光耦开关的第三引脚和第四引脚不导通，所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口的输入为高电平。
根据本发明的另一实施方式，所述控制处理电路模块还包括控制信号处理电路单元，所述控制信号处理电路单元包括晶体三管极，所述晶体三极管分别与所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口、GPIO控制输出接口以及所述HMI人机交互接口的电压接口连接。
根据本发明的另一实施方式，所述晶体三极管的基极经第五电阻与所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口连接，所述晶体三极管的发射极接地，所述晶体三级管的集电极与所述ARM控制处理器的GPIO控制输出接口连接，并同时经第一二极管和第六电阻与所述HMI人机交互接口的电压接口连接。
根据本发明的另一实施方式，当所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口的输入为低电平时，所述晶体三极管的发射极和集电极不导通，所述ARM控制处理器的GPIO控制输出接口与所述HMI人机交互接口的电压接口导通，此时外部继电器的闭合；
当所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口的输入为高电平时，所述晶体三极管的发射极和集电极导通，所述ARM控制处理器的GPIO控制输出接口接地，所述ARM控制处理器的GPIO控制输出接口与所述HMI人机交互接口的电压接口不导通，此时外部继电器的断开。
另一方面，本发明还提供了一种防爆箱，包括箱体以及设置于所述箱体内的如权利要求1-8任一所述的基于ARM的人机交互控制系统。
根据本发明的一实施方式，所述防爆箱还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏安装于所述箱体正面，所述触摸显示屏的外面设置有防爆触摸玻璃。
本发明的有益效果：
本发明实施例的基于ARM的人机交互控制系统包括ARM控制处理器、HMI人机交互接口和控制处理电路模块，HMI人机交互接口的输入接口接收外部输入信号经控制处理电路模块处理后发送给ARM控制处理器，经ARM控制处理器分析后生成GPIO控制信号，并通过HMI人机交互接口的输出接口向外部继电器发送GPIO控制信号，实现外部继电器的控制。本发明实施例的基于ARM的人机交互控制系统能够实现防爆箱的人机交互控制，使得防爆箱的控制更加便捷，智能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种基于ARM的人机交互控制系统的一个实施例的结构示意图；
图2是本发明的一种基于ARM的人机交互控制系统的的控制处理电路模块30的一个实施例的局部电路示意图；
图3是本发明的一种基于ARM的人机交互控制系统的的控制处理电路模块30的另一个实施例的局部电路示意图；
图4是本发明的一种防爆箱的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于ARM的人机交互控制系统100，用于防爆箱的人机交互控制，包括：ARM控制处理器10、HMI人机交互接口20和控制处理电路模块30，所述控制处理电路模块包括光耦电路单元，所述HMI人机交互接口20的输入接口接收外部输入信号，并经所述光耦电路单元处理后发送给所述ARM控制处理器10，所述ARM控制处理器10根据所述外部输入信号生成GPIO控制信号，并通过所述HMI人机交互接口20的输出接口向外部继电器发送所述GPIO控制信号以控制所述外部继电器的断开或闭合。
本发明实施例的人机交互控制系统包括ARM控制处理器、HMI人机交互接口和控制处理电路模块，HMI人机交互接口的输入接口接收外部输入信号经控制处理电路模块处理后发送给ARM控制处理器，经ARM控制处理器分析后生成GPIO控制信号，并通过HMI人机交互接口的输出接口向外部继电器发送GPIO控制信号，实现外部继电器的控制。本发明实施例的基于ARM的人机交互控制系统能够实现防爆箱的人机交互控制，使得防爆箱的控制更加便捷，智能。
作为一个举例说明，本发明实施例的所述HMI人机交互接口20包括输入接口、输出接口、接地口以及电压接口，所述ARM控制处理器10包括控制CPU信号输入接口和GPIO控制输出接口。
可选的，所述HMI人机交互接口20包括4个IO输入接口、2个输出接口、一个接地口以及一个电压接口。
可选的，所述ARM控制处理器10包括多个控制CPU信号输入接口以及多个GPIO控制输出接口，所述ARM控制处理器的CPU为ARM Cortex A8，主频1.0G，内存为256MDDRIIRAM。
可选的，所述ARM控制处理器还集成了256MNANFLASH存储，以及SD扩展卡，可以最大扩展到32G。
作为另一个举例说明，如图2所示，本发明实施例的所述光耦电路单元包括光耦开关31，所述光耦开关31分别与所述HMI人机交互接口20的输入接口以及所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口连接。本发明实施例的人机交互系统的输入信号通过光耦开关输送到ARM控制处理器，提高输入信号的稳定性，避免ARM控制处理器因信号的不稳定造成损坏。
作为另一个举例说明，如图2所示，本发明实施例的所述光耦开关31的第一引脚1经第一电阻R1与所述HMI人机交互接口20的电压接口VCOM-INPUT连接，并同时经第二电阻R2和第四电阻R4与所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口XEINT0连接，所述光耦开关31的第二引脚2与所述HMI人机交互接口20的输入接口EXT-IO-I0连接，所述光耦开关31的第三引脚3接地GND，所述光耦开关31的第四引脚4与所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口XEINT0连接，并同时经第三电阻R3接地GND。
可选的，本发明实施例的光耦开关型号可为EL357N系列。
作为另一个举例说明，如图2所示，本发明实施例当所述HMI人机交互接口20的电压接口VCOM-INPUT接外部高电平后，所述光耦开关31的第一引脚1和第二引脚2导通，所述光耦开关31的第三引脚3和第四引脚4导通，所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口XEINT0的输入为低电平；
当所述HMI人机交互接口20的电压接口VCOM-INPUT接外部低电平后，所述光耦开关31的第一引脚1和第二引脚2断开，所述光耦开关31的第三引脚3和第四引脚4不导通，所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口XEINT0的输入为高电平。
具体的，如图2所示，VCOM INPUT接外部+24V后，光耦EL357N的 1、2脚导通，3、4脚导通，然后连接到ARM控制处理器的信号XEINT0变为低电平，当ARM控制处理器中组态软件提取XEINT0状态，从而判断出当前输入接口接入了高电平；VCOM INPUT接外部低电平后，光耦EL357N的 1、2脚断开，3、4脚不导通，然后连接到ARM控制处理器的信号XEINT0变为高电平，当ARM控制处理器中组态软件提取XEINT0状态，从而判断出当前输入接口接入了低电平。
作为另一个举例说明，如图3所示，本发明实施例的所述控制处理电路模块30还包括控制信号处理电路单元，所述控制信号处理电路单元包括晶体三管极32，所述晶体三极管32分别与所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口、GPIO控制输出接口以及所述HMI人机交互接口20的电压接口连接。本发明实施例的人机交互系统的输出信号通过晶体三极管向外输出，提高输入信号的稳定性，避免ARM控制处理器因信号的不稳定造成损坏。
作为另一个举例说明，如图3所示，本发明实施例的所述晶体三极管32的基极1经第五电阻R5与所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口XEINT20连接，所述晶体三极管32的发射极2经第六电阻R6接地GND，所述晶体三级管32的集电极3与所述ARM控制处理器10的GPIO控制输出接口GPIO-IO-O0连接，并同时经第一二极管D1和第六电阻R7与所述HMI人机交互接口20的电压接口VCOM-OUT连接。
可选的，本发明实施例的晶体三极管为NPN型晶体三极管，型号可为SOT-23。
作为另一个举例说明，如图3所示，本发明实施例当所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口XEINT20的输入为低电平时，所述晶体三极管32的发射极2和集电极3不导通，所述ARM控制处理器10的GPIO控制输出接口GPIO-IO-O0与所述HMI人机交互接口20的电压接口VCOM-OUT导通，此时外部继电器的闭合；
当所述ARM控制处理器10的控制CPU信号输入接口XEINT20的输入为高电平时，所述晶体三极管32的发射极和集电极导通，所述ARM控制处理器10的GPIO控制输出接口GPIO-IO-O0接地，所述ARM控制处理器10的GPIO控制输出接口GPIO-IO-O0与所述HMI人机交互接口20的电压接口VCOM-OUT不导通，此时外部继电器的断开。
具体的，如图3所示，当ARM控制处理器中组态软件检测到控制CPU信号XEINT20为低电平时，晶体三极管Q1的2脚和3脚不导通，GPIO控制输出接口GPIO IO O0和电压接口VCOM_OUT导通，此时外部电路导通；当ARM控制处理器中组态软件控制CPU信号XEINT20为高电平时，晶体三极管Q1的2脚和3脚导通，GPIO控制输出接口GPIO IO O0和地GND导通，GPIOIO O0和VCOM_OUT不导通，外部电路不导通。
另一方面，如图4所示，本发明还提供了一种防爆箱200，包括箱体40以及设置于所述箱体内基于ARM的人机交互控制系统100。
作为一个举例说明，如图4所示，本发明实施例的所述防爆箱200还包括触摸显示屏41，所述触摸显示屏41安装于所述箱体40正面，所述触摸显示屏41的外面设置有防爆触摸玻璃。
可选的，本发明实施例的防爆箱的触摸显示屏为高性能CORTEK工业触摸屏，实现防爆箱和工业人机界面的完美融合。
可选的，本发明实施例的防爆箱的防爆触摸玻璃的厚度为7mm，同时箱体采用优质铝合金压铸成型，箱内外表面高速抛丸磨砂处理，表面光滑，整机高压静电喷塑，外观美观，整个箱体坚固，防爆等级高。
可选的，本发明实施例的防爆箱还包括多种外部接口，例如：USB接口、网口、串口以及电源口，能够实现与不同接口硬件的连接，适应性强。
可选的，本发明实施例的防爆箱还包括报警提示单元，例如可以为蜂鸣器。
可选的，本发明实施例的防爆箱底部还设置有进出线通道，可以为钢管或防爆软管。
本发明实施例的防爆箱结构简单，通过内置的基于ARM的人机交互控制系统实现防爆箱的人机交互。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护置之内。

Claims (3)

1.一种基于ARM的人机交互控制系统，用于防爆箱的人机交互控制，其特征在于，包括：ARM控制处理器、HMI人机交互接口和控制处理电路模块，所述控制处理电路模块包括光耦电路单元，所述HMI人机交互接口的输入接口接收外部输入信号，并经所述光耦电路单元处理后发送给所述ARM控制处理器，所述ARM控制处理器根据所述外部输入信号生成GPIO控制信号，并通过所述HMI人机交互接口的输出接口向外部继电器发送所述GPIO控制信号以控制所述外部继电器的断开或闭合；
所述HMI人机交互接口包括输入接口、输出接口、接地口以及电压接口，所述ARM控制处理器包括控制CPU信号输入接口和GPIO控制输出接口，
所述光耦电路单元包括光耦开关，所述光耦开关分别与所述HMI人机交互接口的输入接口以及所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口连接；
所述光耦开关的第一引脚经第一电阻与所述HMI人机交互接口的电压接口连接，并同时经第二电阻和第四电阻与所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口连接，所述光耦开关的第二引脚与所述HMI人机交互接口的输入接口连接，所述光耦开关的第三引脚接地，所述光耦开关的第四引脚与所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口连接，并同时经第三电阻接地；
当所述HMI人机交互接口的电压接口接外部高电平后，所述光耦开关的第一引脚和第二引脚导通，所述光耦开关的第三引脚和第四引脚导通，所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口的输入为低电平；
当所述HMI人机交互接口的电压接口接外部低电平后，所述光耦开关的第一引脚和第二引脚断开，所述光耦开关的第三引脚和第四引脚不导通，所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口的输入为高电平；
所述控制处理电路模块还包括控制信号处理电路单元，所述控制信号处理电路单元包括晶体三极管，所述晶体三极管分别与所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口、GPIO控制输出接口以及所述HMI人机交互接口的电压接口连接；
所述晶体三极管的基极经第五电阻与所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口连接，所述晶体三极管的发射极接地，所述晶体三级管的集电极与所述ARM控制处理器的GPIO控制输出接口连接，并同时经第一二极管和第六电阻与所述HMI人机交互接口的电压接口连接；
当所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口的输入为低电平时，所述晶体三极管的发射极和集电极不导通，所述ARM控制处理器的GPIO控制输出接口与所述HMI人机交互接口的电压接口导通，此时外部继电器闭合；
当所述ARM控制处理器的控制CPU信号输入接口的输入为高电平时，所述晶体三极管的发射极和集电极导通，所述ARM控制处理器的GPIO控制输出接口接地，所述ARM控制处理器的GPIO控制输出接口与所述HMI人机交互接口的电压接口不导通，此时外部继电器断开。
2.一种防爆箱，其特征在于，包括箱体以及设置于所述箱体内的如权利要求1所述的基于ARM的人机交互控制系统。
3.根据权利要求2所述的防爆箱，其特征在于，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏安装于所述箱体正面，所述触摸显示屏的外面设置有防爆触摸玻璃。
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