輸入輸出通道復用智能控制器的製作方法

2023-06-15 00:27:21

專利名稱：輸入輸出通道復用智能控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及樓宇智能監控技術，特別是涉及輸入輸出通道復用智能控制器。
背景技術：
樓宇自動化系統是現代建築的重要組成部分，在智能建築、緑色建築與低碳建築中具有舉足輕重的作用，並將成為智慧城市的基礎系統之一。建築物中各類的機電設備和設施是樓宇自動化系統的主要控制對象。根據建築物的規模不一，其中機電設備和設施的數量及控制要求有較大差別。一般建築樓宇自動化系統的監控點數量在2000 3000個左右，多則可達數萬個，且分布在大樓的各個樓層和角落。這些監控點涉及到了樓宇的電カ系統(高壓配電、變電、低壓配電、應急發電)、照明系統(工作照明、事故照明、藝術照明、障 礙照明、泛光照明等)、環境系統(空調及冷熱源、通風、環境監測與控制、給水排水、衛生設備、汙水處理)、消費系統、安保系統、交通運輸系統以及廣播系統等。不僅監控電流、電壓等電量參數，還需要通過傳感器，如熱敏電阻，監控ー些非電參數。傳統技術中，在同一測量通道中只能測量ー種信號，故此，在一個樓宇智能系統中需要數量眾多的監測點，甚至，對同一機電設備也需要多個監測點，以實施對不同信號的監測。這樣，導致了樓宇智能系統龐大而複雜，監控點布局繁瑣且維護困難。對於測量不同的信號類型，傳統技術中稍微改進的方案是，通過插拔插針連線的方式來手工切換物理電路，以達到改變測量不同模擬量信號類型的目的。但此方式，在實際應用中存在著信號選擇不方便、通道使用靈活性差，插針易鏽蝕氧化、電路接觸不良等諸多問題。

實用新型內容基於此，有必要針對上述問題，提供一種輸入輸出通道復用智能控制器，能夠復用同一通道測量不同的輸入信號。一種輸入輸出通道復用智能控制器，包括輸入測量裝置，與所述輸入測量裝置相連的中央控制裝置；其中，所述輸入測量裝置包括，與外部信號輸入通道相連的信號轉換單元，與所述信號轉換單元相連的恆流源選取單元；所述中央控制裝置包括，與所述信號轉換單元相連的測量採樣單元，與所述信號轉換單元、所述恆流源選取單元分別相連的通道配置単元。上述輸入輸出通道復用智能控制器，利用信號轉換單元將外部的電流、電壓、電阻等信號統ー轉換成幅度適度的電壓信號，再通過中央控制裝置的測量採樣單元進行採樣檢測。本實用新型的優點在於能夠復用同一通道測量不同的輸入信號，可以包括電流、電壓、熱敏電阻、光敏電阻、幹觸點等，而某一通道在某一時刻測量哪種信號，則可以通過通道配置單元進行手動或自動切換，無需手動跳線。故此，本實用新型應用方便，靈活多祥，可配置，具有性價比高、效率高、更改費用低和應用範圍廣的特點。在其中一個實施例中，所述恆流源選取單元包括[0011]與所述信號轉換單元相連的電平幅度調整單元；與所述信號轉換單元相連的電流源通斷控制單元。在本實施例中，可以方便地檢測各種信號。例如，通過熱敏電阻可以將溫度轉換成電阻，測量電阻則需要恆流源作為電源供電，而電阻的大小是未知的，故此可以利用電平幅度調整單元進行電源的調整，以提高測量的精度。另外，對於測量電流、電壓等信號時，為了避免信號幹擾，需要通過電流源通斷控制單元禁用恆流源。在其中一個實施例中，所述中央控制裝置還包括與所述測量採樣單元、所述通道配置単元分別相連的通信傳輸單元。 在本實施例中，可以方便地將採樣檢測的各種信號傳輸到樓宇智能管理系統端，實現後級的信號存儲或處理；也可以方便地接收外部系統或設備傳輸的通道配置信息等，進行測量信號的設置。在其中一個實施例中，還包括與所述中央控制裝置相連的繼電器輸出裝置；其中，所述繼電器輸出裝置包括，與所述通信傳輸單元相連的通斷控制單元。在本實施例中，建立了本實用新型控制器與繼電器的通信接ロ，可以通過外部系統的配置信息控制繼電器的通斷，進ー步拓寬本實用新型的應用範圍。在其中一個實施例中，還包括與所述中央控制裝置相連的輸出調節裝置；其中，所述輸出調節裝置包括，與所述通信傳輸單元相連的脈衝寬度調製單元，與所述脈衝寬度調製単元相連的濾波輸出單元。在本實施例中，可以通過外部系統的配置信息設置脈衝寬度調製單元，進行電流或電壓信號的輸出。故此，本實用新型可以實現在同一個通道中輸出電流、電壓等，並自動切換，簡單方便，靈活多祥，可配置，具有性價比高，效率高和更改費用低、應用範圍廣的特點。在其中一個實施例中，所述濾波輸出單元還與所述信號轉換單元相連。在本實施例中，輸出的電流或電壓信號通過輸入通道重新回到本實用新型控制器的採樣測量，實現驗證輸出的電流或電壓的準確性。在其中一個實施例中，所述中央控制裝置還包括連接在所述通信傳輸單元與所述脈衝寬度調製単元之間的信號比較單元。在本實施例中，通過比較單元比較預配置的電流或電壓參數與實際採樣測量的電流或電壓參數，進而糾正脈衝寬度調製單元輸出的電流或電壓值，從而進ー步提高輸出參數的精度。

圖I為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的示意圖；圖2為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的恆流源選取單元示意圖；圖3為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的恆流源選取實施例電路圖；圖4為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的信號轉換實施例整體電路圖；圖5為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的信號轉換實施例之ー電路圖；圖6為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的信號轉換實施例之ニ電路圖；圖7為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的信號轉換實施例之三電路圖；圖8為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的繼電器輸出實施例示意圖；圖9為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的繼電器輸出實施例電路圖；圖10為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的輸出調節實施例示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進ー步地詳細描述。圖I為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的示意圖，包括輸入測量裝置，與所述輸入測量裝置相連的中央控制裝置；其中，所述輸入測量裝置包括，與外部信號輸入通道相連的信號轉換單元，與所述信號轉換單元相連的恆流源選取單元；所述中央控制裝置包括，與所述信號轉換單元相連的測量採樣單元，與所述信號轉換單元、所述恆流源選取單元分別相連的通道配置単元。上述輸入輸出通道復用智能控制器，利用信號轉換單元將外部的電流、電壓、電阻等信號統ー轉換成幅度適度的電壓信號，再通過中央控制裝置的測量採樣單元進行採樣檢測。本實用新型的優點在於能夠復用同一通道測量不同的輸入信號，可以包括電流、電壓、熱敏電阻、光敏電阻、幹觸點等，而某一通道在某一時刻測量哪種信號，則可以通過通道配置單元進行手動或自動切換，無需手動跳線。故此，本實用新型應用方便，靈活多祥，可配置，具有性價比高、效率高、更改費用低，可以廣泛應用與非電參數和電量參數的檢測。樓宇智能控制系統中一般採用傳感器進行監控。由於現場的傳感器輸入信號根據傳感器的不同，可有多種表現形式。例如，傳感器可能僅僅表達ー種通斷信號(類似開關)，稱之為幹觸點；或通過單位時間內通斷的次數來表達某種信息，稱之為頻率方式；或通過輸出某種幅度的電壓(一般為O 10V)來表達,稱之為電壓方式；或通過輸出某種幅度的電流來表達，稱之為電流方式；或僅僅是某個隨溫度變化的電阻值，稱之為電阻方式，根據電阻與溫度的不同對應關係，分別為PT1000、N11000、NTCI OK, NTC100K等。具體地，本實用新型可以實現在同一個通道中使用不同輸入測量模式(PT1000、N11000、NTCI OK, NTC100K、電流、電壓、頻率、幹觸點等)。至於配置哪種模式可通過通道配置單元進行配置，或者通過對外部輸入信號的檢測來自動切換。與傳統技術相比，無需手動跳線，簡單方便，靈活多祥，具有性價比高，效率高和更改費用低、應用範圍廣的特點。該技術應用於樓宇智能的現場監控模塊，其作用是監測現場的傳感器輸入，通過通訊傳遞給上ー級主控設備，並通過通訊接受上ー級主控設備的控制信號，然後通過輸出信號方式對現場的執行器進行控制。圖2為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的恆流源選取單元示意圖。如圖2所述，在其中一個實施例中，所述恆流源選取單元包括與所述信號轉換單元相連的電平幅度調整單元；與所述信號轉換單元相連的電流源通斷控制單元。 在本實施例中，可以方便地對ー個通道的各種信號進行檢測。例如，通過熱敏電阻可以將溫度轉換成電阻，測量電阻則需要恆流源作為電源供電，而電阻的大小是未知的， 故此可以利用電平幅度調整單元進行電源的調整，以提高測量的精度。另外，對於測量電流、電壓等信號時，為了避免信號幹擾，需要通過電流源通斷控制單元禁用恆流源。在上述實施例中，實現了對ー個通道的各種信號的檢測，但樓宇機電設備的檢測往往需要布置多個監測點，為了進一步增強本實用新型的適用性，除了上述實現的通道復用功能之外，還需實現多通道同時作業的功能。為此，在其中一個實施例中，所述輸入測量裝置還包括連接在所述信號轉換單元與所述恆流源選取單元之間的電流源通道切換單元。當本實用新型控制器採用多通道進行數據參數的檢測時，恆流源選取單元與電流源通道切換單元組合在一起，構成ー個可測量阻值範圍較為廣泛的電阻測量的可變恆流源。這個可變恆流源通過電流源通道切換單元連接到信號轉換單元，其中，電流源通道切換単元把電流源輪流分配到各個通道，保證某ー時刻所述信號轉換單元只與一個輸入通道相連。所述信號轉換單元用於統一將輸入信號轉換成電壓信號，然後再經過合適放大的信號進入中央控制晶片的數模接ロ進行採樣，得到採樣值並進行存儲。中央控制晶片的處理器可以根據採樣值與正在測量的輸入信號的通道，輸入信號的配置模式，以及輸入信號放大部分放大的倍率，獲得輸入信號的測量數值。圖3為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的恆流源選取實施例電路圖。下面結合圖3的電路圖，說明實現本實用新型所述的恆流源選取單元的一種實施方式，但本實用新型的保護範圍不局限於此。如圖3所示，U18為ー個穩壓源，通過U15B的作用，將與U18穩壓源同等幅度大小的電壓加載在R76、R77、QlO的組合電阻之上，即產生ー個可根據U18穩壓源幅度大小與(R76、R77、QlO的組合電阻)相關的電流源，這個電流源用於在輸入電阻上產生壓降，從而將輸入的電阻信號轉換成為電壓信號，以便後續的AD轉換。U18是ー個高精度，高穩定性的穩壓晶片，溫度漂移很小，可視為不變；R76、R77、QlO中，R76和R77是兩個高精度的電阻，Q17為NMOS管(Negative channel-Metal-Oxide_Semiconductor,N型金屬氧化物半導體),受Qll第三腳的電壓的控制，電阻或可視為0，或可視為無窮大，即可當成ー個理想開關來對待，從而得到R76、R77、QlO的組合電阻或為R76(此時QlO導通)，或為R76+R77(此時QlO截止)。假設U18穩壓晶片兩端電壓差為Vref，從而可以得到電流源的幅度I =Vref/R76或I = Vref/(R76+R77)，即得到了兩種不同幅度的電流信號。例如，需要測量Ik阻值左右的電阻和IOOk左右的電阻，為了使電阻變化的範圍對應的電壓變化範圍更大，變相提高解析度，因此至少需要兩種電流源。ー種2. 5mA電流源可以適配Ik阻值左右電阻測量，另ー種50uA電流源可以適配IOOk左右電阻的測量。故此，上述電路實現了電平幅度調整単元的幅度調整功能，顯然，根據本實用新型的實現原理，本単元可實現兩種或兩種以上的不同幅度的調整。另外，電流源通斷控制單元實現電流源禁用的功能，用於測量電壓方式，電流方式，或處於輸出方式(這時從輸入測量角度來說等同於測量電壓方式)，因為此時如果使能電流源則有可能會影響輸入的測量，使結果不準確。如圖3所示，網絡標號CTRlmA是來自中央控制晶片的電平控制信號，R74、R81、QlI構成ー個反相器，同時起電平轉換作用，將5V邏輯的電平信號CTRlmA反向並轉換為12V邏輯的電平信號，這個電平信號控制NMOS管Q17，使其導通或截止，用來最終改變電流源的幅度。其中，圖3的「Constant Current」表示的是電流源的恆定電流。優選地，所述電流源通道切換單元可採用ー個模擬開關U23予以實現，該模擬開 關與圖3所示的標號「Constant Current」相連接。假設當前有八個外部信號輸入通道，則模擬開關的作用是把電流源輪流分配到各個通道，保證某ー時刻，只連接到ー個通道。模擬開關也可以禁用電流源的功能，這時模擬開關呈現為無窮大的阻抗，從而阻礙電流的流過，實現電流源的禁用。當輸入信號為電流信號，電壓信號的時候，需要禁用電流源，以免影響測量。當測量電阻信號的時候，需要啟用電流源，從而將電阻信號轉換成電壓信號。綜上所述，電流源通道切換單元實現了多通道的切換，而恆流源選取單元內的電平幅度調整單元和電流源通斷控制單元實現了每個通道內測量不同類型的信號。所述恆流源選取單元與中央控制裝置的通道配置単元相連，可由中央控制晶片進行多通道的切換以及對某一通道的測量模式進行配置。圖4為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的信號轉換實施例整體電路圖。下面結合圖4的電路圖，說明實現本實用新型所述的信號轉換單元的一種實施方式，但本實用新型的保護範圍不局限於此。接上例所述，假設擁有八個外部信號輸入通道，則每個通道都有如圖4所示的這樣ー個類似的電路來實現信號轉換。圖4所示的標號「Π2」與上述模擬開關U23相連，是來自電流源通道切換單元的電流。圖4所示的標號「U2」連接到輸出控制部分，同時也是測量輸入信號的正端(負端為地電平GND1)。圖4所示的「U2C」為來自中央控制晶片的電平控制信號。圖4所示的「IN2」將連接到下級的輸入通道切換單元。R119與RllO將「U2」點的電壓信號縮小到合適的幅度，因為當U2點電壓信號過大時，如果不進行縮小處理，那麼對這些過大的信號無法得到合理的採樣值，從而無法計算出U2點的電壓。另外，ニ極管D18用於保護模擬開關U23。以下的圖5至圖7分情況講述信號轉換的原理。圖5為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的信號轉換實施例之ー電路圖。圖5說明的是電阻信號轉換成適當的電壓信號的情況。如圖5所示，待測電阻RX連接在「 U2」與「 GND1」之間，與兩條之路並聯。這時，中央控制晶片的控制信號「U2C」將呈現低電平，從而R107與Q17的並聯通道將呈現極大的電阻，只有微弱的暗電流留過。來自模擬開關U23的Π2的電流信號流經ニ極管D18後，加載在三條並聯支路上，產生壓降。通過測量這個電壓的大小，可以求出這個並聯電阻。已知這個並聯電阻，可以進一歩求出待測電阻Rx。根據Rx的大小，可以選擇不同大小的電流源幅度，從而在U2點產生合適大小的電壓。圖6為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的信號轉換實施例之二電路圖。圖6說明的是電流信號轉換成適當的電壓信號的情況。如圖6所示，電流信號從U2點流入。在這種情況下，將禁用電流源，從而UI2點電流為0，以免影響輸入信號測量。信號「U2C」將為高電平，從而R107與Q17串聯的通道將對外呈現為R107的電阻。電流信號流經兩條支路的並聯電阻，並在U2點產生一個壓降。這個壓降可以被測量出來。晶片測量到這個電壓之後，根據並聯電阻的阻值來計算輸入電流的大小。圖7為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的信號轉換實施例之三電路圖。圖7說明的是外部電壓信號轉換成適當的電壓信號的情況。如圖7所示，電壓信號加載在U2點與地電平之間。在這種情況下，將禁用Π2，以免電流源影響到電壓信號測量。U2C將為低電平，從而減小負載，以免輸入信號失真。可以 直接測量到U2點的電壓信號，即輸入的電壓信號，無須額外轉換。特別地，需要進行電壓、電流的輸出時，對於電壓、電流的輸出信號，由於輸出信號的正端也在U2點，同理也可以測量到輸出信號的電壓大小，這個電壓幅度信息可以用於調節輸出的電壓，電流信號幅度。在其中一個實施例中，還包括，連接在所述信號轉換單元與所述測量採樣單元之間的輸入信號通道切換單元，以及連接在所述輸入信號通道切換單元與所述測量採樣單元之間的信號放大單元。對於輸入信號通道切換單元，也可以通過一個模擬開關U21來實現的。模擬開關U21與上述信號轉換單元的標號「 IN2」相連，接收來自於各通道的經過縮小之後的電壓信號，模擬開關U21還與下級的信號放大單元相連，優選地，所述信號放大單元採用運放實現，U21接到運放同相端，以進行適當尺度的放大。由於必然選中某一通道，U21的禁止位可以接地，節省口線。各通道通過模擬開關U21變成一路的電壓輸入，這路電壓輸入會經過後級的輸入信號放大部分得到較為理想的電壓信號，再通過中央控制裝置的測量採用單元進行數模測量。中央控制晶片根據測量得到的採樣值進行計算，可以得到對應通道的傳感器數值(電壓/電流/電阻)。至此，已經完成了所有類型的輸入信號的處理，從信號放大單元得到的測量信號將被加載到中央控制晶片的數模接口，晶片內部的數模轉換電路完成對所述測量信號的採樣。晶片的處理器根據採樣值，所述信號放大單元的放大倍率，輸入信號的模式(電阻/電壓/電流)，以及電流源的幅度(對於電阻信號而言)來計算得到輸入信號的大小。為了實現樓宇監控系統中，對多個本實用新型的控制器的遠程控制，在其中一個實施例中，所述中央控制裝置還包括與所述測量採樣單元、所述通道配置單元分別相連的通信傳輸單元。在本實施例中，可以方便地將採樣檢測的各種信號傳輸到樓宇智能管理系統端，實現後級的信號存儲或處理；也可以方便地接收外部系統或設備傳輸的通道配置信息等，進行測量信號的設置。整體上來看，所述通信傳輸單元有兩個作用，一個作用是用來向上傳遞傳感器的數據，並向下接收執行器的控制信息；另一個作用是用來設置通用輸入輸出部分的某個埠到底是應該做輸入，還是做輸出，應該處於何種方式。繼電器輸出部分特別針對某些需要進行通斷控制的執行器，而通用輸入輸出部分用來完成輸入的測量以及輸出的實現。中央控制晶片是指揮者，各部分的工作需要在中央控制晶片的控制下進行。圖8為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的繼電器輸出實施例示意圖。與圖I相比，圖8的實施例既實現了輸入信號的測量，也實現了繼電器輸出的控制。在其中一個實施例中，還包括與所述中央控制裝置相連的繼電器輸出裝置；其中，所述繼電器輸出裝置包括，與所述通信傳輸單元相連的通斷控制單元。在本實施例中，建立了本實用新型控制器與繼電器的通信接口，可以通過外部系統的配置信息控制繼電器的通斷，進一步拓寬本實用新型的應用範圍。 連接在所述通信傳輸單元與所述通斷控制單元之間的光耦隔離單元。圖9為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的繼電器輸出實施例電路圖。下面結合圖9的電路圖，說明實現本實用新型所述的繼電器輸出裝置的一種實施方式，但本實用新型的保護範圍不局限於此。如圖9所示，D02是來自中央控制晶片的5V邏輯控制信號。晶片控制部分與繼電器動作部分通過光耦TLP521-1進行光電隔離，提高系統的安全性與抗幹擾性。當D02為高電平時，光耦導通，L2指示燈發光，指示DO輸出控制命令已發出。由於光耦與三極體Q6的作用，繼電器線圈迴路將導通，從而繼電器線圈吸合，NO觸點閉合，NC觸點斷開，完成繼電器輸出功能。其中，D12是反向尖峰脈衝電壓吸收二極體。因為繼電器線圈存在大的電感，當它由閉合轉為斷開時，由於要釋放所保存的電磁能，所以需要給其一個反向通路，否則可能會擊穿三極體與光耦。圖10為本實用新型一種輸入輸出通道復用智能控制器的輸出調節實施例示意圖。與圖I相比，圖10的實施例既實現了輸入信號的測量，也實現了電壓或電流信號的輸出控制。在其中一個實施例中，還包括與所述中央控制裝置相連的輸出調節裝置；其中，所述輸出調節裝置包括，與所述通信傳輸單元相連的脈衝寬度調製單元，與所述脈衝寬度調製單元相連的濾波輸出單元。在本實施例中，可以通過外部系統的配置信息設置脈衝寬度調製單元，進行電流或電壓信號的輸出。故此，本實用新型可以實現在同一個通道中輸出電流、電壓等，並自動切換，簡單方便，靈活多樣，具有性價比高，效率高和更改費用低、應用範圍廣的特點。如圖10所示，脈衝寬度調製單元接收來自於中央控制晶片的5V電平邏輯PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調製)信號。脈衝寬度調製單元與濾波輸出單元
相連，對PWM信號進行低通濾波。濾波的截止頻率為# ^34 * Cl 6經過低通濾波器之後，
將得到一個與PWM波佔空比成比例的直流信號。優選地，可以再通過信號放大器對這個信號進行放大輸出。在其中一個實施例中，所述濾波輸出單元還與所述信號轉換單元相連。在本實施例中，輸出的電流或電壓信號通過輸入通道重新回到本實用新型控制器的採樣測量，實現驗證輸出的電流或電壓的準確性。在其中一個實施例中，所述中央控制裝置還包括連接在所述通信傳輸單元與所述脈衝寬度調製單元之間的信號比較單元。在本實施例中，通過比較單元比較預配置的電流或電壓參數與實際採樣測量的電流或電壓參數，進而糾正脈衝寬度調製單元輸出的電流或電壓值，從而進一步提高輸出參數的精度。連接在所述濾波輸出單元與所述信號轉換單元之間的相對隔離單元。相對隔離單元包括連接在所述信號轉換單元的輸入測量與所述濾波輸出單元的輸出控制端的小信號二極體，該二極體的反向電流極其微弱，起到一定程度的隔離作用。當進行輸入測量時，輸出控制的電平保持比輸入測量信號電壓低的程度(簡單起見，可直接 取輸出0V)，則不致影響輸入測量部分。另外，所述相對隔離單元還包括限流電阻，當系統或外部電路處於異常狀態而通過限流電阻的電流過大時，會導致限流電阻燒毀，從而保護內部電路。優選地，中央控制晶片生成快速變化的PWM波，低通濾波單元對這個PWM波進行濾波，從而得到一個比較平緩的紋波較小的電壓信號，信號放大與輸出部分對這個電壓信號進行合適幅度的放大並輸出之，輸出的信號經過相對隔離單元之後，接入輸入測量裝置的信號轉換單元等電路中，測量採樣單元再對所述輸出的信號進行測量，從而中央控制晶片測量到輸出信號的實際測量值。最後，所述信號比較單元將獲得的實際測量值與所述通信傳輸單元接收到的預配置的輸出信號的幅度進行比較，就可以對輸出的實際信號進行調節，從而可以得到較高精度的輸出。綜上所述，現場的樓宇設備需要的輸入可能是某種電壓或某種電流，甚至是需要通電與斷電的控制，分別稱之為電壓型輸出、電流型輸出，以及繼電器輸出(或晶閘管輸出)。顯然，本實用新型的優選實施方案可以復用同一通道實現輸入信號(電流/電壓/電阻)的測量，以及輸出信號(電流/電壓/繼電器通斷)的控制。兩部分之間通過二極體進行相對隔離，在進行輸入測量的時候，輸出部分不動作，當進行輸出控制的時候，可以通過輸入測量環節同時對輸出信號的幅度進行測量，根據這個反饋回來的測量信號與需要輸出的信號幅度進行比較，然後可以進一步調節輸出信號幅度，這樣可以提高輸出信號的精度與穩定性。舉例來說，假設需要輸出5V電壓，但是由於輸出部分本身器件的精度、電源的波動以及外部器件阻抗的變化等問題，可能實際輸出的只有4. 5V，輸入測量部分可以比較準確的檢測到4. 5V這個實際測量值，中央控制晶片發現輸出偏低了，就調節輸出的電壓值，使它增大。調節之後，繼續測量，直到與理想的值一致為止。經過實驗與使用，本專利描述的方案可以簡便地在同一個埠進行多種模擬量輸入模式信號的比較準確的測量，也可以同時進行比較準確的電流輸出或電壓輸出。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於，包括 輸入測量裝置，與所述輸入測量裝置相連的中央控制裝置； 其中，所述輸入測量裝置包括，與外部信號輸入通道相連的信號轉換單元，與所述信號轉換單元相連的恆流源選取單元； 所述中央控制裝置包括，與所述信號轉換單元相連的測量採樣單元，與所述信號轉換単元、所述恆流源選取單元分別相連的通道配置単元。
2.根據權利要求I所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於，所述恆流源選取單元包括 與所述信號轉換單元相連的電平幅度調整單元； 與所述信號轉換單元相連的電流源通斷控制單元。
3.根據權利要求2所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在幹，所述輸入測量裝置還包括 連接在所述信號轉換單元與所述恆流源選取單元之間的電流源通道切換單元。
4.根據權利要求I至3任一項所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於，所述中央控制裝置還包括 與所述測量採樣單元、所述通道配置単元分別相連的通信傳輸單元。
5.根據權利要求4所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於，還包括 與所述中央控制裝置相連的繼電器輸出裝置； 其中，所述繼電器輸出裝置包括，與所述通信傳輸單元相連的通斷控制單元。
6.根據權利要求5所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於，還包括 連接在所述通信傳輸單元與所述通斷控制單元之間的光耦隔離単元。
7.根據權利要求4所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於，還包括 與所述中央控制裝置相連的輸出調節裝置； 其中，所述輸出調節裝置包括，與所述通信傳輸單元相連的脈衝寬度調製單元，與所述脈衝寬度調製單元相連的濾波輸出單元。
8.根據權利要求7所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於 所述濾波輸出單元還與所述信號轉換單元相連。
9.根據權利要求8所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於，所述中央控制裝置還包括 連接在所述通信傳輸單元與所述脈衝寬度調製単元之間的信號比較單元。
10.根據權利要求9所述的輸入輸出通道復用智能控制器，其特徵在於，還包括 連接在所述濾波輸出單元與所述信號轉換單元之間的相對隔離単元。
專利摘要本實用新型公開了輸入輸出通道復用智能控制器，包括輸入測量裝置，與所述輸入測量裝置相連的中央控制裝置；其中，所述輸入測量裝置包括，與外部信號輸入通道相連的信號轉換單元，與所述信號轉換單元相連的恆流源選取單元；所述中央控制裝置包括，與所述信號轉換單元相連的測量採樣單元，與所述信號轉換單元、所述恆流源選取單元分別相連的通道配置單元。採用本技術能夠復用同一通道測量不同的輸入信號，可以包括電流、電壓、熱敏電阻、光敏電阻、幹觸點等，而某一通道在某一時刻測量哪種信號，則可以通過通道配置單元進行手動或自動切換，無需手動跳線。故此，本技術應用方便，靈活多樣，具有性價比高、效率高、更改費用低和應用範圍廣的特點。
文檔編號G05B19/04GK202632000SQ20122017854
公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者陳偉堅 申請人:廣州市新鍩威智能科技有限公司