基于WiFi技术的智能电气控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了基于WiFi技术的智能电气控制器，涉及智能工业控制领域，其技术方案要点是：包括CPU模块、电源模块、后备电源模块、普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块，普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块均与CPU模块通信连接；电源模块输出不同等级电压为CPU模块、普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块提供电能；后备电源模块的输出端与CPU模块的后备电源输入端连接；通信模块包括CAN总线通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块及Wi

【技术实现步骤摘要】
基于WiFi技术的智能电气控制器


[0001]本技术涉及智能工业控制领域，更具体地说，它涉及基于WiFi技术的智能电气控制器。

技术介绍

[0002]随着《中国制造2025》的提出，我国的工业体系逐步由自动化向智能化过渡。控制器也在向智能化发展，单片机以其高性价比的优势广泛应用于工业控制领域。但是在实际应用中往往需要针对不同的应用，开发不同的硬件，编写不同的控制程序，开发周期较长，不利于项目的快速开发。为此，研究设计一种智能、高效、适用性强的通用型电气控制器是我们目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供基于WiFi技术的智能电气控制器，能够满足现有单片机项目针对不同的应用所需不同的硬件系统的需求，能够结合现有软件系统编写并上传不同的控制程序，使得开发周期短，利于项目的快速开发。
[0004]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于WiFi技术的智能电气控制器，包括CPU模块、电源模块、后备电源模块、普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块，所述普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块均与CPU模块通信连接；
[0005]所述电源模块输出不同等级电压为CPU模块、普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块提供电能；所述后备电源模块的输出端与CPU模块的后备电源输入端连接；
[0006]所述普通IO模块，其输入端可接受NPN信号或PNP信号任意一种输入，输出端的公共端可接24V直流设备、220V交流设备中任意一种；
[0007]所述高速IO模块，用于外部脉冲信号检测和输出脉冲信号；其输入端电路只接受NPN信号，并且输入信号幅度为24V、频率不大于100KHz；输出端电路可输出幅度为24V、频率不大于100KHz的方波信号；
[0008]所述通信模块包括CAN总线通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块及Wi-Fi通信模块，CAN总线通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块用于控制器与外部设备之间进行数据传输，Wi-Fi通信模块用于控制器接收上位机的远程控制任务及数据交换；
[0009]所述掉电检测及报警模块，掉电检测模块用于在控制器断电时将单片机中RAM中的数据保存到FLASH中，避免工作数据丢失；报警模块用于在控制器运行过程中出现故障时发出报警指示；
[0010]所述CPU模块，用于根据远程控制命令对控制器所接设备进行控制并将必要的数据通过Wi-Fi通信模块上传。
[0011]优选的，所述CPU模块包括SWD程序下载电路、时钟电路、复位电路以及状态指示电
路。
[0012]优选的，所述电源模块包括沿电压输出方向依次连接的外部输入端口、电源滤波电路、5V电源模块、5V隔离模块、5V转3.3V模块；
[0013]所述电源滤波电路的另一输出端与输入输出接口电路连接；
[0014]所述5V电源模块的另一输出端与高速IO模块连接；
[0015]所述5V隔离模块的另一输出端与普通IO模块、通信模块连接；
[0016]所述5V转3.3V模块的输出端与CPU模块连接。
[0017]优选的，所述外部输入端口输入7-40V的直流电压。
[0018]优选的，所述普通IO模块通过继电器对控制器的外接设备进行控制；所述高速IO模块通过MOS管对控制器的外接设备进行控制。
[0019]优选的，所述普通IO模块包括普通DI单元和普通DO单元；所述普通DI单元通过LTV354交流输入光耦与CPU模块连接；所述普通DO单元通过ULN2803隔离驱动器与CPU模块连接。
[0020]优选的，所述普通DO单元输出端的公共端接24V高电平、0V低电平、220V交流电中的任意一种。
[0021]优选的，所述高速IO模块包括高速脉冲DI单元、高速脉冲DO单元；所述高速脉冲DI单元通过TLP109光电耦合器与CPU模块连接；所述高速脉冲DO单元通过ADuM1200隔离器与CPU模块连接。
[0022]优选的，所述CAN总线通信模块中的CAN总线接口通过隔离器接口集成电路IS01050与CPU模块的CAN控制器连接；所述RS485通信模块中的RS485接口通过ADM2587E隔离收发器与CPU模块的USART2串口连接；所述RS232通信模块中的RS232接口通过ADM3251E隔离收发器与CPU模块的USART1串口连接。
[0023]优选的，所述WiFi通信模块包括型号为STM32F103RGT6的单片机和Marvell88W8782无线模组，单片机控制Marvell88W8782无线模组以无线方式接入路由器，并将网络中的控制命令通过单片机的串口USART1传送给CPU模块的串口USART3。
[0024]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：在分析了大量单片机应用项目的基础上，开发出了基于Wi-Fi技术的智能电气控制器，该控制器具备远程控制及数据传输功能；具备根据具体应用增加或减少输入输出点数的功能；普通输入端口具备接受NPN或PNP信号的特点；普通输出端口具备控制直流或交流的特点；高速输入端口具备接受幅值为24V，频率不高于100KHZ的脉冲信号的功能；高速输出端口具备输出幅值24V，频率不高于100KHZ的脉冲信号的功能；具备RS232、RS485、CAN总线通信功能，具备掉电数据保持和实时时钟功能，具备控制程序修改快速灵活的特点。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本技术实施例中电气控制器系统结构图；
[0027]图2是本技术实施例中CPU模块结构图。
[0028]图3是本技术实施例中电源模块结构图；
[0029]图4是本技术实施例中电源模块原理图；
[0030]图5是本技术实施例中IO模块结构图；
[0031]图6是本技术实施例中普通IO模块原理图；
[0032]图7是本技术实施例中高速IO模块原理图；
[0033]图8是本技术实施例中掉电检测及报警模块原理图；
[0034]图9是本技术实施例中通信模块结构图；
[0035]图10是本技术实施例中WiFi通信模块结构图。
具体实施方式
[0036]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1-10及实施例，对本技术进行进一步详细说明。
[0037]实施例：基于WiFi技术的智能电气控制器，如图1所示，包括CPU模块、电源模块、后备电源模块、普通IO模块、高速IO模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于WiFi技术的智能电气控制器，其特征是，包括CPU模块、电源模块、后备电源模块、普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块，所述普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块均与CPU模块通信连接；所述电源模块输出不同等级电压为CPU模块、普通IO模块、高速IO模块、通信模块、掉电检测及报警模块提供电能；所述后备电源模块的输出端与CPU模块的后备电源输入端连接；所述普通IO模块，输入端可接NPN信号或PNP信号，输出端的公共端可接24V直流设备、220V交流设备中任意一种；所述高速IO模块，用于外部脉冲信号检测和输出脉冲信号；其输入端电路只接受NPN信号，并且输入信号幅度为24V、频率不大于100KHz；输出端电路可输出幅度为24V、频率不大于100KHz的方波信号；所述通信模块包括CAN总线通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块及Wi-Fi通信模块，CAN总线通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块用于控制器与外部设备之间进行数据传输，Wi-Fi通信模块用于控制器接收上位机的远程控制任务及数据交换；所述掉电检测及报警模块，掉电检测模块用于在控制器断电时将单片机中RAM中的数据保存到FLASH中，避免工作数据丢失；报警模块用于在控制器运行过程中出现故障时发出报警指示；所述CPU模块，用于根据远程控制命令对控制器所接设备进行控制并将必要的数据通过Wi-Fi通信模块上传。2.根据权利要求1所述的基于WiFi技术的智能电气控制器，其特征是，所述CPU模块包括SWD程序下载电路、时钟电路、复位电路以及状态指示电路。3.根据权利要求1所述的基于WiFi技术的智能电气控制器，其特征是，所述电源模块包括沿电压输出方向依次连接的外部输入端口、电源滤波电路、5V电源模块、5V隔离模块、5V转3.3V模块；所述电源滤波电路的另一输出端与输入输出接口电路连接；所述5V电源模块的另一输出端与高速IO模块连接；所述5V隔离模块的另一输出端与普通IO模块、通信模块连接；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李通，韩静，李树文，杜丽沙，韩卫红，王静，
申请(专利权)人：山西工程职业学院，
类型：新型
国别省市：