CN204116881U - 具有可扩展i/o接口的监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及监控技术领域，公开了一种具有可扩展I/O接口的监控系统，该系统包括：主控设备、单片机和至少一个监控设备；其中，所述主控设备的处理器通过普通I/O接口连线与所述单片机连接；所述单片机设有多个扩展I/O接口，每个所述监控设备与所述单片机的至少一个扩展I/O接口连接；所述监控设备通过所述单片机的扩展I/O接口与所述主控设备建立通信连接。本实用新型利用单片机的扩展能力，使得主控设备只使用两条通用I/O接口即可获得多个扩展I/O接口，进而使系统扩展可以不受主控设备I/O数量的限制，根据需要接入多个监控设备并可动态调整，具有结构简单、成本低、操作方便等突出优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及监控技术领域，具体涉及一种具有可扩展I/O接口的监控系统。
背景技术
目前，在中大型监控系统中，主控设备通常要与多个不同类型的监控设备进行通信，因为信号格式的问题，每种监控设备提供的I/O接口不尽相同。由于现有技术中采用的都是直接从主控设备处理器的I/O端口直接接入输入输出信号，各I/O端口的输入输出类型在设计中就已固定，后期如有变更就需要对整个电路进行重新设计。另一方面，小体积的监控设备需要使用分板设计，若通过直接增加主控设备处理器I/O端口数量的方式来扩展I/O接口，又会导致多个分板间连接相对复杂，而且电路的稳定性也受影响。而在大规模全功能的监控设备中，由于复用的I/O端口管脚都不能做I/O接口用，可能存在有I/O接口不够用的情况。因词，在现有的主控设备与监控设备之间，直接通过主控设备处理器I/O端口连接监控设备的方式对系统进行扩展会有很大的局限性，已经不能满足用户的需要。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何有效扩展主控设备接入监控设备的I/O接口。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有可扩展I/O接口的监控系统，该系统包括：主控设备、单片机和至少一个监控设备；其中，所述主控设备的处理器通过普通I/O接口连线与所述单片机连接；所述单片机设有多个扩展I/O接口，每个所述监控设备与所述单片机的至少一个扩展I/O接口连接；所述监控设备通过所述单片机的扩展I/O接口与所述主控设备建立通信连接。
优选地，所述主控设备为嵌入式设备。
优选地，所述主控设备的处理器为HI3512处理器。
优选地，所述至少一个监控设备包括：报警设备、开关量设备、跳闸控制设备、温度传感器或其他传感器监控类型的设备。
优选地，所述单片机为8位单片机。
优选地，所述单片机为STC系列单片机、51单片机或PIC系列单片机。
优选地，所述主控设备的处理器与所述单片机通过两条普通I/O接口连接，其中一个传输控制信号，另一个传输数据信号。
优选地，所述单片机的模块电路设计为单独的子卡，所述子卡与所述主控设备的处理器所在的母板通过普通I/O接口实现连接。
本实用新型利用单片机的扩展能力，通过单片机实现主控设备与多个监控设备的连接和通信，使得主控设备只使用两条通用I/O接口即可获得多个扩展I/O接口，进而使系统扩展可以不受主控设备I/O数量的限制，根据需要接入多个监控设备并可动态调整，具有结构简单、成本低、操作方便等突出优点。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施例中监控系统的结构示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个部件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分部件的方式，而是以部件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例为实施本实用新型的较佳实施方式，所述描述是以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围应当以权利要求所界定者为准，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
现有技术的监控系统中，主控设备处理器的I/O被设计为与监控设备的I/O直接连接，这极大限制了系统的扩展方式。在本实用新型的实施例中，提供了一种可扩展I/O接口的监控系统，如图1所示，该系统包括：主控设备1、单片机2和至少一个监控设备3；其中，主控设备1的处理器通过两根普通I/O接口连线与单片机2连接，单片机2设有多个扩展I/O接口，每个监控设备3与单片机2的至少一个扩展I/O接口连接，监控设备3通过单片机2的扩展I/O接口与所述主控设备建立通信连接。
本实用新型的实施例中提供了一种基于有限数量的普通I/O接口得到多个扩展I/O接口的技术方案，本实用新型的系统应用于监控技术领域，与多种监控设备结合，可实现报警、跳闸控制、温度控制以及开关量控制等功能。
优选地，主控设备为嵌入式设备。在本实用新型的优选实施例中，主控设备的处理器选用HI3512处理器(ARM9)，主控设备还可带有嵌入式操作系统以提供更灵活的系统处理和扩展方式，操作系统选用当前成熟的系统即可，并非本实用新型的主要改进点，在此不再扩展说明。当然，本领域相关技术人员也可以根据需要选择其他型号的嵌入式设备及处理器，这里不作具体的限制。
进一步地，单片机优选为8位单片机，尽量选用接口多的通用型设备。选用接口多的单片机可以连接尽可能多的监控设备，通用型设备则使得单片机连接主控设备的处理器I/O以及监控设备连接单片机的I/O接口有固定的模式和标准可循，方便了系统的实施、扩展和维护。本实用新型中单片机优选STC系列单片机、51单片机或PIC系列单片机等，本领域相关技术人员也可以根据需要选择其他型号的单片机，这里不作具体的限制。
在优选的实施方式中，单片机作为独立的功能模块进行设计，其模块电路设计成单独的子卡，子卡与主控设备处理器所在的母板通过普通I/O接口实现连接。
监控设备通过单片机的扩展I/O接口与所述主控设备建立通信连接。优选地，监控设备3包括报警设备31、开关量设备32、跳闸控制设备33、温度传感器34或其他传感器等多种不同监控类型的设备。本领域相关技术人员也可以根据需要添加其他型号的监控设备，这里不作具体的限制。
主控设备1的处理器与单片机2的连接是普通I/O接口，除进行基础的通信外，进一步可通过该接口实现对单片机的配置和定义。各个监控设备，如产生报警信号的设备31、产生开关量信号的设备32和跳闸控制设备33传感器34等，先通过单片机2的扩展I/O接口与单片机2连接，随后通过单片机2实现与主控设备1的间接连接和通信，监控设备主要通过单片机2的扩展I/O接口接收或者传送信号。信号包括：报警、开关量输入、跳闸控制、传感器数据的输入输出模式、以及高电平/低电平触发模式等，具体的信号内容根据监控设备的类型和功能而定，在此不做具体限制。不同的监控设备的信号格式和接口方式可能存在区别，通过单片机2作为中间设备对其进行转换，从而使得主控设备1只利用普通I/O接口就能完成全部通信和控制功能。
主控设备1与单片机2之间的通信通过普通(通用)I/O接口传输，优选采用两根普通I/O接口，其中一个传输控制信号，另一个传输数据信号。控制接口由主控设备的处理器控制，平时置高电平，传送数据时置低电平，此时单片机2将数据传入数据接口，传完一个字节后主控设备拉高电平。字节里每个位占用500ms或者自定一个更短的时间。在主控设备端和单片机端可以分别控制模拟数据通信传输：单片机端检测到控制端口低电平即产生中断，然后按照规定时间向主控设备一位一位地传送数据，传完8个位组成一个字节后终止，等待下个中断产生。而主控设备端负责设置控制接口的电平，拉低电平后，从数据接口开始读取数据，读完一个直接后拉高，等待一下再拉低电平开始第二个字节的数据传输。数据传输具体使用的通信协议可以自定义，比如第二个字节0X01代表传送传感器数据，0X02代表传送报警数据，协议部分不是本实用新型改进的重点，在此不再扩展说明。
本实用新型利用单片机的扩展能力，通过单片机实现主控设备与多个监控设备的连接和通信，使得主控设备只使用两条通用I/O接口即可获得多个扩展I/O接口，进而使系统扩展可以不受主控设备I/O数量的限制，根据需要接入多个监控设备并可动态调整，具有结构简单、成本低、操作方便等突出优点。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权力要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种可扩展I/O接口的监控系统，其特征在于，所述系统包括：主控设备、单片机和至少一个监控设备；其中，
所述主控设备的处理器通过普通I/O接口连线与所述单片机连接；
所述单片机设有多个扩展I/O接口，每个所述监控设备与所述单片机的至少一个扩展I/O接口连接；
所述监控设备通过所述单片机的扩展I/O接口与所述主控设备建立通信连接。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控设备为嵌入式设备。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控设备的处理器为HI3512处理器。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个监控设备包括：报警设备、开关量设备、跳闸控制设备、温度传感器或其他传感器监控类型的设备。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单片机为8位单片机。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述单片机为STC系列单片机、51单片机或PIC系列单片机。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控设备的处理器与所述单片机通过两条普通I/O接口连接，其中一个传输控制信号，另一个传输数据信号。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单片机的模块电路设计为单独的子卡，所述子卡与所述主控设备的处理器所在的母板通过普通I/O接口实现连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105956306A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-09-21 | 浪潮集团有限公司 | 一种串行驱动电路的设计方法 |
| CN113484816A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-10-08 | 安徽南瑞中天电力电子有限公司 | 一种电能表检定装置误差数据的传输系统及方法 |
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