CN111367225A - 一种基于微处理器的控制装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于微处理器的控制装置、系统及方法，包括：微处理器和至少一个级联组件，每个所述级联组件均与所述微处理器连接；所述级联组件包括：上层级联组件和中间层级联组件，所述上层级联组件具有多个输出端口，所述中间层级联组件的数量与所述上层级联组件的输出端口数量对应，每个中间层级联组件具有多个输出端口；所述上层级联组件的输入端口与所述微处理器的连接，所述上层级联组件的输出端口与所述中间层级联组件的输入端口一一对应连接，所述中间层级联组件的输出端口与目标终端连接。本申请采用多层级联的方式扩大挂载目标终端的数量，解决了大规模目标终端执行操作不同步的问题，提高了微处理器的使用效率。

Description

一种基于微处理器的控制装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及工控机技术领域，特别涉及一种基于微处理器的控制装置、系 统及方法。

背景技术

随着工业4.0的不断推进，实体物理世界与虚拟网络的融合也逐步发展， 全制造流程也迈向数字化，这就要求所有的个体终端设计需高度灵活、自主可 控，同时要求控制个体终端的平台需足够稳定、可靠。目前工业控制平台的优 选仍旧是工控机，但工控机的对目标终端的挂载数量是有限制的，理论上是127 个数量的目标终端，这就造成了无法使用一台工控机同时控制超过127数量的 目标终端。

因此，亟需提出一种基于微处理器的控制装置、系统及方法的技术方案， 能够解决工控机挂载目标终端数量限制的技术问题，该技术方案能够扩大目标 终端的挂载数量，提高了工控机的利用效率。

发明内容

本发明提供一种基于微处理器的控制装置，包括：微处理器和至少一个级 联组件，每个所述级联组件均与所述微处理器连接；

所述级联组件包括：上层级联组件和中间层级联组件，所述上层级联组件 具有多个输出端口，所述中间层级联组件的数量与所述上层级联组件的输出端 口数量对应，每个中间层级联组件具有多个输出端口；

所述上层级联组件的输入端口与所述微处理器的连接，所述上层级联组件 的输出端口与所述中间层级联组件的输入端口一一对应连接，所述中间层级联 组件的输出端口与目标终端连接。

进一步地、还包括：转接组件；

所述上层级联组件的输入端口通过所述转接组件与所述微处理器的连接， 其中，所述转接组件的输入端口连接所述微处理器，所述转接组件的输出端口 与所述上层级联组件的输入端口连接。

进一步地、所述级联组件还包括：终端层级联组件，所述终端层级联组件 的数量与所述中间层级联组件的输出端口数量对应，所述中间层级联组件的输 出端口通过所述终端层级联组件与所述目标终端连接，其中，所述终端层级联 组件的输入端口与所述中间层级联组件的输出端口连接，所述终端层级联组件 的输出端口与所述目标终端连接。

进一步地、还包括：电源组件；

所述电源组件与所述级联组件和所述目标终端连接，所述电源组件用于为 所述目标终端供电。

进一步地、所述电源组件还与所述微处理器连接，所述电源组件还用于为 所述微处理器供电。

进一步地、还包括：程控开关组件；

所述程控开关组件的输入端口与所述电源组件连接，所述程控开关组件的 输出端口与所述目标终端连接，所述程控开关组件用于控制所述目标终端上电 或下电。

另一方面、本发明提供一种基于微处理器的控制系统，包括：目标终端和 上述任一项所述的基于微处理器的控制装置，所述控制装置通过终端层级联组 件的输出端口与所述目标终端连接；

所述控制装置用于：接收控制数据集合，所述控制数据集合中包括至少一 个控制数据以及每个控制数据关联的通信地址；将所述控制数据集合中的控制 数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标终端；

所述目标终端用于：接收控制数据，并根据接收到的所述控制数据执行所 述控制数据对应的操作。

进一步地、所述控制装置还用于：接收每个所述控制数据关联的所述目标 终端反馈的预操作指令，预操作指令是在所述目标终端能够执行所述控制数据 对应的操作时反馈的；基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操 作指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步 执行所述控制数据对应的操作；

所述目标终端用于：基于接收到的所述控制数据判断能否完成与所述控制 数据对应的操作，在能够完成与所述控制数据对应的操作时反馈预操作指令； 以及，响应于所述控制装置发送的执行指令，执行所述控制数据对应的操作。

再一方面、本发明提供一种基于微处理器的控制方法，所述方法采用上述 任一项所述的基于微处理器的控制装置进行对应操作控制，其特征在于，包括：

接收控制数据集合，所述控制数据集合中包括至少一个控制数据以及每个 控制数据关联的通信地址；

将所述控制数据集合中的控制数据按照关联的通信地址通过级联组件分发 给对应的目标终端，以使得所述目标终端执行所述控制数据对应的操作。

进一步地、所述目标终端执行所述控制数据对应的操作，之前还包括：

接收每个所述控制数据关联的所述目标终端反馈的预操作指令，预操作指 令是在所述目标终端能够执行所述控制数据对应的操作时反馈的；

基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标 终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据 对应的操作。

进一步地、所述将所述控制数据集合中的控制数据按照关联的通信地址通 过级联组件分发给对应的目标终端，包括：

通过预设接口协议将所述控制数据集合中各个控制数据的数据格式转换成 所述目标终端能够识别的数据格式；

将转换后的控制数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标 终端。

进一步地、所述基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作 指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执 行所述控制数据对应的操作，包括：

验证全部所述预操作指令是否满足预设要求；

当全部所述预操作指令均满足预设要求时，基于全部所述预操作指令发送 执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合 对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作。

进一步地、所述基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作 指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执 行所述控制数据对应的操作，包括：

根据所述预操作指令确定与所述控制数据对应的触发指令；

在所述触发指令对应的时间后将所述执行指令发送至反馈所述预操作指令 的目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控 制数据对应的操作。

进一步地、所述方法还包括：

微处理器接收供电指令，所述供电指令中携带有供电通信地址；

微处理器将所述供电指令发送给程控开关组件，以使得所述程控开关组件 根据所述供电指令控制所述供电指令中的供电通信地址对应的目标终端上电或 下电。

本发明提供的一种基于微处理器的控制装置、系统及方法，具有如下有益 效果：

1.现有的工控机，其自带的USB接口，都有挂载终端数量的限制(实测约 为32个)，本发明在工控机的基础上，使用了PCIE转USB扩展卡的方式，引 入了Moschip高性能芯片为控制中心，突破了挂载USB终端的数量限制。

2.现有的USB接口，无论是USB2.0还是USB3.0，都无法实现同步，其根本 原因是，接口内的引脚全部用来做通信线和电源线，无其他引脚用来传输同步 信号。本发明使用USB3.0来传输USB2.0的协议，在电源和通信线以外，自定 义了2条同步引脚，可用作系统和模块、模块间同步。

综上所述，本发明提供的一种基于微处理器的控制装置、系统及方法通过 多层级联的方式扩大微处理器挂载目标终端的数量，解决了大规模目标终端执 行操作不同步的问题，提高了微处理器的使用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中 所需要使用的附图作简单的介绍。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的前提 下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于微处理器的控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种级联组件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种级联组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种基于微处理器的控制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种基于微处理器的控制装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种基于微处理器的控制方法的流程图；

图7为本发明实施例提供的又一种基于微处理器的控制方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的另一种基于微处理器的控制方法的流程图；

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 性劳动的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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第 一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后 次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发 明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语 “包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如， 包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列 出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、 产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供的一种基于微处理器的控制装置的结构示意图， 图2为本发明实施例提供的一种级联组件的结构示意图，图3为本发明实施例 提供的另一种级联组件的结构示意图，如图1、图2和图3所示，本发明提供一 种基于微处理器的控制装置，包括：微处理器和至少一个级联组件，每个所述 级联组件均与所述微处理器连接；

所述级联组件包括：上层级联组件和中间层级联组件，所述上层级联组件 具有多个输出端口，所述中间层级联组件的数量与所述上层级联组件的输出端 口数量对应，每个中间层级联组件具有多个输出端口；

所述上层级联组件的输入端口与所述微处理器的连接，所述上层级联组件 的输出端口与所述中间层级联组件的输入端口一一对应连接，所述中间层级联 组件的输出端口与目标终端连接。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述级联组件还包括：终 端层级联组件，所述终端层级联组件的数量与所述中间层级联组件的输出端口 数量对应，所述中间层级联组件的输出端口通过所述终端层级联组件与所述目 标终端连接，其中，所述终端层级联组件的输入端口与所述中间层级联组件的 输出端口连接，所述终端层级联组件的输出端口与所述目标终端连接。

具体的，本说明书实施例提供的微处理器可以是工控机，避免工控机定制 带来的技术风险和成本提升。工控机与级联组件之间采取USB 2.0HS通信协议， 采用USB 3.0标准接口，向下兼容USB2.0接口。在一些可能的实施例中，工控 机与级联组件也可以采用网线、彩排线通信连接。

级联组件可以包括多层通过级联方式连接的上层级联组件、中间层级联组 件和终端层级联组件，每层级联组件的数量在本说明书实施例中不做具体限定。

需要说明的是上层级联组件、中间层级联组件和终端层级联组件的输入端 口、输出端口在本说明书实施例不做具体限定。每层级联组件可以通过USB、网 线、彩排线通信连接。

可以理解的是，中间层级联组件可以包括：第一层级联组件、第二层级联 组件，第一层级联组件的输入端口可以与上层级联组件的输出端口连接，第一 层级联组件的输出端口可以与终端层级联组件的输入端口连接。第一层级联组 件的数量有上层级联组件的输出端口数量一致，第二层级联组件的数量有第一 层级联组件的输出端口数量一致。

示例地、本说明书实施例提供的级联组件为一种接口扩展板，用于提供大 量的目标终端控制接口。所述接口扩展板，每块均有一个输入口，八个输出口， 通过多层级联将工控机一个接口扩展至二百五十六个接口以上，如下图3所示， 该示例中上层级联组件为一个，中间层级联组件为八个，终端层级联组件为六 十四个，可以挂载目标终端为五百一十二个。可以理解的是，随着接口扩展板 的输出端口增多，可以大幅增加目标终端的挂载数量。

本发明提供的一种基于微处理器的控制装置、系统及方法通过多层级联的 方式扩大微处理器挂载目标终端的数量，工控机通过级联的方式与目标终端进 行通信连接，解决了大规模目标终端执行操作不同步的问题，提高了微处理器 的使用效率。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图4为本发明实施例提供 的又一种基于微处理器的控制装置的结构示意图，如图4所示，还包括：转接 组件；

所述转接组件的输入端口连接所述微处理器，所述转接组件的输出端口与 所述上层级联组件的输入端口连接。

具体的，转接组件可以是PCIE转接板，转接组件可以用于扩容USB根节点 的挂载限制。PCIE转接板通过PCIE接口与工控机交互，PCIE转接板使用Moschip 高性能芯片为控制中心，对协议、时序进行转换，扩充4个USB 2.0对外接口。 PCIE转接板支持USB2.0低速1.2Mbps、全速Full Speed 12Mbps和高速High Speed(480Mbps)速率，对外支持PCIE基础规范修正版1.1，支持 WIN7/XP/VISTA/WIN 2000/Linux/MAC操作系统，可兼容市面上大部分工控机主 板。同时，PCIE转接板提供大4PIN的供电控，可保证板卡稳定高效运行，板 卡上固定金属支架，兼容市面上大部分4U机箱。

需要说明的是，转接组件的输出端口在本说明书实施例中不做具体限定， 可以根据实际需要进行设置。

在一些可能的实施例中，接口扩展板的输出端口可以为4、16、32个。

示例地、当转接组件设置有四个输出端口时，挂载上述同样的级联组件时， 可以实现目标终端的挂载数量达到贰仟零四十八个。

本发明提供的一种基于微处理器的控制装置、系统及方法通过转接组件进 一步扩大微处理器挂载目标终端的数量，并且转接组件的协议转换能够增加工 控机的使用场景，提高工控机的适用性。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图5为本发明实施例提供 的另一种基于微处理器的控制装置的结构示意图，如图5所示，还包括：电源 组件；

所述电源组件与所述级联组件和所述目标终端连接，所述电源组件用于为 所述目标终端供电。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述电源组件还与所述微 处理器连接，所述电源组件还用于为所述微处理器供电。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：程控开关组件；

所述程控开关组件的输入端口与所述电源组件连接，所述程控开关组件的 输出端口与所述目标终端连接，所述程控开关组件用于控制所述目标终端上电 或下电。

具体的，电源组件与级联组件通信连接机电连接，电源组件与目标终端电 连接，电源组件可以用于根据的控制参数实现控制目标终端的上电或下电。电 源组件与目标终端电连接方式可以采用人体安全电压的方式连接。电源组件可 以是电源控制板，程控开关组件可以包括至少一个程控开关板。

本方法还提供了一套电源控制板，电源控制板可向所有目标终端进行供电， 并可接收工控机发送的控制指令以对目标终端经行依次掉电与上电。本装置采 用交流电+程控直流电源的供电方式，民用100～240V交流电通过三相电源线接 入系统，一方面该交流电直接给工控机供电，另一方面经过个AC转DC开关电 源，给大规模目标终端供电。AC/DC电源给模块供电时经过一个程控开关板，可 自由控制目标终端的上下电。程控开关板采用一路输入、多路输出的整体架构， 可最大给六十四个目标终端供电，若目标终端超过六十四个，可在装置中另加 一个程控开关板。工控机通过串口与程控开关板通信，实现控制命令的收发。 该方案解决了挂载大规模目标终端，遇到目标终端异常时，可控制上下电进行 复位，提高系统的稳定性和灵活性。

本发明提供的一种基于微处理器的控制装置、系统及方法采用人体安全电 压的方式连接电源组件和目标终端，保证大规模目标终端的上下电控制，提高 本发明的安全性，又能够提高控制目标终端工作的稳定性。

另一方面、本发明提供一种基于微处理器的控制系统，图5为本发明实施 例提供的另一种基于微处理器的控制装置的结构示意图，如图5所示，包括： 目标终端和上述任一项所述的基于微处理器的控制装置，所述控制装置通过终 端层级联组件的输出端口与所述目标终端连接；

所述控制装置用于：接收控制数据集合，所述控制数据集合中包括至少一 个控制数据以及每个控制数据关联的通信地址；将所述控制数据集合中的控制 数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标终端；

所述目标终端用于：接收控制数据，并根据接收到的所述控制数据执行所 述控制数据对应的操作。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述控制装置还用于：接 收每个所述控制数据关联的所述目标终端反馈的预操作指令，预操作指令是在 所述目标终端能够执行所述控制数据对应的操作时反馈的；基于全部所述预操 作指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标终端，以使得与所述控 制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作；

所述目标终端用于：基于接收到的所述控制数据判断能否完成与所述控制 数据对应的操作，在能够完成与所述控制数据对应的操作时反馈预操作指令； 以及，响应于所述控制装置发送的执行指令，执行所述控制数据对应的操作。

具体的，微处理器，用于将接收到的控制数据集合发送至级联组件，所述 控制数据集合中包括：控制数据以及每个控制数据关联的通信地址；

级联组件，用于将微处理器发送的控制数据集合中的控制数据按照关联的 通信地址通过级联组件分发给对应的目标终端；用于确定触发指令；

微处理器，还用于接收供电指令，所述供电指令中携带有供电通信地址； 将所述供电指令发送给程控开关组件，以使得所述程控开关组件根据所述供电 指令控制所述供电指令中的供电通信地址对应的目标终端的上电或下电。

由于本实施例提供的系统的技术效果和上述装置相同，在此不再赘述。

另一方面、图6为本发明实施例提供的一种基于微处理器的控制方法的流 程图，如图6所示，本发明提供一种基于微处理器的控制方法，所述方法采用 上述所述的基于微处理器的控制装置进行对应操作控制，该方法的执行主体可 以是控制装置中的某一个组件或微处理器，包括：

在实施控制方法之前，工控机可以存储全部目标终端的通信地址。其中目 标终端的通信地址可以是工控机基于级联组件分配的，且每个目标终端的通信 地址不同。

S902、接收控制数据集合，所述控制数据集合中包括至少一个控制数据以 及每个控制数据关联的通信地址。

具体的，控制数据可以用于控制目标终端的相关操作，可以理解的是，控 制数据可以是基于用户输入的或其他设备输入的，控制数据的接收端可以是工 控机。控制数据集合包括：至少一个目标终端对应的控制指令和与目标终端对 应通信地址。

S904、将所述控制数据集合中的控制数据按照关联的通信地址通过级联组 件分发给对应的目标终端，以使得所述目标终端执行所述控制数据对应的操作。

具体的，级联组件可以将控制数据发送至通信地址对应的目标终端，目标 终端可以控制数据验证能否完成控制数据中的指令，在验证能够完成后目标终 端可以向级联组件反馈预操作指令，在验证不能够完成后目标终端可以向级联 组件反馈未完成操作指令。可以理解的是，级联组件可以包括多层且每层均有 多个输出端口，级联组件可以通过最底层的输出端口与目标终端通信连接。级 联组件的具体连接方式已在上述实施例中记载，在此不在赘述。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图7为本发明实施例提供 的一种基于微处理器的控制方法的流程图，如图7所示，所述目标终端执行所 述控制数据对应的操作，之前还包括：

S902、接收控制数据集合，所述控制数据集合中包括至少一个控制数据以 及每个控制数据关联的通信地址。

S904、将所述控制数据集合中的控制数据按照关联的通信地址通过级联组 件分发给对应的目标终端。

S906、接收每个所述控制数据关联的所述目标终端反馈的预操作指令，预 操作指令是在所述目标终端能够执行所述控制数据对应的操作时反馈的；

具体的，级联组件或工控机可以接收目标终端反馈的预操作指令或未完成 操作指令。

S908、基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所 述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控 制数据对应的操作。

具体的，工控机或级联组件可以在接收到预操作指令后向目标终端发送执 行指令。目标终端在接收到执行指令后可以执行控制数据对应的操作。

本说明书实施例提供的一种基于微处理器的控制方法采用级联的方式为每 个目标终端提供准确、可靠的基准信号，实现多目标终端间工作的同步。工控 机通过USB 2.0接口协议，与接口扩展板进行通信，当工控机需要控制目标终 端间同步工作时，可提前与多个目标终端进行协商。在协商的同时，工控机将 相关操作指令下发至多个目标终端中，目标终端完成相关指令的预操作。协商 完毕后，工控机只需给目标终端发送执行指令，相关目标终端接收到执行指令 后，同步开始上述操作，满足所有目标终端在同一个节拍上同步工作。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述将所述控制数据集合 中的控制数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标终端，包括：

通过预设接口协议将所述控制数据集合中各个控制数据的数据格式转换成 所述目标终端能够识别的数据格式；

将转换后的控制数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标 终端。

具体的，由于不同组件的通信协议不同，级联组件可以对控制数据进行通 信协议的转换以得到目标终端能够识别的数据格式，其中，转换前后的控制数 据中的内容的意义相同。

具体的，对控制数据按照预设接口协议进行转化的执行主体可以是工控机 或级联组件。预设接口协议转化可以理解为，将工控机发送的控制数据集合中 的控制数据进行通信协议转换，转换车级联组件能够传输并且目标终端或程序 开关组件能够识别的数据格式。预设接口协议在本说明书实施例中不做具体限 定，可以是USB协议转换、网线协议转换或彩排线协议转换。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述基于所述预操作指令 发送执行指令至反馈所述预操作指令的目标终端，以使得所述目标终端执行所 述控制数据对应的操作，包括：

验证所述预操作指令是否满足预设要求；

当所述预操作指令满足预设要求时，基于所述预操作指令发送执行指令至 反馈所述预操作指令的目标终端，以使得所述目标终端执行所述控制数据对应 的操作。

具体的，微处理器上的上位机软件可以验证预操作指令是否满足预设要求。 预设要求在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

本说明书实施例提供的一种基于微处理器的控制方法通过验证预操作指令 是否满足预设要求的方式，提高了对目标终端控制的准确性，避免由于目标终 端发送错误指令导致非正常工作情况的发生。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述基于全部所述预操作 指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标终端，以使得与所述控制 数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作，包括：

根据所述预操作指令确定与所述控制数据对应的触发指令；

在所述触发指令对应的时间后将所述执行指令发送至反馈所述预操作指令 的目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控 制数据对应的操作。

示例地、控制数据集合是让所有开关类型的目标终端同时将打开状态切换 为关闭状态，此控制数据集合由微处理器通过级联组件下发至每个开关类型的 目标终端中，开关类型的目标终端解析控制数据，并做好切换状态的准备。所 有目标终端均做好准备后，微控制器通过级联组件下发执行指令，目标终端接 收到执行指令后立即进行状态切换。

执行指令中包含触发信息和时钟信息。

开关类型的目标终端只是众多目标终端中的一种。

触发指令是级联组件根据每个目标终端反馈的预操作指令计算得到的。当 工控机接收到同步开启目标终端A和目标终端B的控制数据集合，工控机可以 将控制数据集合发送给级联组件，级联组件可以根据目标终端A和目标终端B 的通信地址将对应的开机操作指令对应发送给目标终端A和目标终端B。

目标终端A和目标终端B在验证可以执行开机操作后，目标终端A和目标 终端B通过级联组件向工控机反馈预操作指令，其中，目标终端A反馈的预操 作指令为可以执行开机，目标终端B反馈的预操作指令为五分钟后可以开机。

工控机接收到目标终端A和目标终端B分别反馈的预操作指令后，在触发 指令对应的时间向级联组件发送执行指令。

级联组件接收到执行指令后可以根据目标终端A和目标终端B反馈的预操 作指令确定出目标终端A和目标终端B的同步开机时间为五分钟后，向目标终 端A和目标终端B发送携带对应控制数据的触发指令，其中控制数据为开机， 触发指令为五分钟后，以实现目标终端A和目标终端B的同步开机。

本说明书实施例提供的方法采用多条时钟线来为每个目标终端提供准确、 可靠的基准信号，实现多目标终端间工作的同步。工控机通过USB 2.0接口协 议，与接口扩展板进行通信，控制接口扩展板产生、停止触发指令的输出。该 触发指令通过USB3.0底座中的多个信号线，与下级多个目标终端硬连接。当工 控机需要控制目标终端间同步工作时，可提前与多个目标终端进行协商。在协 商的同时，工控机将相关操作指令下发至多个目标终端中，目标终端完成相关 指令的预操作。协商完毕后，工控机只需给接口扩展板发送控制数据，接口扩 展板接收到控制指令后，产生触发指令，相关目标终端接收到携带控制数据的 触发指令后，同步开始上述操作指令，这就可满足所有目标终端在同一个节拍 上同步工作。

在在一些可能的实施例中，相关触发指令，除了通过系统内部的级联组件 产生，还可以由外部输入，从而实现本系统与外部仪器的同步。相应的，系统 内部产生的信号也可以输出到外部，从而实现外部仪器与本系统的同步。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图8为本发明实施例提供 的另一种基于微处理器的控制方法的流程图，如图8所示，所述方法还包括：

S1402、微处理器接收供电指令，所述供电指令中携带有供电通信地址；

具体的，供电指令可以用于控制目标终端的上电或下电，供电指令可以是 用户在工控机上操作或外接设备输入至工控机的。供电指令中可以携带有与目 标终端供电地址匹配的供电通信地址。

可以理解的是，在控制目标终端上电或下电时，程控开关组件已经存储了 全部目标终端的供电地址。并且供电地址与供电通信地址存在对应关系。

S1404、微处理器将所述供电指令发送给程控开关组件，以使得所述程控开 关组件根据所述供电指令控制所述供电指令中的供电通信地址对应的目标终端 的上电或下电。

具体的，工控机可以将供电指令发送给程控开关组件，程控开关组件可以 根据供电通信地址与存储的供电地址进行匹配，对匹配通过供电通信地址对应 的目标终端执行供电指令对应的操作。

本说明书实施例提供的控制方法，电源组件可向所有目标终端进行供电， 并可接收上位机(其中，上位机包括工控机和外接设备)供电指令对目标终端 经行依次掉电与上电。本方法采用交流电+程控直流电源的供电方式，民用100～240V交流电通过三相电源线接入系统，一方面该交流电直接给工控机供电， 另一方面经过个AC转DC开关电源，给大规模终端模块供电。AC/DC电源给模块 供电时经过一个程控开关组件，可自由控制目标终端上电或下电。程控开关组 件采用一路输入、多路输出的整体架构，可最大给六十四个目标终端供电，若 目标终端超过六十四个，可在装置中另加一个程控开关组件。工控机通过串口 与程控开关组件通信，实现控制命令的收发。该方案解决了挂载大规模目标终 端，遇到目标终端异常时，可控制上电或下电进行复位，提高装置的稳定性和 灵活性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相 似的部分互相参加即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。 尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述 的比较简单，相关之处参加方法实施例的部分说明即可。

本说明书实施例并不局限于必须是符合行业通信标准、标准计算机数据处 理和数据存储规则或本说明书一个或多个实施例所描述的情况。某些行业标准 或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以 实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修 改或变形后的数据获取、存储、判断、处理方式等获取的实施例，仍然可以属 于本说明书实施例的可选实施方案范围之内。另外，在本发明各个实施例中的 各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在， 也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时， 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方 案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件 产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指 令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执 行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、 移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的 是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操 作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间 存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任 何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、 物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者 是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的 情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过 程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领 域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某 一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解 释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到 变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应 所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种基于微处理器的控制装置，其特征在于，包括：微处理器和至少一个级联组件，每个所述级联组件均与所述微处理器连接；

所述级联组件包括：上层级联组件和中间层级联组件，所述上层级联组件具有多个输出端口，所述中间层级联组件的数量与所述上层级联组件的输出端口数量对应，每个中间层级联组件具有多个输出端口；

所述上层级联组件的输入端口与所述微处理器的连接，所述上层级联组件的输出端口与所述中间层级联组件的输入端口一一对应连接，所述中间层级联组件的输出端口与目标终端连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：转接组件；

所述上层级联组件的输入端口通过所述转接组件与所述微处理器的连接，其中，所述转接组件的输入端口连接所述微处理器，所述转接组件的输出端口与所述上层级联组件的输入端口连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述级联组件还包括：终端层级联组件，所述终端层级联组件的数量与所述中间层级联组件的输出端口数量对应，所述中间层级联组件的输出端口通过所述终端层级联组件与所述目标终端连接，其中，所述终端层级联组件的输入端口与所述中间层级联组件的输出端口连接，所述终端层级联组件的输出端口与所述目标终端连接。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：电源组件；

所述电源组件与所述级联组件和所述目标终端连接，所述电源组件用于为所述目标终端供电。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述电源组件还与所述微处理器连接，所述电源组件还用于为所述微处理器供电。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：程控开关组件；

所述程控开关组件的输入端口与所述电源组件连接，所述程控开关组件的输出端口与所述目标终端连接，所述程控开关组件用于控制所述目标终端上电或下电。

7.一种基于微处理器的控制系统，其特征在于，包括：目标终端和如权利要求1-6任一项所述的基于微处理器的控制装置，所述控制装置通过终端层级联组件的输出端口与所述目标终端连接；

所述控制装置用于：接收控制数据集合，所述控制数据集合中包括至少一个控制数据以及每个控制数据关联的通信地址；将所述控制数据集合中的控制数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标终端；

所述目标终端用于：接收控制数据，并根据接收到的所述控制数据执行所述控制数据对应的操作。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述控制装置还用于：接收每个所述控制数据关联的所述目标终端反馈的预操作指令，预操作指令是在所述目标终端能够执行所述控制数据对应的操作时反馈的；基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作；

所述目标终端用于：基于接收到的所述控制数据判断能否完成与所述控制数据对应的操作，在能够完成与所述控制数据对应的操作时反馈预操作指令；以及，响应于所述控制装置发送的执行指令，执行所述控制数据对应的操作。

9.一种基于微处理器的控制方法，所述方法采用权利要求1-6任一项所述的基于微处理器的控制装置进行对应操作控制，其特征在于，包括：

接收控制数据集合，所述控制数据集合中包括至少一个控制数据以及每个控制数据关联的通信地址；

将所述控制数据集合中的控制数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标终端，以使得所述目标终端执行所述控制数据对应的操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述目标终端执行所述控制数据对应的操作，之前还包括：

接收每个所述控制数据关联的所述目标终端反馈的预操作指令，预操作指令是在所述目标终端能够执行所述控制数据对应的操作时反馈的；

基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将所述控制数据集合中的控制数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标终端，包括：

通过预设接口协议将所述控制数据集合中各个控制数据的数据格式转换成所述目标终端能够识别的数据格式；

将转换后的控制数据按照关联的通信地址通过级联组件分发给对应的目标终端。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作，包括：

验证全部所述预操作指令是否满足预设要求；

当全部所述预操作指令均满足预设要求时，基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于全部所述预操作指令发送执行指令至反馈所述预操作指令的所述目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作，包括：

根据所述预操作指令确定与所述控制数据对应的触发指令；

在所述触发指令对应的时间后将所述触发指令执行指令发送至反馈所述预操作指令的目标终端，以使得与所述控制数据集合对应的所述目标终端同步执行所述控制数据对应的操作触发指令。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

微处理器接收供电指令，所述供电指令中携带有供电通信地址；

微处理器将所述供电指令发送给程控开关组件，以使得所述程控开关组件根据所述供电指令控制所述供电指令中的供电通信地址对应的目标终端上电或下电。

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