[发明专利]云控制系统

说明书

技术领域

本发明属于控制系统技术领域，具体涉及一种云管理工业自动控制系统。

背景技术

当前，工业自动化控制技术发展如火如荼，日新月异，经过几十年的发展，我国产生了大量的自动化设备生产商，大批的制造企业采用了全自动生产线，包括机器人等，有些技术甚至已经处于国际领先水平。但是，和发达国家相比，我国的工业自动化控制平均水平依然薄弱，主要体现在各行业分布不均衡、专利和原创技术较少，山寨抄袭、同质化较严重，用户体验差。

拿智慧水务来说，我国有着广阔江河湖海，遍布大江南北的水利工程，密布的城市供水管网，在自然灾害预警、科学灌溉、农业气象预报、管网控制等方面，需要大量的传感器和控制器，但我国信息化管理水平远远落后，无法大量提供适合的设备，普遍存在依靠肉眼、历史经验来推测控制，造成控制偏差大、效率低下。

具体缺点如下：一、现有控制系统大多不能接入互联网实现远程与本地的协调控制，不能实现大范围系统性管理控制；二、控制方式单一，自动化水平低；三、控制器对传感器种类兼容性差，部分设备出于商业目的，不公开接口和通信协议；四、控制链路安全性差，容易遭到非法入侵破坏；五、因信号线通信质量限制，控制距离近、范围小，需部署大量的控制才能解决集群控制问题。

发明内容

为解决现有技术存在的技术问题，本发明以4G、LoRa无线和有线以太网为基础，以本地服务器和云控制器接口单元为控制后台，多层加密认证的安全通道为通信链路，适用于江河湖海、供水、排水、污水处理厂、灌溉等系统的检测和控制，适用于多个检测项目，可广泛应用于云管理工业的自动控制系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：云控制系统，包括云控制器接口单元，云控制器接口单元包括多个信号输入通道和信号输出通道，信号输入通道包括云控制器和传感器，云控制器的信号输入端与传感器连接，云控制器的信号输出端与云控制器接口单元连接，多个云控制器与LoRa传感设备连接，多个云控制器还与本地服务器连接，信号输出通道包括路由器、以太网模块和多个管理员模块，云控制器接口单元的信号输出端与路由器连接，路由器与多个管理员模块连接。

多个传感器将信号传输给对应的云控制器，多个云控制器对信号处理后传输给云控制器接口单元，云控制器接口单元对信号处理后，通过路由器和以太网输送给对应的管理员模块。云控制器还与LoRa传感设备和本地服务器连接，以实现多种控制模式。

云控制器接口单元包括包括PCB板和安装在PCB板上的处理器，PCB板上装有LoRa收发器，LoRa收发器通过SPI总线与处理器连接，LoRa收发器上连有射频天线，LoRa收发器与LoRa节点之间通过无线信号进行数据传输，LoRa节点通过无线将信号传输给LoRa收发器，LoRa收发器将信号传输给处理器进行处理，采用低功耗、远距离的LoRa通信技术，实现远距离大范围的采集控制。

PCB板上装有多个六路模拟输入模块，多个六路模拟输入模块与处理器连接，六路模拟输入模块与处理器进行信号传输，集成modbus、T188常用协议，对于未包含在内的通信协议，可根据实际需要通过云平台进行远程动态安装。

PCB板上装有指示灯，指示灯与处理器连接，指示灯用于指示处理器的运行状态，可以直观地显示整个系统的运行稳定性。

PCB板上装有RS232接口，RS232接口与处理器连接,RS232为一种串行物理接口，此种接口应用范围广泛、价格便宜、编程容易，通信速度快，保证了数据的正常传输。

PCB板上装有I2C接口，I2C接口与处理器连接,I2C接口用于连接I2C总线，I2C总线是两线式串行总线，接口线少，控制方式简单，器件封装迅速，通信速率高。

PCB板上装有实时通信模块，实时通信模块与处理器连接，实时通信模块可以将处理器的数据传输出去。

PCB板上装有RS485接口，RS485接口通过UART总线与处理器连接，RS485接口接入的是半双工网络，一般为两线制，多采用屏蔽双绞线传输，接线方式为拓扑结构，在低速、短距离、无干扰的场合可采用普通双绞线，在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配的专用线缆。

PCB板上装有PWM接口，PWM接口与处理器连接，PWM接口是脉冲宽度调制接口，是通过控制总线来实现的模拟控制方式。

PCB板上装置电源模块，电源模块与处理器连接，电源模块为一节3000mAh高能电池，可连续使用5-10年，解决了野外传感器供电的难题。