[实用新型]基于嵌入式系统的智能控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于嵌入式系统的智能控制器，更具体的说，尤其涉及一种可实现多种总线形式通信、多种传感器和表计信号采集以及可对多种用电设备控制的基于嵌入式系统的智能控制器。

背景技术

智能控制器指在仪器、设备、装置或系统中为了实现控制而设计的计算机控制单元，它一般是以单片机芯片（MCU）或数字信号处理器（DSP）芯片为核心，依据不同功能要求辅之外围模拟及数字电子电路，并置入相应的计算机软件程序，经电子加工工艺制造而成的核心控制部件。

智能控制器以自动控制理论为基础，集成了自动控制技术、微电子技术、电力电子技术、传感器技术、通信技术等诸多门类技术而形成的高科技产品。智能控制器并非以终端产品的形态工作，而是作为核心部件内置于仪器设备、装置或系统中，在其中扮演神经中枢和大脑的角色，广泛应用于家用电器、电动工具、汽车电子、健康护理产品及智能建筑与家居等终端产品中。

目前的智能控制器一般采用单片机作为控制单元，执行单一的智能控制功能。如智能照明控制器，用于建筑照明灯具的控制；智能路灯控制器，用于区域或城域的路灯系统控制；智能空调控制器，用于空调的控制；智能家居控制器，用于家居中的照明、空调及安防的各种设备的控制。

采用单片机作为微控制器实现的智能控制器，由于受到单片机资源的限制，难于完成复杂的智能控制功能。主要缺点有：

①、处理能力弱，功能单一。如照明控制器只能完成建筑物内的各种灯具的控制，路灯控制器只能完成路灯的回路和单灯控制。空调节能控制器只能完成空调的节能控制。一个智能系统中需要对各种设备进行智能控制，就需要各种类型的智能控制器。系统复杂，设备重复投入。同时，无法实现强大的信息收集和处理能力。

②、通信功能弱。常见的通信方式有RS-485总线、CAN总线、无线通信、电力载波（PLC）、红外等。一般控制器都只有其中的一种或两种通信方式，少数具备WiFi或以太网通信。

③、程序升级困难。单片机一般都不具备远程程序升级功能，一旦需要对控制程序进行升级或修复BUG，都只有到现场用专用的开发工具才能完成。

④、人机界面简单。输入方式一般采用键盘，显示方式一般为LED灯、数码管或点阵式LCD屏。

⑤、操作复杂。每种控制器都有不同的使用操作步骤，难以统一。对使用维护人员要求较高。

智能控制器的核心功能是提高用电设备的效率、精度和智能化。近年来，智能移动终端的快速发展加速了全球物联网产业的发展，原本以 PC 机为终端的互联网时代加入了移动终端，并进一步向物物相连发展。智能家居、智能楼宇、智能社区乃至智慧城市出现发展雏形。

物联网的发展需要大量的分布式的信息收集和处理终端，这样就要求智能控制器除了自身完成的智能控制外，还必须具有强大的信息收集和处理能力，这就是我们开发的基于嵌入式系统的智能控制器，将是现有传统智能控制器产品的升级产品。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于嵌入式系统的智能控制器。

本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，包括嵌入式系统核心板、辅助单片机、开关稳压电源和各种接口电路，嵌入式系统核心板由微处理器及与其相连接的存储器构成；其特征在于：所述各种接口电路为设置于嵌入式系统核心板上的音频接口、红外接口、以太网接口、SD接口、I²C接口、CSI接口、LCD接口、多个USB接口以及多个串口；通过接口电路的扩展，实现嵌入式系统核心板与各种内置或外接设备的连接；音频接口用于连接音频输入、音频输出设备，红外接口用于连接红外发射、红外接收器件；以太网接口连接有实现以太网通信的物理接口芯片，SD接口用于插入TF卡，I²C接口用于连接电容触摸屏，CSI接口用于连接摄像头，LCD接口用于连接液晶显示器；

多个USB接口分别作为USB OTG接口、内置USB接口、连接内置WiFi模块，内置WiFi模块用于实现嵌入式系统核心板的WiFi通信；多个串口模块分别作为485接口电路1、485接口电路2、485接口电路3、调试接口、连接内置Zigbee模块以及与辅助单片机相通信；Zigbee模块用于实现嵌入式系统核心板的Zigbee通信，485接口电路1、485接口电路2、485接口电路3分别作为传感器接口、输出设备接口、表计采集接口。