CN209103120U

CN209103120U - 一种开放式端口自动识别系统

Info

Publication number: CN209103120U
Application number: CN201821833779.5U
Authority: CN
Inventors: 陈天圣; 林国伟; 范竞昭
Original assignee: ZHUHAI PILOT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHUHAI PILOT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2019-07-12
Anticipated expiration: 2028-11-07

Abstract

本实用新型公开了一种开放式端口自动识别系统，包括：主控制器、扩展板卡、扩展槽，扩展槽分别与主控制器和扩展板卡连接；扩展板卡进一步包括扩展接口模块和电压检测模块，扩展接口模块与电压检测模块连接。其能够自动识别端口，防止人为干预引起的错误，提高调试和维护效率；其大大降低了电路成本，提高了可靠性；且其功能多样，实现了开放式管理配置端口。

Description

一种开放式端口自动识别系统

技术领域

本实用新型涉及嵌入式系统技术领域，尤其涉及一种开放式端口自动识别系统。

背景技术

目前，电力设备系统都是使用嵌入式的智能终端，不仅具备常规的测量计算功能，而且具备远程通信和智能控制功能。而通信和控制功能又具备接口多样性，比如CAN总线，485总线，WIFI，RJ45等各式各样的总线接口。而控制接口不但具备开关的输入和输出，而且也可能需要有模拟量的输入和输出。针对不同场合不同用户的个性化需求，这些接口设计成一个个独立的模块电路，使用的时候直接插入到设备的扩展槽中去。通常对于嵌入式终端，扩展功能插槽只有少数几个，甚至有的只有一个。对于插入设备，通常需要进行驱动配置，才能使用。对于简单有限的几个模块，通常手动配置基本可以使用，但是，这样仅仅对于固定插槽，固定模块有用。对于有十几种以上设备，手动配置非常麻烦，而且往往人为导致容易出错。

现有技术公开了一种嵌入式系统功能扩展自动识别方法，在主机中设置一个第一单片机，在扩展模块中设置一个第二单片机，第一单片机和第二单片机各自包括有通讯接口，将第一单片机的通讯接口和第二单片机的通讯接口连接，利用主机通过第一单片机向第二单片机分时发送询问命令，第二单片机收到询问命令后通过第一单片机向主机返回自身的描述数据，所述的描述数据包括自身所在的扩展模块名称、扩展模块功能和扩展模块输入输出信息，主机对返回的描述数据进行处理。

现有技术还公开了如下技术方案，主模块上具有扩展接口，扩展模块通过该扩展接口与主模块连接，扩展模块具有一地址模块，用于产生识别信号；主模块具有一识别模块，用于解析扩展接口的识别信号的频率，根据该频率判断连接在扩展接口上的扩展模块的类型，从而判断插入的设备情况。

现有技术还公开了一种继电保护装置自动识别方法，先将继电保护装置的管理系统模块化，分为硬件驱动模块、平台模块及应用模块三大模块；继电保护装置上电后，对继电保护装置的硬件器件进行检测，获得该装置的唯一标识码；平台模块根据该标识码识别硬件型号，并根据硬件型号绑定硬件驱动模块中的响应驱动单元，完成对硬件的驱动，实现对继电保护装置的自动识别。

对于现有技术方案，大多接口复杂，对于系统主单片机要求高，或者检测电路复杂，调试困难，并不适合在简单的嵌入式系统中使用。

对于采用两片单片机的方案，扩展槽接口上必须占用至少2根通信线，而检测插入模块的信息，需要通过这通信线上的信息来判断。而控制扩展模块上的端口也是通过通信进行数据交换。首先，多采用一片单片机，无疑成本偏高；其次，端口配置不灵活。需要多次数据交换之后才能获得插入设备的信息，才能加载相应驱动；再次，该方案要实现开放式配置端口比较复杂。

对于扩展模块上带频率输出的方案，电路结构上是比较复杂的；考虑成本，大多设计使用555定时器产生一定的频率信号，当模块接上电，在一个IO口上输出一个频率信号，不同模块上，设置的频率不一样，设备需要能检测扩展模块的频率信号；由于存在器件误差，对于两个不同频率必须限定在一定范围内，而且保持一定的范围差，否则容易产生误判；对于生产调试具有一定困难。

对于很多设备，仅仅对插入模块进行自动检测识别，然后固定其使用功能，比如很多电能仪表，开关量的输入输出功能，用户在使用时无法自行配置，必须要原厂烧写相应的功能程序，才能改变其功能，无法实现开放式端口配置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种开放式端口自动识别系统，其能够自动识别端口；能够防止人为干预引起的错误，提高调试和维护效率；其大大降低了电路成本，提高了可靠性；且其功能多样，实现了开放式管理配置端口。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种开放式端口自动识别系统，包括：主控制器、扩展板卡、扩展槽，所述扩展槽分别与所述主控制器和所述扩展板卡连接；所述扩展板卡进一步包括扩展接口模块和电压检测模块，所述扩展接口模块与所述电压检测模块连接。

进一步地，所述扩展接口模块包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入输出模块、扩展485总线模块和/或以太网通信模块。

进一步地，所述主控制器包括AD转换模块，所述AD转换模块与所述扩展槽连接。

进一步地，所述电压检测模块包括分压电路，所述分压电路分别与所述扩展槽和所述扩展接口模块连接。

进一步地，所述分压电路包括电源、上拉电阻和下拉电阻；所述上拉电阻的一端连接所述扩展槽的引脚，所述上拉电阻的另一端连接所述电源；所述下拉电阻的一端连接所述扩展接口模块的IO接口，所述下拉电阻的另一端接地；所述扩展槽的引脚还与所述扩展接口模块的IO接口连接。

进一步地，所述上拉电阻的阻值为10千欧。

进一步地，所述主控制器为ARM芯片。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：由于扩展板卡未采用单片机，大大降低了电路成本；由于采用主控制器的AD转换模块进行端口识别，主控制器的AD转换模块精度高，且电路结构简单，提高了识别可靠性；本实用新型能够自动识别端口，防止人为干预引起的错误，提高调试和维护效率；输入输出功能配置灵活，实现开放式交互配置管理，极大方便了施工现场的灵活配置，大大提高了生产和维护的效率。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的开放式端口自动识别系统的结构框图；

图中：1、主控制器；2、扩展板卡；3、扩展槽；21、扩展接口模块；22、电压检测模块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参见图1，是本实用新型第一实施例提供的开放式端口自动识别系统的结构框图。该实施例的开放式端口自动识别系统包括：主控制器1、扩展板卡2、扩展槽3。扩展槽3分别与主控制器1和扩展板卡2连接；扩展板卡2进一步包括扩展接口模块21和电压检测模块22，扩展接口模块21与电压检测模块22连接。

扩展接口模块21包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入输出模块、扩展485总线模块和/或以太网通信模块；在本实用新型实施例中，扩展接口模块21包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入输出模块、扩展485总线模块和以太网通信模块。

在本实用新型另一实施例中，在满足扩展板卡2与扩展槽3的IO引脚适配的基础上，扩展接口模块21可在上述五种模块中自由组合。例如：扩展接口模块21可以为4路开关量输出模块和2路模拟量输入输出模块；扩展接口模块21也可以为一路模拟量输入输出模块和一路扩展485总线模块，扩展接口模块21还可以为4路开关量输入模块和2路模拟量输入输出模块。

主控制器1进一步包括AD转换模块，AD转换模块与扩展槽3连接。具体地，在本实用新型实施例中，主控制器1选用的带有AD转换功能的微控制器，扩展槽3与主控制器1的AD输入引脚连接。

在本实用新型实施例中，电压检测模块22包括分压电路；分压电路包括上拉电阻、电源和下拉电阻；扩展槽3的引脚与扩展接口模块21的IO接口连接；扩展槽3的引脚还经上拉电阻连接至电源；扩展接口模块21的IO接口经拉电阻接地。调整下拉电阻的阻值；扩展接口模块的IO接口上得到不同的电压。

在本实用新型实施例中，开放式端口自动识别系统适用于电力系统领域，在应用于电力系统领域时，该电力系统包括终端设备、外设和上述开放式端口自动识别系统；扩展槽设置于终端设备上；主控制器为使用设备的主控MCU，主控设备包括但不限于电表或保护装置。由于扩展槽的IO口与主控制器的AD输入引脚连接，当扩展槽中接入的扩展接口模块不同时，主控制器通过电压检测模块获取到的当前电压就存在差异，根据当前电压，就能够判断插入扩展槽中的扩展接口模块的类型；主控制器可以根据插入扩展槽中的扩展接口模块的类型，加载相应预设的驱动，并配置相应的功能。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本实用新型提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种开放式端口自动识别系统，其特征在于，所述系统包括：主控制器、扩展板卡、扩展槽，所述扩展槽分别与所述主控制器和所述扩展板卡连接；所述扩展板卡进一步包括扩展接口模块和电压检测模块，所述扩展接口模块与所述电压检测模块连接。

2.根据权利要求1所述的开放式端口自动识别系统，其特征在于，所述扩展接口模块包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入输出模块、扩展485总线模块和/或以太网通信模块。

3.根据权利要求1所述的开放式端口自动识别系统，其特征在于，所述主控制器进一步包括AD转换模块，所述AD转换模块与所述扩展槽连接。

4.根据权利要求1所述的开放式端口自动识别系统，其特征在于，所述电压检测模块包括分压电路，所述分压电路分别与所述扩展槽和所述扩展接口模块连接。

5.根据权利要求4所述的开放式端口自动识别系统，其特征在于，所述分压电路包括电源、上拉电阻和下拉电阻；所述上拉电阻的一端连接所述扩展槽的引脚，所述上拉电阻的另一端连接所述电源；所述下拉电阻的一端连接所述扩展接口模块的IO接口，所述下拉电阻的另一端接地；所述扩展槽的引脚还与所述扩展接口模块的IO接口连接。

6.根据权利要求5所述的开放式端口自动识别系统，其特征在于，所述上拉电阻的阻值为10千欧。

7.根据权利要求1所述的开放式端口自动识别系统，其特征在于，所述主控制器为ARM芯片。