CN216486078U - 基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板；总控电源模块通过降压模块与STM32最小系统板、最小控制模块和输入输出模块电连接；最小控制模块连接卷帘门电机，用于控制卷帘门电机的运行；输入输出模块连接振动电机，用于控制振动电机的输入和输出；片外供电模块连接STM32最小系统板，用于断电时供电。使用该主控板，可以实现对振动电机、舵机等外设的控制；将整个电路的功能模块、保障模块和电源模块集成在同一块电路板上，从而实现了对于整个运动、通信、冗余处理和模块失联预警的集成化。

Description

基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板

技术领域

本实用新型涉及分布式架构技术领域，具体涉及一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板。

背景技术

现有的工业主控板电路板结构复杂，每块电路板分体设置，用于实现不同的功能，需要时，将多个不同功能的电路板再通过线缆组合连接起来，不需要时，则对其进行拆解；因此，集成度低、扩展性不够，未形成可调控的系统架构。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，使用该主控板，可以实现对振动电机、舵机等外设的控制；将整个电路的功能模块、保障模块和电源模块集成在同一块电路板上，从而实现了对于整个运动、通信、冗余处理和模块失联预警的集成化。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，其包括集成在同一块电路板上的总控电源模块、降压模块、片外供电模块、STM32最小系统板、最小控制模块和输入输出模块；所述总控电源模块与降压模块电连接，所述降压模块与STM32最小系统板、最小控制模块和输入输出模块电连接；

所述最小控制模块连接卷帘门电机，所述输入输出模块连接振动电机，用于控制振动电机的输入和输出；所述片外供电模块连接STM32最小系统板。

基于上述技术方案，本实用新型还可以作出以下改进：

可选的，所述总控电源模块采用24V直流电压供电，所述降压模块将所述总控电源模块分为12V、5V、3.3V电源和一路可调电源。

可选的，所述降压模块连接有预警模块，所述预警模块基于LED的控制实现。

可选的，还包括UART模块，所述UART模块连接STM32最小系统板的输入接口，且所述UART模块用于功能扩展，提供扩展接口。

可选的，还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块连接STM32最小系统板的通信接口。

可选的，所述振动电机采用H桥电路驱动。

本实用新型提供的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，具有以下有益效果：使用该主控板，可以实现对振动电机、舵机等外设的控制。将整个电路的功能模块、保障模块和电源模块集成在同一块电路板上，从而实现了对于整个运动、通信、冗余处理和模块失联预警的集成化。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的总控电源的电路原理图；

图2为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的STM32最小系统板的电路原理图；

图3为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的降压模块及片外供电模块的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板输入输出模块的电路原理图；

图5为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的UART模块的电路原理图；

图6为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的预警模块的电路原理图；

图7为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的蓝牙模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1为本实用新型提供的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的总控电源的电路原理图，如图1所示，本实施例公开的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，其包括集成在同一块电路板上的总控电源模块、降压模块、片外供电模块、STM32最小系统板、最小控制模块和输入输出模块；所述总控电源模块与降压模块电连接，所述降压模块与STM32最小系统板、最小控制模块和输入输出模块电连接。图1中标号为3的为总控电源模块的插口；P7为降压模块的插口，P10为片外供电模块的插口，P9对应输入输出模块的插口，且采用Header5设计；P8采用XT30/60/90实现；

所述最小控制模块连接卷帘门电机，用于控制卷帘门电机的运行；

所述输入输出模块连接振动电机，用于控制振动电机的输入和输出，如图4所示，其中包含多个电机；

所述片外供电模块连接STM32最小系统板，用于断电时供电。

可以理解的是，在本实施例中，基于自顶而下的集成式分布架构，使用了Zen＿4架构的设计思路，将整个电路的功能模块、保障模块和电源模块集成在同一块电路板上，从而实现了对于整个运动、通信、冗余处理和模块失联预警的集成话，整个电路板，分为可以直供220V市电的总控电源模块，降压模块以及断电时的片外供电模块、STM32的最小系统板、控制卷帘门电机的最小控制模块和控制振动电机的输入输出模块，将220V市电直接引入整个系统板的集成架构中，从而减少了集成的难度，提高了装配调试的便利性。

具体的，先进行220V市电于额外片外供电模块的优先检测，确定输入电源的功率，而后启动包括震动电机、相机电源、门电机以及蓝牙模块等硬件模块，通过频域信号反馈以及加密的通信代码实现对于嵌入式控制的电机和光源的功能检测，以及对于上位机的视觉算法通信的实时反馈，并且同时实现了对于整个系统的模块离线的预警以及整个系统的实时帧同步控制。

在一种可能的实施例方式中，如图2和图3所示，图2为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的STM32最小系统板的电路原理图。图3为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的降压模块及片外供电模块的电路原理图。所述总控电源模块采用24V直流电压供电，所述降压模块将所述总控电源模块分为12V、5V、3.3V电源和一路可调电源。

在一种可能的实施例方式中，如图6所示，图6为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的预警模块的电路原理图。所述降压模块连接有预警模块，所述预警模块基于LED的控制实现。

在一种可能的实施例方式中，如图5所示，图5为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的UART模块的电路原理图。还包括UART模块，所述UART模块连接STM32最小系统板的输入接口，且所述UART模块用于功能扩展，提供扩展接口。

如图7所示，图7为本实用新型实施例的一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板的蓝牙模块的电路原理图。在一种可能的实施例方式中，还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块连接STM32最小系统板的通信接口。

在一种可能的实施例中，所述振动电机采用H桥电路驱动。

可以理解的是，在本实施例中，电源模块使用24V直流电压供电，分出12V、5V、3.3V和一路可调电源，振动电机驱动使用典型的H桥电路，使用STM32产生PWM波算法，基于PID控制算法对电机进行调速。

同时，包括了可以直供220V室电的总控电源模块、降压模块以及断电时的片外供电模块、STM32的最小系统板、控制卷帘门电机的最小控制模块控制振动电机的输入输出模块、基于LED的控制预警模块，为有线通信设计的UART和扩展UART，以及可以实现5G带通的蓝牙模块，并且，也为了后续的升级留下了IO扩展，也为基于FPGA架构的计算模块留下了高带通的DCDC部分，舵机使用串口作为总线进行控制。区分舵机lD，仅使用一个串口，就可以完成对所有路舵机的控制。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，其特征在于，包括集成在同一块电路板上的总控电源模块、降压模块、片外供电模块、STM32最小系统板、最小控制模块和输入输出模块；所述总控电源模块与降压模块电连接，所述降压模块与STM32最小系统板、最小控制模块和输入输出模块电连接；所述最小控制模块连接卷帘门电机；所述输入输出模块连接振动电机；所述片外供电模块连接STM32最小系统板。

2.根据权利要求1所述的基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，其特征在于，所述总控电源模块采用24V直流电压供电，所述降压模块将所述总控电源模块分为12V、5V、3.3V电源和一路可调电源。

3.根据权利要求1所述的基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，其特征在于，所述降压模块连接有预警模块，所述预警模块基于LED的控制实现。

4.根据权利要求1所述的基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，其特征在于，还包括UART模块，所述UART模块连接STM32最小系统板的输入接口，且所述UART模块用于功能扩展，提供扩展接口。

5.根据权利要求1所述的基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，其特征在于，还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块连接STM32最小系统板的通信接口。

6.根据权利要求1所述的基于分布式架构的云上无人系统的工业主控板，其特征在于，所述振动电机采用H桥电路驱动。

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