一种用于机务综合保障的边缘控制器制作方法

技术领域

本发明属于机务保障技术领域，特别适用于一种用于机务综合保障的边缘控制器制作方法。

背景技术

目前，在机库中有多种设备，包括库门、照明、命令指示灯等，当设备发生故障时，主要依赖保障人员被动式的现场问题排查和处理，使得保障人员对设备应急处理效率不高，主要表现在：一是机库内部分设备故障没有明显的声光报警；二是部分设备虽然有报警指示，但是缺少明显的故障类型指示，故障种类繁多，使保障人员对设备故障判断力不足，降低了设备故障恢复的及时性；三是当指挥中心通过安装在机库内的模拟电话呼叫机库内保障人员时，由于机库内的噪音或人员距离电话较远，会出现保障人员无法及时察觉现场有来电。

发明内容

基于以上传统机库综合保障中的情况，本发明提出一种用于机务综合保障的边缘控制器制作方法，通过边缘控制器的信号输入接口采集各个设备的运行状态和故障状态，并结合预设的配置数据信息，生成边缘计算算法，然后通过各输出接口实现多元化的声光报警和语音报警提醒，提高了故障判断时效，让保障人员对机库内设备运行状态有全方位的掌控；同时采集到模拟电话来电信号，实现大功率的声光提醒；控制器还提供RS485接口和以太网接口，方便远程上位机的集成。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种用于机务综合保障的边缘控制器，其包括：

电话信号输入接口，用于接入电话响铃信号；控制模块，用于根据电话信号输入接口和开关量输入模块输入的信号进行计算需要输出语音信号种类或开关量信号；开关量输出模块，用于根据控制模块计算的开关量输出相应的开关量控制信号；语音输出模块，用于根据控制模块计算的语音输出信号通过语音模块播放出来；开关量输入模块，用于开关量信号的输入；

进一步的，LED显示电路，分别包括电源指示灯、运行指示灯、RS485通讯指示灯、开关量输入指示灯和开关量输出指示灯；

进一步的，以太网模块，用于接收通过以太网信号传输的配置数据和远程上位机通讯；

进一步的，RS485模块，用于和上位机进行通讯；

当然，本发明还公开了一种用于机务综合保障的边缘控制器的控制方法，所述方法如下：

以太网模块，接收远程传输来的配置数据；

控制模块通过以太网模块接收的配置数据，生成边缘计算算法，根据电话信号输入接口采集电话输入信号和开关量输入模块输入的数据进行边缘计算，并通过开关量输出模块和语音输出模块实现语音和开关量信号的输出控制；

通过LED显示电路，将运行状态通过电源指示灯、运行指示灯、RS485通讯指示灯、开关量输入指示灯和开关量输出指示灯来实现本地显示功能；

再通过RS485模块⑨和以太网模块⑧，将运行参数实时传输给上位机，提供了上位机通过RS485总线和以太网两种方式的远程监控接口。

有益效果：通过用于机务综合保障的边缘控制器，通过对多种采集和控制接口融合，解决机务综合保障中对设备状态的智能监控，并通过语音和声光报警等方式实现报警分类和准确的具体警报功能，有效节省了保障人员对故障判断的时间，提高了机务机务保障的工作效率；同时提供了RS485和以太网通讯接口，极大的方便了机务综合保障调度系统的数据集成。

附图说明

图1是本发明实施例的一种边缘控制器系统框图；

图2是本发明实施例的供电电路的原理图；

图3是本发明实施例的控制模块的CPU原理图；

图4是本发明实施例的RS485模块原理图；

图5是本发明实施例的语音输出模块的原理图；

图6是本发明实施例的以太网模块的原理图；

图7是本发明实施例的开关量输入模块；

图8是本发明实施例的开关量输出模块；

图9是本发明实施例LED显示模块；

图10是本发明实施例的一种边缘控制器方法流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步详细说明。

如图1所示：包括供电电路①用于给控制模块提供电能。控制模块②，用于根据电话信号输入接口③和开关量输入模块⑥输入的数据计算输出语音信号或开关量信号；电话信号输入接口③，用于接入电话响铃信号；开关量输出模块④，用于根据控制模块②计算的开关量输出相应的开关量控制信号；语音输出模块⑤，用于根据控制模块②计算的语音输出信号通过语音模块播放出来。开关量输入模块⑥，用于开关量信号的输入；LED显示电路⑦，LED显示电路分别包括电源指示灯、运行指示灯、RS485通讯指示灯、开关量输入指示灯和开关量输出指示灯；以太网模块⑧，用于接收通过以太网信号传输的配置数据和远程上位机通讯；RS485模块⑨，用于和上位机进行通讯。

功能模块说明:

如图2所示，供电电路①：

直流24V输入，经过隔离电源输出+5V电压，经过ASM117输出+3.3V，再经过隔离电源模块0524输出+24V电源。其中+5V供语音输出模块，LED显示模块和开关量输出模块。+3.3V供控制模块、RS485模块、以太网模块开关量输入模块，电话输入模块。+24V供开关量输入模块。

如图3示，控制模块③：

包括CPU在内，在本发明的实施例中，CPU选用ST公司的STM32F103RC,该芯片为ARMCORTEX-M3架构，主频可达72z,内部存储空间512K,STM32F103RC有64脚最多可配置4个UART串口，有两路12位ADC，和一路10位的DAC，12位ADC可提供1/4096的采样精度，12位的DAC可以1/1024的输出精度，换算成0-10V电压，可以达到1％V，该精度的输出能满足绝大多数应用的需求。

如图4，RS485模块⑨：

RS485模块使用的金升阳公司的TD301D485H,两端隔离、隔离电压2.5,速率最大200Kbps。内置隔离电源，同一网络可支持32个节点。

如图5，语音输出模块⑤：

在本发明的实施例中，使用的语音输出芯片为JQ8400，可根据串口发送指令播放对应语音。

如图6，以太网模块⑧：

使用的是W5500 SPI转以太网芯片，该芯片内置TCP/IP协议栈，10/100M自适应。可满足本设计需求

如图7，开关量输入模块⑥：

在本发明的实施例中，采用PC354光耦合隔离开关芯片，采集开关量信号。PC354输出接入CPU，GPIO口。开关量输入断开时，对应GPIO为高电平，开关量输入接通时，对应GPIO为低电平。

如图8，开关量输出模块④：

在本发明的实施例中，采用ULN2003驱动继电器HF46F/5输出开关量，CPU高电平时继电器输出开关量信号，CPU低电平时继电器不输出开关量信号。

如图8，LED显示模块④：

在本发明的实施例中，电源指示灯直接电源驱动。运行指示灯和RS485通讯指示灯CPU管脚直接驱动，CPU低电平时LED点亮，高电平时LED熄灭。开关量输入和开关量输出指示灯，通过74HC595串行输入转并行输出方式实现，这个方式可节约CPU的管脚。

如图10所示，本发明还公开了一种用于机务综合保障的边缘控制器的控制方法，包括以下步骤：

(1)以太网模块接收远程传输来的配置数据；

(2)控制模块通过以太网模块接收的配置数据，生成边缘计算算法，根据电话信号输入接口采集电话输入信号和开关量输入模块输入的数据进行边缘计算，并通过开关量输出模块和语音输出模块实现语音和开关量信号的输出控制；

(3)通过LED显示电路，将运行状态通过电源指示灯、运行指示灯、RS485通讯指示灯、开关量输入指示灯和开关量输出指示灯来实现本地显示功能；

(4)再通过RS485模块和以太网模块，将运行参数实时传输给上位机，提供了上位机通过RS485总线和以太网TCP两种方式的远程监控接口，实现机务综合保障调度系统的数据集成。

本发明通过对多种采集和控制接口融合，解决机务综合保障中对设备状态的智能监控，并通过语音和声光报警等方式实现报警分类和准确的具体警报功能，有效节省了保障人员对故障判断的时间，提高了机务保障的工作效率，同时也提供了远程监控接口，极大方便了机务保障指挥调度系统实现机库内设备监控的集成。

以上所揭露的为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。