CN111077824A - 一种基于soc的物联网16路继电器控制模块 - Google Patents

一种基于soc的物联网16路继电器控制模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了物联网控制技术领域的一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，所述设备域包括电压转换电路、无线网通讯模块、锁存器和16路继电器接口，所述平台域包括和无线网通讯模块通过互联网通信的物联网云平台，所述应用域包括和物联网云平台通过互联网进行通信的移动终端PC端，且所述电压转换电路提供电源给无线网通讯模块、锁存器和16路继电器接口，且所述电压转换电路、无线网通讯模块和锁存器集成化设计为单一的SOC，软件设计则采用模块化编程的方法，主要有无线网模块控制程序、云平台通信程序和远程命令解析程序，移动终端设备最终能够实现远程控制每一路的继电器以及对每一路的状态进行监控的功能。

Description

一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块
技术领域
本发明涉及物联网16路继电器控制模块技术领域，具体为一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块。
背景技术
随着新一轮科技革命和产业变革的孕育兴起，物联网在全球范围内加速发展，预计到2020年全球联网设备数量将达到260亿个，物联网市场规模达到1.9万亿美元。智慧交通、智能制造、智慧家庭、智慧医疗等新兴市场的开启，宣告着物联网产业正从碎片化、孤立化应用为主的起步阶段迈入“重点聚焦、跨界融合、集成创新”的新阶段。物联网是一个多行业多应用的产业，这样的灵活应用促进模块的小型化、高集成化、规范化。为了实现物联网模块尺寸小型化，从芯片技术角度，芯片技术向高度集成化发展，片上系统方案（System-on-a-Chip，SOC）成为重要的发展趋势，该芯片集成了MCU、射频前端器件，甚至将SIM卡嵌入芯片，以最大程度实现芯片的高度集成度，从而缩小物联网模组尺寸；另一方面，从制造工艺的角度，各芯片厂家采用40nm制造工艺以缩小芯片尺寸，从规范化角度要求物联网通信模组的尺寸标准化，提供标准化的硬件接口，引脚位置和功能标准化，降低了开发难度，这些都使得SOC的16路继电器控制的可能性大大提高，为此，我们提出一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，包括设备域、平台域和应用域，所述设备域包括电压转换电路、无线网通讯模块、锁存器和16路继电器接口，所述平台域包括和无线网通讯模块通过互联网通信的物联网云平台，所述应用域包括和物联网云平台通过互联网进行通信的移动终端PC端，且所述电压转换电路提供电源给无线网通讯模块、锁存器和16路继电器接口，且所述电压转换电路、无线网通讯模块和锁存器集成化设计为单一的SOC。
优选的，所述设备域为16路继电器控制块硬件，所述移动终端PC端包括手机等移动终端和个人电脑终端。
优选的，所述无线网通讯模块采用型号为ESP8266-12E的主控芯片，且主控芯片集成TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，且主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS，集成无线网MAC/BB/RF/PA/LNA板载天线，支持标准的IEE802.11b/g/n协议，完整的TCP/IP协议栈。
优选的，所述锁存器的电路采用74HC595级连的方式，且在74HC595的输出端即OUT口处使用了10K的排阻上拉，每一路的OUT口对应着每一个继电器的控制，且将每一路的OUT口设计成排母接口。
优选的，所述物联网云平台基于机智云物联网云平台采用模块化进行软件编程，云平台监控界面使用机智云物联网云平台提供的模版进行设计，监控界面能够显示每一个继电器的状态以及可以通过按键控制每一个继电器的状态。并且可以显示每一个继电器的状态改变历史数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用物联网技术、智能硬件结合进行对16路继电器的控制，硬件设计采用无线网通信模块、锁存器，电压转换模块等进行集成化设计，软件设计则采用模块化编程的方法，主要有无线网模块控制程序、云平台通信程序和远程命令解析程序，移动终端设备最终能够实现远程控制每一路的继电器以及对每一路的状态进行监控的功能，并且监控界面是基于机智云物联网云平台提供的模版进行设计，监控界面能够显示每一个继电器的状态以及可以通过按键控制每一个继电器的状态。并且可以显示每一个继电器的状态改变历史数据，可控性较高。
附图说明
图1为本发明整体架构示意框图；
图2为本发明电压转换电路电路图示意图；
图3为本发明无线网通讯模块电路图示意图；
图4为本发明锁存器电路图示意图；
图5为本发明平台域程序工作流程图。
图中：1、设备域；2、平台域；3、应用域、4、电压转换电路；5、无线网通讯模块；6、锁存器；7、16路继电器组接口；8、物联网云平台；9、移动终端PC端。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，包括设备域1、平台域2和应用域3，设备域1包括电压转换电路4、无线网通讯模块5、锁存器6和16路继电器接口7，平台域2包括和无线网通讯模块5通过互联网通信的物联网云平台8，应用域3包括和物联网云平台8通过互联网进行通信的移动终端PC端9，且电压转换电路4提供电源给无线网通讯模块5、锁存器6和16路继电器接口7，且电压转换电路4、无线网通讯模块5和锁存器6集成化设计为单一的SOC。
设备域1为16路继电器控制块硬件，移动终端PC端9包括手机等移动终端和个人电脑终端；
无线网通讯模块5采用型号为ESP8266-12E的主控芯片，且主控芯片集成TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，且主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS，集成无线网MAC/BB/RF/PA/LNA板载天线，支持标准的IEE802.11b/g/n协议，完整的TCP/IP协议栈，且无线网通讯模块5的电路图如图3所示，无线网通讯模块5时整个系统的终端控制核心，ESP8266主控芯片是高性能的无线SOC，以最低成本提供最大的实用性，且无线网通讯模块5中的模块引脚及其相对应的功能如下表所示：
模块引脚号 说明/作用
TXD 模块的TXD
RXD 模块的RXD
GPIo00 模块下载固件控制接口及按键控制
GPIo05 指示灯LED的控制
GPIo12 74HC595-SHCP
GPIo13 74HC595-STCP
GPIo14 74HC595-DS
其中，无线网通讯模块5中的指示灯LED用来判断模块开机是否正常以及模块所工作的模式，而按键KEY是用来控制模块的配网模式。
电压转换电路4的电路图如图2所示，无线网通讯模块5所使用的电压是3.3V，因此电压转换电路4上使用了LDO（Low dropout regulator低压差线性稳压器）芯片型号为AMS1117-3.3，能够将DC5V电压转为DC3.3V，AMS1117-3.3具有良好的线性和负载调节特性，能够为整个控制电路系统提供充足且稳定的电源，并且电压转换电路4在使用时，需要通过电源适配器给终端电路系统输入直流5V电源为外设提供电力，DC5V经过高效率的低压差线性稳压器芯片转为DC3.3V为整个系统提供电力。
锁存器6的电路采用74HC595级连的方式，且在74HC595的输出端即OUT口处使用了10K的排阻上拉，每一路的OUT口对应着每一个继电器的控制，且将每一路的OUT口设计成排母接口，锁存器6的电路图如图4所示，由于要控制16路的继电器，故电路使用了74HC595级连的方式，并且在74HC595的输出端使用了10K的排阻上拉，这样可以使得控制继电器更加稳定、可靠，每一路的OUT口对应着每一个继电器的控制，为了适应市场上的16路继电器模块，将每一路的OUT口设计成排母接口，便以模块方便接上市场的16路继电器模块；
物联网云平台8基于机智云物联网云平台采用模块化进行软件编程，云平台监控界面使用机智云物联网云平台提供的模版进行设计，监控界面能够显示每一个继电器的状态以及可以通过按键控制每一个继电器的状态。并且可以显示每一个继电器的状态改变历史数，且在软件设计的程序工作流程图如图5所示：始化阶段，包括I/O口初始化、74HC595锁存器的初始化等等，初始化完成后无线网模块自动连接无线网，若是没有连接无线网的信息则通过按键进入手动配网模式，通过手机APP将无线网信息配置到模块上，当模块连接上无线网后，便自动连接机智云云平台并等待手机端的控制命令，然后用户便可以通过手机APP控制继电器模块。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，其特征在于：包括设备域（1）、平台域（2）和应用域（3），所述设备域（1）包括电压转换电路（4）、无线网通讯模块（5）、锁存器（6）和16路继电器接口（7），所述平台域（2）包括和无线网通讯模块（5）通过互联网通信的物联网云平台（8），所述应用域（3）包括和物联网云平台（8）通过互联网进行通信的移动终端PC端（9），且所述电压转换电路（4）提供电源给无线网通讯模块（5）、锁存器（6）和16路继电器接口（7），且所述电压转换电路（4）、无线网通讯模块（5）和锁存器（6）集成化设计为单一的SOC。
2.根据权利要求1所述的一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，其特征在于：所述设备域（1）为16路继电器控制块硬件，所述移动终端PC端（9）包括手机等移动终端和个人电脑终端。
3.根据权利要求1所述的一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，其特征在于：所述无线网通讯模块（5）采用型号为ESP8266-12E的主控芯片，且主控芯片集成TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，且主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS，集成无线网MAC/BB/RF/PA/LNA板载天线，支持标准的IEE802.11b/g/n协议，完整的TCP/IP协议栈。
4.根据权利要求1所述的一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，其特征在于：所述锁存器（6）的电路采用74HC595级连的方式，且在74HC595的输出端即OUT口处使用了10K的排阻上拉，每一路的OUT口对应着每一个继电器的控制，且将每一路的OUT口设计成排母接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于SOC的物联网16路继电器控制模块，其特征在于：所述物联网云平台（8）基于机智云物联网云平台采用模块化进行软件编程，云平台监控界面使用机智云物联网云平台提供的模版进行设计，监控界面能够显示每一个继电器的状态以及可以通过按键控制每一个继电器的状态，并且可以显示每一个继电器的状态改变历史数。
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