一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院、藥廠等行業(yè)的自動化控制接入點(diǎn)的電信號有一定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，信號種類并不多，例如常用的模擬信號0-10V輸入，0-10V輸出，0-20Ma輸入，0_20Ma輸出，開關(guān)信號輸入，無源開關(guān)輸出，RS485通信，以太網(wǎng)口等。雖然信號種類并不多，但在設(shè)備的控制上會經(jīng)常存在不同的用戶使用的信號數(shù)量不同的現(xiàn)象，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候，需要經(jīng)常對產(chǎn)品的電信號接口作增加或減少，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化，嚴(yán)重浪費(fèi)人力資源并且為日后的擴(kuò)展帶來不便，基于上述的問題，有必要設(shè)計(jì)一款可自動轉(zhuǎn)換各種輸入信號，并輸出對應(yīng)信號的通用擴(kuò)展模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通用的，可輸入輸出各種信號的通用擴(kuò)展模塊。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊，包括:
[0006]電流電壓輸入檢測電路，用于對輸入的電流和/或電壓信號進(jìn)行檢測，并輸出對應(yīng)的電壓信號；
[0007]單片機(jī)，用于控制所述電流電壓輸入檢測電路，并接收來自所述電流電壓輸入檢測電路的電壓信號和發(fā)送對應(yīng)的電壓信號；
[0008]放大電路，用于放大來自所述單片機(jī)的信號，
[0009]所述電流電壓輸入檢測電路包括第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器、第四電阻器和一個開關(guān)元件；所述第一電阻器一端與輸入端連接，另一端與所述單片機(jī)的輸入端口PAO連接，所述第二電阻器一端連接在所述第一電阻器與輸入端口 PAO之間，另一端與所述單片機(jī)的第一控制端口 PAl連接，所述開關(guān)元件的一端通過所述第三電阻器與輸入端連接，另一端通過所述第四電阻器與所述單片機(jī)的第二控制端口 PA2連接，通過在第二控制端口 PA2施加電壓來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止。
[0010]進(jìn)一步，所述開關(guān)元件為三極管，所述三極管的集電極通過第三電阻器與輸入端連接，所述三極管的發(fā)射極接地，其基極通過第四電阻器與所述單片機(jī)的第二控制端口 PA2連接。
[0011]進(jìn)一步，所述放大電路包括運(yùn)算放大器和第五電阻器，所述運(yùn)算放大器的一個同相輸入端與所述單片機(jī)的輸出端口 PCO連接，所述運(yùn)算放大器的一個反相輸入端通過第五電阻器接地。
[0012]進(jìn)一步，為了使放大電路獲得更好的抗干擾效果和對運(yùn)算放大器進(jìn)行保護(hù)，在放大電路中還設(shè)置有三個RC回路，所述運(yùn)算放大器的一個同相輸入端通過串接第一、第二 RC回路連接到單片機(jī)的輸出端口 PCO上，所述運(yùn)算放大器的一個反相輸入端與運(yùn)算放大器的輸出端之間串接有第三RC回路。
[0013]進(jìn)一步，為了防止電壓有高頻干擾和對單片機(jī)輸入電壓進(jìn)行保護(hù)，在電流電壓輸入檢測電路中還設(shè)置有濾波電容和穩(wěn)壓二極管，所述濾波電容一端連接在第一電阻器與輸入端口 PAO之間的節(jié)點(diǎn)上，另一端接地，所述穩(wěn)壓二極管的陰極連接在第一電阻器與輸入端口 PAO之間的節(jié)點(diǎn)上，另一端接地。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可使電流、電壓等信號均在同一端口輸入，并在對應(yīng)的另一端口輸出，使產(chǎn)品具有優(yōu)越的擴(kuò)展能力，避免了重復(fù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明總電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0017]參見圖1，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊，包括:電流電壓輸入檢測電路1、單片機(jī)2和放大電路3。
[0018]電流電壓輸入檢測電路1，用于對輸入的電流和/或電壓信號進(jìn)行檢測，并輸出對應(yīng)的電流或電壓信號，其由第一電阻器R1、第二電阻器R2、第三電阻器R3、第四電阻器R4和一個作為開關(guān)元件的三極管構(gòu)成。
[0019]第一電阻器Rl和第二電阻器R2，第一電阻器Rl—端與輸入端連接，另一端與所述單片機(jī)的輸入端口 PAO連接，所述第二電阻器R2 —端連接在所述第一電阻器Rl與輸入端口 PAO之間，第二電阻器R2的另一端與單片機(jī)的第一控制端口 PAl連接，三極管的集電極通過第三電阻器R3與輸入端連接，三極管的發(fā)射極接地，其基極通過第四電阻器R4與所述單片機(jī)的第二控制端口 PA2連接。當(dāng)輸入信號為電壓信號時(shí)，單片機(jī)控制PAl和PA2為零電位，此時(shí)作為開關(guān)元件的三極管截止，輸入電壓經(jīng)第二電阻器R2和第三電阻器R3分壓后送入單片機(jī)的輸入端口 ΡΑ0。當(dāng)輸入信號為電流信號時(shí)，單片機(jī)對PA2施加電壓，使三極管導(dǎo)通，電流通過R3后流入大地，此時(shí)的輸入端口 PAO的電壓為輸入電流乘以R3的阻值。
[0020]作為一種優(yōu)選的方案，為了防止電壓有高頻干擾和對單片機(jī)輸入電壓進(jìn)行保護(hù)，在電流電壓輸入檢測電路中還設(shè)置有濾波電容Cl和穩(wěn)壓二極管Dl形成濾波穩(wěn)壓電路4，所述濾波電容Cl 一端連接在第一電阻器Rl與輸入端口 PAO之間的節(jié)點(diǎn)上，另一端接地，所述穩(wěn)壓二極管Dl的陰極連接在第一電阻器Rl與輸入端口 PAO之間的節(jié)點(diǎn)上，另一端接地。
[0021]放大電路3包括運(yùn)算放大器和第五電阻器，所述運(yùn)算放大器的一個同相輸入端與所述單片機(jī)的輸出端口 PCO連接，所述運(yùn)算放大器的一個反相輸入端通過第五電阻器接地。在此基礎(chǔ)上在同相輸入端還可以對輸入的電信號進(jìn)行濾波，如串接兩個低通RC濾波電路31、32，具體是所述同相輸入端通過串接第六電阻器R6和第七電阻器R7與電腦芯片的輸出端口 PCO連接，所述第六電阻器R6和第七電阻器R7之間的節(jié)點(diǎn)通過第二電容器C2接地，所述第七電阻器R7與電腦芯片的輸出端口 PCO之間的節(jié)點(diǎn)通過第三電容器C3接地。通過兩級的RC濾波后，得到穩(wěn)定的電壓信號，再輸送入運(yùn)算放大器的同相輸入端。另外在運(yùn)算放大器的反相輸入端和運(yùn)算放大器的輸出端之間也串接有一個低通RC濾波電路33，具體是第八電阻器R8與第四電容C4并接后串接在反相輸入端與運(yùn)算放大器的輸出端之間。
[0022]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述擴(kuò)展模塊包括: 電流電壓輸入檢測電路，用于對輸入的電流和/或電壓信號進(jìn)行檢測，并輸出對應(yīng)的電壓信號； 單片機(jī)，用于控制所述電流電壓輸入檢測電路，并接收來自所述電流電壓輸入檢測電路的電壓信號和發(fā)送對應(yīng)的電壓信號； 放大電路，用于放大來自所述單片機(jī)的信號； 所述電流電壓輸入檢測電路包括第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器、第四電阻器和一個開關(guān)元件；所述第一電阻器一端與輸入端連接，另一端與所述單片機(jī)的輸入端口 PAO連接，所述第二電阻器一端連接在所述第一電阻器與輸入端口 PAO之間，另一端與所述單片機(jī)的第一控制端口 PAl連接，所述開關(guān)元件的一端通過所述第三電阻器與輸入端連接，另一端通過所述第四電阻器與所述單片機(jī)的第二控制端口 PA2連接，通過在第二控制端口PA2施加電壓來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊，其特征在于:所述開關(guān)元件為三極管，所述三極管的集電極通過第三電阻器與輸入端連接，所述三極管的發(fā)射極接地，其基極通過第四電阻器與所述單片機(jī)的第二控制端口 PA2連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊，其特征在于:所述放大電路包括運(yùn)算放大器和第五電阻器，所述運(yùn)算放大器的一個同相輸入端與所述單片機(jī)的輸出端口 PCO連接，所述運(yùn)算放大器的一個反相輸入端通過第五電阻器接地。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊，其特征在于:還包括三個RC回路，所述運(yùn)算放大器的一個同相輸入端通過串接第一、第二 RC回路連接到單片機(jī)的輸出端口 PCO上，所述運(yùn)算放大器的一個反相輸入端與運(yùn)算放大器的輸出端之間串接有第三RC回路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊，其特征在于:還包括濾波電容和穩(wěn)壓二極管，所述濾波電容一端連接在第一電阻器與輸入端口 PAO之間的節(jié)點(diǎn)上，另一端接地，所述穩(wěn)壓二極管的陰極連接在第一電阻器與輸入端口 PAO之間的節(jié)點(diǎn)上，另一端接地。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通用擴(kuò)展模塊，包括第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器、第四電阻器和一個開關(guān)元件，第一電阻器一端與輸入端連接，另一端與所述單片機(jī)的輸入端口PA0連接，第二電阻器一端連接在所述第一電阻器與輸入端口PA0之間，第二電阻器的另一端與單片機(jī)的第一控制端口PA1連接，開關(guān)元件的一端通過第三電阻器與輸入端連接，其另一端接地，并且所述開關(guān)元件通過第四電阻器與所述單片機(jī)的第二控制端口PA2連接，通過在第二控制端口PA2施加電壓來控制所述開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止。通過本發(fā)明，使電流、電壓等信號均可在同一端口輸入，并在對應(yīng)的另一端口輸出，從而避免了重復(fù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，使產(chǎn)品具有優(yōu)越的擴(kuò)展能力。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105137871
【申請?zhí)枴緾N201510509515
【發(fā)明人】張隆希, 梁徑略, 曾明軍
【申請人】廣州能迪能源科技股份有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月18日