CN211981910U - 基于riscv架构的物联网控制模组及物联网系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种基于RISCV架构的物联网控制模组，包括主控板及至少一个扩展板，主控板通过通信接口模块与扩展板通信连接；主控板包括CPU主处理器、主存储器模块及主通信模块，主存储器模块和主通信模块均与CPU主处理器连接；扩展板包括CPU处理器、存储器模块、通信模块、数据采集处理模块及输出电路模块，存储器模块、通信模块、数据采集处理模块及输出电路模块均与CPU处理器连接；通信接口模块包括以太网通信接口、UART通信接口及PCI总线通信接口。本实用新型还提出了一种物联网系统。实施本实用新型的基于RISCV架构的物联网控制模组集成度高，功耗低，满足物联网系统的通用性要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物联网技术领域，特别涉及一种基于RISCV架构的物联网控制模组及物联网系统。
背景技术
物联网(Internet of Things，缩写：IoT)是基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。
目前，利用物联网技术的智慧社区、智慧建筑、智能家居中也存在着各类智能控制器和传感器通用程度不高、可自定义性不强、性能不足、实时性不高、无法分布式计算、组网复杂、连接通信不畅的问题。
实用新型内容
为了解决以上的问题，本实用新型提供了一种基于RISCV架构的物联网控制模组。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型公开了一种基于RISCV架构的物联网控制模组，包括主控板及至少一个扩展板，所述主控板通过通信接口模块与扩展板通信连接；
所述主控板包括CPU主处理器、主存储器模块及主通信模块，所述主存储器模块和主通信模块均与CPU主处理器连接；
所述扩展板包括CPU处理器、存储器模块、通信模块、数据采集处理模块及输出电路模块，所述数据采集处理模块用于采集传感器模拟信号转换成数字信号并传送到所述CPU处理器，所述输出电路模块用于接收CPU处理器发送的控制信号并输出外部设备终端，所述存储器模块用于储存所述CPU处理器数据，所述通信模块连接CPU处理器用于与主控板进行通信连接；
所述通信接口模块包括以太网通信接口、UART通信接口及PCI总线通信接口。
进一步地，所述通信模块包括以太网模块、红外收发模块、RF射频模块、3G模块、4G模块、5G模块、蓝牙模块，或WIFI模块至少其中一种。
进一步地，所述扩展板还包括音频采集模块及音响驱动模块，所述音频采集模块用于接收麦克风音频信号通过所述CPU处理器处理发送到所述音响驱动模块。
进一步地，所述输出电路模块包括MOS管调光电路和继电器输出控制电路，所述MOS管调光电路用于控制照明灯的调光控制，所述继电器输出控制电路用于PWM控制输出。
进一步地，所述主控板还包括连接所述CPU主处理器的TF存储卡。
进一步地，所述CPU主处理器为RSIC-V架构CPU，其型号为SiFive U54 处理器。
进一步地，所述CPU处理器为RSIC-V架构CPU，其型号为SiFive FE310-G002处理器。
实施本实用新型的一种基于RISCV架构的物联网控制模组，具有以下有益的技术效果：
实施本实用新型的基于RISCV架构的物联网控制模组采用国产化的 RISC-V架构CPU，体积小、低功耗、低成本、高性能，模块化结构，兼容性好，满足物联网系统的通用性要求。
本实用新型还公开了一种物联网系统，包括上述的基于RISCV架构的物联网控制模组，还包括传感器模块、客户端、设备终端及云端服务器，所述传感器模块、客户端、设备终端及云端服务器均与基于RISCV架构的物联网控制模组进行电连接。
进一步地，所述传感器模块包括温湿度传感器、人体红外传感器、光照传感器、空气质量传感器、气体传感器、接近传感器至少一种或一种以上。
进一步地，所述客户端为手机APP、或平板电脑APP、或红外遥控器。
实施本实用新型的一种物联网系统，具有以下有益的技术效果：
实施本实用新型的物联网系统组网方便，集成度高，功耗低，通用性强，成本低，因此广泛被采用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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他的附图。
图1为本实施例的基于RISCV架构的物联网控制模组功能方框图；
图2为本实施例的基于RISCV架构的物联网控制模组中主控板功能框图；
图3为本实施例的基于RISCV架构的物联网控制模组中扩展板功能框图；
图4为本实施例中物联网控制模组的主控板中CPU主处理器结构示意图；
图5为本实施例中物联网系统功能方框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
请参阅图1至图4，本实用新型的实施例，一种基于RISCV架构的物联网控制模组，包括主控板1及至少一个扩展板2，所述主控板1通过通信接口模块 3与扩展板2通信连接；
所述主控板1包括CPU主处理器11、主存储器模块12及主通信模块13，所述主存储器模块12和主通信模块13均与CPU主处理器11连接；
所述扩展板2包括CPU处理器21、存储器模块22、通信模块23、数据采集处理模块24及输出电路模块25，所述数据采集处理模块24用于采集传感器模拟信号转换成数字信号并传送到所述CPU处理器21，所述输出电路模块25 用于接收CPU处理器21发送的控制信号并输出外部设备终端，所述存储器模块22用于储存所述CPU处理器21数据，所述通信模块23连接CPU处理器21 用于与主控板1进行通信连接；
所述通信接口模块3包括以太网通信接口、UART通信接口及PCI总线通信接口。
根据一个具体的实施例，该通信模块23包括以太网模块、红外收发模块、 RF射频模块、3G模块、4G模块、5G模块、蓝牙模块，或WIFI模块至少其中一种。
根据一个具体的实施例，该扩展板2还包括音频采集模块26及音响驱动模块27，所述音频采集模块26用于接收麦克风音频信号通过所述CPU处理器21 处理发送到所述音响驱动模块27。
根据一个具体的实施例，该输出电路模块25包括MOS管调光电路和继电器输出控制电路，所述MOS管调光电路用于控制照明灯的调光控制，所述继电器输出控制电路用于PWM控制输出，继电器输出控制电路输出PWM控制信号可用于驱动电动窗帘、门禁等设备。
根据一个具体的实施例，该主控板1还包括连接所述CPU主处理器11的 TF存储卡14。
根据一个具体的实施例，该CPU主处理器11型号为SiFive U54处理器。
根据一个具体的实施例，该CPU处理器21型号为SiFive FE310-G002处理器。
请参阅图5，本实用新型提出的一种物联网系统，包括上述的基于RISCV 架构的物联网控制模组100，还包括传感器模块200、客户端300、设备终端400 及云端服务器500，所述传感器模块200、客户端300、设备终端400及云端服务器500均与基于RISCV架构的物联网控制模组100进行电连接。
其中，传感器模块200包括温湿度传感器、人体红外传感器、光照传感器、空气质量传感器、气体传感器、接近传感器至少一种或一种以上。
客户端300为手机APP、或平板电脑APP、或红外遥控器。
设备终端400包括电动窗帘、门禁等设备。
进一步说明：
本技术方案提供的一种物联网模组及物联网系统应用于智慧社区、智能建筑、智能家居的可支持分布式组网的实时环境感知和控制模组系统；该模组采用国产化的RISC-V核心板架构，LINUX系统，常规核心为类RISC-V CPU、 RAM、ROM、网络接口、电源控制器、输入输出控制器组成。模组由核主控板和扩展板共同构成一块完整模组。
本技术方案提供的一种物联网模组特点采用国产化的RISC-V架构CPU，16位/32位双指令集和合作伙伴众多。体积小、低功耗、低成本、高性能；能很好的兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大多数数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行效率高；指令长度固定。
本技术方案中在扩展板基础上构件了可集成和替换的热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等传感器；在输出接口上可支持可编程输出控制20路数字量、 20路模拟量、20路开关量、12路继电器；本模组将各类环境传感器元件与高性能的国产化RISC-V运算核心板集成，并让模组通过WIFI、4G、RJ45等通信方式接入云端进行数据交互和分析，并根据指令要求实时给出控制信号。
本技术方案提供的物联网系统通过分布式通信设计，可在室内、室外通过布置多个EDRCS模组组成整体传感器联动控制网络组。
本实用新型主要解决了智慧社区、智慧建筑、智能家居中各类智能控制器和传感器通用程度不高、可自定义性不强、性能不足、实时性不高、无法分布式计算、组网复杂、连接通信不畅的问题。
实施本实用新型的一种物联网系统，具有以下有益的技术效果：
实施本实用新型的物联网系统，集成度高，安装方便，通用性强，成本低，因而得到广泛应用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于RISCV架构的物联网控制模组，其特征在于，包括主控板及至少一个扩展板，所述主控板通过通信接口模块与扩展板通信连接；
所述主控板包括CPU主处理器、主存储器模块及主通信模块，所述主存储器模块和主通信模块均与CPU主处理器连接；
所述扩展板包括CPU处理器、存储器模块、通信模块、数据采集处理模块及输出电路模块，所述数据采集处理模块用于采集传感器模拟信号转换成数字信号并传送到所述CPU处理器，所述输出电路模块用于接收CPU处理器发送的控制信号并输出外部设备终端，所述存储器模块用于储存所述CPU处理器数据，所述通信模块连接CPU处理器用于与主控板进行通信连接；
所述通信接口模块包括以太网通信接口、UART通信接口及PCI总线通信接口。
2.根据权利要求1所述的物联网控制模组，其特征在于，所述通信模块包括以太网模块、红外收发模块、RF射频模块、3G模块、4G模块、5G模块、蓝牙模块，或WIFI模块至少其中一种。
3.根据权利要求1所述的物联网控制模组，其特征在于，所述扩展板还包括音频采集模块及音响驱动模块，所述音频采集模块用于接收麦克风音频信号通过所述CPU处理器处理发送到所述音响驱动模块。
4.根据权利要求1所述的物联网控制模组，其特征在于，所述输出电路模块包括MOS管调光电路和继电器输出控制电路，所述MOS管调光电路用于控制照明灯的调光控制，所述继电器输出控制电路用于PWM控制输出。
5.根据权利要求1所述的物联网控制模组，其特征在于，所述主控板还包括连接所述CPU主处理器的TF存储卡。
6.根据权利要求1所述的物联网控制模组，其特征在于，所述CPU主处理器为RSIC-V架构CPU，其型号为SiFive U54处理器。
7.根据权利要求1所述的物联网控制模组，其特征在于，所述CPU处理器为RSIC-V架构CPU，其型号为SiFive FE310-G002处理器。
8.一种物联网系统，其特征在于，包括如权利要求1～7所述的基于RISCV架构的物联网控制模组，还包括传感器模块、客户端、设备终端及云端服务器，所述传感器模块、客户端、设备终端及云端服务器均与基于RISCV架构的物联网控制模组进行电连接。
9.根据权利要求8所述的物联网系统，其特征在于，所述传感器模块包括温湿度传感器、人体红外传感器、光照传感器、空气质量传感器、气体传感器、接近传感器至少一种或一种以上。
10.根据权利要求8所述的物联网系统，其特征在于，所述客户端为手机APP、或平板电脑APP、或红外遥控器。
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