接口装置的制作方法

本实用新型涉及数据采集与自动控制、物联网技术领域，具体地，涉及一种接口装置。

背景技术：

生产制造现场存在大量对数字量、模拟量采集和控制需求场景，如：设备开关机状态、报警状态、数字量传感器状态的采集，压力传感器、行程传感器等模拟量传感器数值的采集，继电器控制，电机控制等信号输入输出的场景。在物联网技术蓬勃发展的背景下，信号接口装置的功能需求以及智能化需求都逐渐提高，已有的接口装置已经无法满足需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种接口装置，以解决现有技术中接口装置功能单一灵活性差的技术问题。

为此，本实用新型提供一种接口装置，包括微处理器控制电路以及与所述微处理器控制电路连接的电源管理电路、数字量输入输出接口电路、模拟量采集电路、模拟量输出电路、串口通讯电路、网口通讯电路和wifi通讯电路。

可选地，上述的接口装置，所述数字量输入输出接口电路配置有四路数字信号采集通路和四路数字信号输出通路。

可选地，上述的接口装置，所述数字量输入输出接口电路包括四路输入光耦隔离采集电路和四路输出mos电路。

可选地，上述的接口装置，所述模拟量采集电路配置有四路模拟信号采集通路；所述模拟量输出电路配置有两路模拟信号输出通路。

可选地，上述的接口装置，所述模拟量采集电路配置有用于调节采集量程的调节电阻；所述模拟量输出电路包括一路0-25ma连续可调电流信号量输出电路和一路0-5v连续可调电压信号量输出电路。

可选地，上述的接口装置，所述网口通讯电路配置具有定时通讯模式和数值变动通讯模式的网口通讯芯片。

可选地，上述的接口装置，所述网口通讯电路包括rj45有线网口接口。

可选地，上述的接口装置，所述wifi通讯电路配置具有定时通讯模式和数值变动通讯模式的wifi通讯芯片。

可选地，上述的接口装置，所述wifi通讯电路包括esp8266系列wifi模块。

可选地，上述的接口装置，所述串口通讯电路包括rs-485串行数据通讯接口。

本实用新型提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：本实用新型中的接口装置集成有线网络、无线网络，实现各输入输出接口模块的远程功能配置、实时数据采集与传输、实时远程控制与响应，方便统一管理与维护，能够提升接口装置适应性，减少技术人员工作量。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例所述接口装置的结构框图；

图2为本实用新型一个实施例所述基于webserver配置接口装置的信号流示意图；

图3为本实用新型一个实施例所述接口装置与上位机通讯架构图；

图4为本实用新型一个实施例所述微处理器控制接口的电路示意图；

图5为本实用新型一个实施例所述电源管理电路一部分的电路示意图，其用于将输入电压转换为5v；

图6为本实用新型一个实施例所述电源管理电路一部分的电路示意图，其用于将5v转换为3.3v；

图7为本实用新型一个实施例所述电源管理电路一部分的电路示意图，其用于模拟5v电压；

图8为本实用新型一个实施例所述电源管理电路一部分的电路示意图，其用于模拟3.3v电压；

图9为本实用新型一个实施例所述电源管理电路一部分的电路示意图，其用于模拟-5v电压；

图10为本实用新型一个实施例所述电源管理电路一部分的电路示意图，其用于模拟12v电压；

图11为本实用新型一个实施例所述数字量输入模块电路图；

图12为本实用新型一个实施例所述数字量输出模块电路图；

图13为本实用新型一个实施例所述模拟量采集模块电路图；

图14为本实用新型一个实施例所述模拟量输出模块电路图；

图15为本实用新型一个实施例所述串口通讯模块模块电路图；

图16为本实用新型一个实施例所述网口通讯模块电路图；

图17为本实用新型一个实施例所述wifi通讯模块电路图。

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本实用新型实施例。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

本实施例提供一种接口装置，如图1所示，包括微处理器控制电路1以及与所述微处理器控制电路1连接的电源管理电路2、数字量输入输出接口电路3、模拟量采集电路4、模拟量输出电路5、串口通讯电路6、网口通讯电路7和wifi通讯电路8。

如图2所示，接口装置0由于配置了wifi通讯电路8，因此能够与手机9和电脑10进行数据通信，从而通过wifi通讯电路8提供webserver服务，使用手机9或电脑10通过浏览器登录webserver服务指定的网址，在webserver服务提供的网页配置接口装置0的功能参数。其可以包括：配置是否启用所述各个功能模块；配置所述数字量输入输出接口电路3的数字量输入采集路数，数字量输出工作模式；配置所述模拟量采集电路4的模拟量采集路数和频率；配置所述模拟量输出电路5的模拟量输出工作模式；配置所述串口通讯电路6的波特率、起始位数、数据位数、校验位方式、停止位数，通讯协议；配置所述网口通讯电路7、所述wifi通讯电路8的上位机地址、通讯协议、通讯模式。

如图3所示，接口装置0由于配置了串口通讯电路6、网口通讯电路7和wifi通讯电路8，可以将采集的各路数据上传至上位机11。

结合图4，其中处理器控制电路1优选采用lpc1837sys芯片及其外围电路实现。结合图5-图10给出了电源管理电路2的多个电压变换部分，其中包括将输入电压转换为5v电压的电路示意图，将5v电压转换为3.3v电压的电路示意图，5v电压模拟电路示意图、模拟3.3v电压电路示意图、模拟-5v电压电路示意图和模拟12v电压电路示意图，其中不同电压值可以供给接口装置中不同模块的需求。

上述接口装置集成有线网络、无线网络，实现各输入输出接口模块的远程功能配置、实时数据采集与传输、实时远程控制与响应，方便统一管理与维护，能够提升接口装置适应性，减少技术人员工作量。

优选地，如图11和图12所示，所述数字量输入输出接口电路3配置有四路数字信号采集通路和四路数字信号输出通路。所述数字量输入输出接口电路3包括四路输入光耦隔离采集电路和四路输出mos电路。如图13和图14所示，所述模拟量采集电路4配置有四路模拟信号采集通路；所述模拟量输出电路5配置有两路模拟信号输出通路。所述模拟量采集电路4配置有用于调节采集量程的调节电阻。其中，在采集量不同时，电阻的设置方式有所不同，如图13所示，当模拟量为电压时焊接电阻r31、r42、r30和r41，当模拟量为电流时电路中焊接电阻r26、r25、r37和r36，当模拟量为差分输入时无需焊接r28、r27、r40和r39。上述电阻焊接后也可以用于调整对应模拟量的量程。所述模拟量输出电路5包括一路0-25ma连续可调电流信号量输出电路和一路0-5v连续可调电压信号量输出电路。

进一步地，由于数字量输入输出接口电路3和所述模拟量采集电路4、所述模拟量输出电路5的上述配置方式，所述接口装置中的所述数字量输出工作模式、模拟量输出工作模式均包括边缘计算模式和远程控制模式：边缘计算模式包括：依据数字量输入中的1至4路数字量采集值，和/或模拟量采集电路中的1至2路模拟量采集值，和/或所述串口通讯电路6获取的数据值，由接口装置自动控制数字量输出的1至4路数字量值，和/或自动控制模拟量输出电路输出的1至2路模拟量值。远程控制模式包括：依靠网口通讯电路7，和/或所述wifi通讯电路8接收上位机11指令，由接口装置依据所述上位机11指令控制数字量输出的1至4路数字量值，和/或控制模拟量输出电路输出的1至2路模拟量值。

优选地，如图15所示，所述串口通讯电路包括rs-485串行数据通讯接口。

优选地，如图16所示，所述网口通讯电路7配置具有定时通讯模式和数值变动通讯模式的网口通讯芯片。所述网口通讯电路包括rj45有线网口接口。如图17所示，所述wifi通讯电路配置具有定时通讯模式和数值变动通讯模式的wifi通讯芯片。所述wifi通讯电路包括esp8266系列wifi模块。

其中，通过上述结构的设定，定时通讯模式包括：设定接口装置0与上位机11的通讯时间间隔，从接口装置0与上位机11完成一次通讯时开始计时，当计时时间达到所述设定通讯时间间隔时，接口装置0读取数字量输入输出接口电路3的各路状态、模拟量采集电路4的各路状态、模拟量输出电路5的各路状态，并将读取的各路状态数据通过网口通讯电路7和wifi通讯电路8发送至上位机11。数值变动通讯模式包括：接口装置0实时读取数字量输入输出接口电路3的各路状态、模拟量采集电路4的各路状态、模拟量输出电路5的各路状态，每当任意一路的状态发生变化时，接口装置0立即将各路状态数据发送至上位机11。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。