CN111818174B - 一种分布式中控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式中控系统，包括：主控模块和多个可拆卸控制接口模块；主控模块包括核心板、触摸屏、解码器和第一网络接口；核心板与触摸屏、解码器和第一网络接口连接；可拆卸控制接口模块包括单片机、电源接口和第二网络接口；单片机与电源接口、第二网络接口连接；第二网络接口和第一网络接口通过接入同一预设网络建立通信连接。本发明将控制接口从主控模块上独立出来，形成插卡式结构的可拆卸控制接口模块，使得各种可拆卸控制接口模块既可以插在主控模块上，也可以分布在不同的地方，不受主控模块摆放位置影响。同时，用户可以根据实际需求选择不同的模块，实现不同的功能组合，满足用户的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及中控技术领域，尤其涉及一种分布式中控系统。
背景技术
随着社会的不断发展，信息交流和沟通也就变得越来越频繁，越来越重要。各种视听设备、投影设备，会议系统等开始进入各行各业。会议室、电化教学室等，已经不是以前的一张讲台一张椅子一个话筒了，取而代之的是各种先进的多媒体会议及教学设备。如：投影机、影碟机、录像机、视频展示台、多媒体电脑、电动屏幕，一些大型会议室还配备了同声传译系统、电子表决系统、大屏幕投影、多画面切换系统等。多种设备的使用必定带来烦杂的设备操作。如：要打开多种设备电源，要关闭灯光，要频频切换各种音视频信号，要不断切换投影画面.....等等。在这种情况下，一种能够集中管理这些设备，并能同时控制会议室、教室各种资源的“中央控制系统”设备便应运而生。
现有中控系统都采用一台主机，集中包含了数字I/O/、弱继电器、RS488、RS485、RS232、红外IR、NET等多种控制协议接口；具有红外学习的功能以及可实现远程网络控制；采用可编程控制平台，用户在PC端按照自己的需求编辑好逻辑功能及控制界面，然后上传到用户端，用户可通过电脑、平板、手机控制中控系统。
然而，现有的中控系统的接口集成在主机上，主机的成本高，同时控制模块只能固定在特定场所；且由于主机体积有限，可以集成在主体上的接口数量有限，导致主机的控制功能偏少。
发明内容
本发明提供了一种分布式中控系统，用于解决现有的中控系统的接口集成在主机上，导致控制模块只能固定在特定场所，且主机的控制功能取决于集成在主体上的接口类型的技术问题。
本发明提供的一种分布式中控系统，包括：
主控模块和多个可拆卸控制接口模块；
所述主控模块包括核心板、触摸屏、解码器和第一网络接口；所述核心板与所述触摸屏、所述解码器和所述第一网络接口连接；
所述触摸屏用于触发针对所述可拆卸控制接口模块的控制信号，并显示所述可拆卸控制接口模块响应于所述控制信号生成的反馈信息；
所述核心板用于控制所述解码器对接收到的音频信号进行解码；
所述可拆卸控制接口模块包括单片机、电源接口和第二网络接口；
所述单片机与所述电源接口、所述第二网络接口连接；
所述电源接口用于为所述可拆卸接口模块提供电源；
所述第二网络接口和所述第一网络接口通过接入同一预设网络建立通信连接。
可选地，所述可拆卸控制接口模块为插卡式结构，所述可拆卸控制接口模块基于所述插卡式结构与所述主控模块热插拔连接。
可选地，所述主控模块还包括红外接收头；所述红外接收头用于接收预设遥控器发送的发射码，并将所述发射码发送至所述核心板；所述核心板解析所述发射码得到控制信息，并基于所述控制信息控制所述遥控器对应的红外设备。
可选地，所述核心板上还设置有交换机控制器；所述交换机控制器与所述第一网络接口连接。
可选地，所述可拆卸控制接口模块还具有网络芯片；多个所述可拆卸控制接口模块之间通过所述网络芯片进行数据交换。
可选地，所述可拆卸控制接口模块包括：音频矩阵模块、数字I/O接口模块、弱继电器接口模块、RS488/RS485/RS232接口模块、红外IR接口模块、LoRa接口模块、Zigbee接口模块、北斗校时接口模块、RF接口模块。
可选地，所述音频矩阵模块包括与所述单片机连接的模拟开关矩阵芯片MT8808，与所述模拟开关矩阵芯片MT8808连接的音频输入接口和音频输出接口。
可选地，所述LoRa接口模块包括与所述单片机连接的LoRa模块，所述LoRa接口模块通过所述LoRa模块与预设LoRa设备通讯。
可选地，所述Zigbee接口模块包括与所述单片机连接的Zigbee模块，所述Zigbee接口模块通过所述Zigbee模块与预设Zigbee设备通讯。
可选地，所述北斗校时接口模块包括与所述单片机连接的北斗校时模块；
所述RF接口模块包括与所述单片机连接的RF模块，所述RF接口模块通过所述RF模块与预设RF设备通讯。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明将控制接口从主控模块上独立出来，形成插卡式结构的可拆卸控制接口模块，使得各种可拆卸控制接口模块既可以插在主控模块上，也可以分布在不同的地方，不受主控模块摆放位置影响。同时，用户可以根据实际需求选择不同的模块，实现不同的功能组合，满足用户的使用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种分布式中控系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种分布式中控系统的主控模块的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种分布式中控系统的可拆卸控制接口模块的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种音频矩阵模块的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种数字I/O接口模块的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种弱继电器接口模块的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种RS488/RS485/RS232接口模块的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种红外IR接口模块的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种LoRa接口模块的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种Zigbee接口模块的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种北斗校时接口模块的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种RF接口模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种分布式中控系统，用于解决现有的中控系统的接口集成在主机上，导致控制模块只能固定在特定场所，且主机的控制功能取决于集成在主体上的接口类型的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种分布式中控系统的结构示意图。
本发明提供的一种分布式中控系统，包括：
主控模块11和多个可拆卸控制接口模块12；
如图1所示，主控模块11与多个可拆卸控制接口模块12分别连接，多个可拆卸接口控制模块12之间互通互联。
在本发明实施例中，可拆卸控制接口模块12可直接插在可控模块上，也可分布式设置在远离主控模块11的位置。主控模块11与可拆卸控制接口模块12采用TCP/IP协议通过网络接连通讯。
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种分布式中控系统的主控模块的结构示意图。
如图2所示，主控模块11包括核心板111、触摸屏112、解码器113和第一网络接口114；核心板111与触摸屏112、解码器113和第一网络接口114连接；
触摸屏112用于触发针对可拆卸控制接口模块12的控制信号，并显示可拆卸控制接口模块12响应于控制信号生成的反馈信息；
核心板111用于控制解码器113对接收到的音频信号进行解码。
在实际应用中，核心板111是将MINI PC的核心功能打包封装在一块电子板上而形成的。大多数核心板111集成了CPU，存储设备和引脚，通过引脚与配套底板连接在一起从而成为某个领域的系统芯片。
在本发明实施例中，核心板111可以选择4418ARM核心板，4418ARM核心板在多媒体性能上，几乎支持全格式视频解码；在LCD控制器上，芯片板载LVDS和RGB双路显示控制接口，显示分辨率可以高达2048*1280@60Hz。
触摸屏112是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。
在本发明实施例中，可以选择4.3寸电容触摸屏与4418ARM核心板连接，以触发针对可拆卸控制接口模块12的控制信号，并显示可拆卸控制接口模块响应于控制信号生成的反馈信息。
在一个示例中，当用户想要收听某一首MP3歌曲时，可以通过在触摸屏112上选择相应的歌曲来触发对应的可拆卸控制接口模块12播放该MP3歌曲。
解码器113用于对接收到的音频信号进行解码。
在一个示例中，解码器113可以选择WM8960解码器，WM8960解码器是一款低功率立体声解码器，采用D类扬声器驱动器，由于无需单独的麦克风接口、扬声器和耳机驱动器，因此显著降低了外部元件的需求。
在具体实现中，可以通过核心板111控制解码器113解码MP3、WAV、WMA、FLAC、APE、AAC、M4R、M4A、OGG、WV等无损格式的节目源，输出送入ADAU1701单芯片音频系统进行DSP处理，以进行7段均衡和音量调节。
网络接口114可连接外部网络，实现主控模块11与可拆卸控制接口模块12之间的通讯。
在一种示例中，PC端可通过连接网络接口114来远程控制主控模块11。
在另一种示例中，主控模块11还包括电源接口，可连接2路+48VPoE供电电源为主控模块11供电。
在本发明实施例中，主控模块11还包括红外接收头，红外接收头可用于接收预设遥控器发送的发射码，并将发射码发送至核心板111，核心板111解析发射码得到控制信息，并基于该控制信息控制遥控器对应的红外设备。
在本发明实施例中，核心板111上还设置有交换机控制器，交换机控制器与第一网络接口114连接，主控模块11可以通过交换机控制器与可拆卸控制接口模块12交换数据。在一个示例中，交换器控制器可以选用RTL8309N。当然，本发明实施例对交换机控制器的选择不做具体限制。
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种分布式中控系统的可拆卸控制接口模块的结构示意图。
在本发明实施例中，可拆卸控制接口模块12包括单片机121、电源接口122和第二网络接口123；
单片机121与电源接口122、第二网络接口123连接；
电源接口122用于为可拆卸控制接口模块12提供电能；
第二网络接口123和第一网络接口114通过接入同一预设网络建立通信连接。
在实际应用中，单片机121是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。通过上传不同的编程代码可实现不同的逻辑功能。在一个示例中，单片机121可以选用STM32单片机。
电源接口122可与+12V电源适配器连接，也可与+48VPoE交换机连接，以为可拆卸控制接口模块12提供电能。
第二网络接口123可通过网线接入外部网络，与接入同一网络的第一网络接口114建立通信连接，使得主控模块11和可拆卸控制接口模块12之间可以进行数据交换。
在本发明实施例中，可拆卸控制模块12可以为插卡式结构，用户可以将可拆卸控制接口模块12插在主控模块11上，也可以将其摆放至远离主控模块11的位置，相对于将控制接口集成在主控模块11上，插卡式结构的可拆卸控制接口模块12不受限于主控模块11的摆放位置，而可以在可实现网络连接的环境中，自由地选择摆放位置，具有较高的灵活性。同时，用户可根据实际需求灵活地选择不同的可拆卸控制接口模块12，满足用户不同的功能需求。
在一个示例中，可拆卸控制接口模块12可通过热插拔的方式连接在主控模块11上。热插拔即带电插拔，指的是在不关闭系统电源的情况下，将模块插入或拔出系统而不影响系统的正常工作，从而提高了系统的可靠性、快速维修性、冗余性和对灾难的及时恢复能力等。
在本发明实施例中，可拆卸控制接口模块12还可以包括网络芯片，多个可拆卸控制接口模块12可通过各自的网络芯片进行数据交换。在一个示例中，网络芯片可以选用WT5500网络芯片。当然，根据实际需求，网络芯片可以有其他选择，本发明实施例对此不作具体限制。
在本发明实施例中，可拆卸控制接口模块12可以包括音频矩阵模块、数字I/O接口模块、弱继电器接口模块、RS488/RS485/RS232接口模块、红外IR接口模块、LoRa接口模块、Zigbee接口模块、北斗校时接口模块、RF接口模块。
以下通过不同示例对上述不同的接口模块的结构进行介绍：
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种音频矩阵模块的结构示意图。
在一种示例中，音频矩阵模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片、模拟开关矩阵芯片MT8808、与模拟开关矩阵芯片MT8808连接的音频输入接口和音频输出接口。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。音频矩阵模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。音频输入接口可输入2路立体声或4路单声道音频输入；视频输出接口可输出2路立体声或4路单声道音频输出；输入与输出之间采用MT8808实现音频矩阵功能。
请参阅图5，图5为本发明实施例提供的一种数字I/O接口模块的结构示意图。
在一种示例中，数字I/O接口模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片和信号输入端口。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。数字I/O接口模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。单片机可通过信号输入端口采集8路输入信号。
请参阅图6，图6为本发明实施例提供的一种弱继电器接口模块的结构示意图。
在一种示例中，弱继电器接口模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片和继电器输出端口。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。弱继电器接口模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。STM32单片机可以控制8路继电器输出。
请参阅图7，图7为本发明实施例提供的一种RS488/RS485/RS232接口模块的结构示意图。
在一种示例中，RS488/RS485/RS232接口模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片和RS488/RS485/RS232接口。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。RS488/RS485/RS232接口模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。
请参阅图8，图8为本发明实施例提供的一种红外IR接口模块的结构示意图。
在一种示例中，红外IR接口模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。红外IR接口模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。STM32单片机可以控制发射电路输出红外线控制红外设备。
请参阅图9，图9为本发明实施例提供的一种LoRa接口模块的结构示意图。
在一种示例中，LoRa接口模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片和LoRa模块。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。LoRa接口模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。STM32单片机可以控制LoRa模块与LoRa设备通讯。
请参阅图10，图10为本发明实施例提供的一种Zigbee接口模块的结构示意图。
在一种示例中，Zigbee接口模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片和Zigbee模块。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。Zigbee接口模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。STM32单片机可以控制Zigbee模块与Zigbee设备通讯。
请参阅图11，图11为本发明实施例提供的一种北斗校时接口模块的结构示意图。
在一种示例中，北斗校时接口模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片和北斗校时模块。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。北斗校时接口模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。北斗校时模块实时采集时间，STM32单片机每隔10ms通过串口与北斗校时模块通信，保证了设备时间的精度。
请参阅图12，图12为本发明实施例提供的一种RF接口模块的结构示意图。
在一种示例中，RF接口模块采用插卡式结构，可实现热插拔。具体可以包括STM32单片机，电源接口、网络接口、WT5500网络芯片和RF模块。电源接口可与主控模块11连接，接收来自主控模块11的+12V电源；也可以与+48VPoE交换机、+12V电源适配器连接，由+48VPoE交换机、+12V电源适配器提供电源。RF接口模块可以通过WT5500和STM32单片机与其他模块或主控模块11进行数据交换。RF接口模块可通过RF模块与预设RF设备通讯。
本发明将控制接口从主控模块上独立出来，形成插卡式结构的可拆卸控制接口模块，使得各种可拆卸控制接口模块既可以插在主控模块上，也可以分布在不同的地方，不受主控模块摆放位置影响。同时，用户可以根据实际需求选择不同的模块，实现不同的功能组合，满足用户的使用需求。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统可以通过其它的方式实现。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种分布式中控系统，其特征在于，包括：
主控模块和多个可拆卸控制接口模块，所述可拆卸控制接口模块为插卡式结构，所述可拆卸控制接口模块基于所述插卡式结构与所述主控模块热插拔连接，当所述可拆卸控制接口模块拔出所述主控模块，所述可拆卸控制接口模块分布式设置在远离所述主控模块的位置；
所述主控模块包括核心板、触摸屏、解码器和第一网络接口；所述核心板与所述触摸屏、所述解码器和所述第一网络接口连接；所述核心板上还设置有交换机控制器；所述交换机控制器与所述第一网络接口连接；
所述触摸屏用于触发针对所述可拆卸控制接口模块的控制信号，并显示所述可拆卸控制接口模块响应于所述控制信号生成的反馈信息；
所述核心板用于控制所述解码器对接收到的音频信号进行解码，输出送入ADAU1701单芯片音频系统进行DSP处理，以进行7段均衡和音量调节；
所述可拆卸控制接口模块包括单片机、电源接口和第二网络接口；
所述单片机与所述电源接口、所述第二网络接口连接；
所述电源接口用于为所述可拆卸控制接口模块提供电源；
所述第二网络接口和所述第一网络接口通过接入同一预设网络建立通信连接；
所述可拆卸控制接口模块还具有网络芯片；多个所述可拆卸控制接口模块之间通过所述网络芯片进行数据交换；
所述可拆卸控制接口模块包括：音频矩阵模块、北斗校时接口模块；
所述音频矩阵模块包括与所述单片机连接的模拟开关矩阵芯片MT8808，与所述模拟开关矩阵芯片MT8808连接的音频输入接口和音频输出接口；
所述北斗校时接口模块包括与所述单片机连接的北斗校时模块，所述北斗校时模块用于采集时间，所述单片机用于每隔10ms通过串口与所述北斗校时模块通信。
2.根据权利要求1所述的分布式中控系统，其特征在于，所述主控模块还包括红外接收头；所述红外接收头用于接收预设遥控器发送的发射码，并将所述发射码发送至所述核心板；所述核心板解析所述发射码得到控制信息，并基于所述控制信息控制所述遥控器对应的红外设备。
3.根据权利要求1所述的分布式中控系统，其特征在于，所述可拆卸控制接口模块还包括：数字I/O接口模块、弱继电器接口模块、RS488/RS485/RS232接口模块、红外IR接口模块、LoRa接口模块、Zigbee接口模块、RF接口模块。
4.根据权利要求3所述的分布式中控系统，其特征在于，所述LoRa接口模块包括与所述单片机连接的LoRa模块，所述LoRa接口模块通过所述LoRa模块与预设LoRa设备通讯。
5.根据权利要求3所述的分布式中控系统，其特征在于，所述Zigbee接口模块包括与所述单片机连接的Zigbee模块，所述Zigbee接口模块通过所述Zigbee模块与预设Zigbee设备通讯。
6.根据权利要求3所述的分布式中控系统，其特征在于，所述RF接口模块包括与所述单片机连接的RF模块，所述RF接口模块通过所述RF模块与预设RF设备通讯。
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