基于工业使用的集中控制器的制作方法

1.本实用新型涉及工业应用设备，尤其涉及一种基于工业使用的集中控制器。


背景技术：

2.在恶劣的工业现场环境中，一款工作稳定、功能丰富、能实现远程工业控制的集中控制器便有了特殊优势。集中控制器应满足集成化特征，将需求集中到一个装置上，使工业现场的控制简单明了，同时应满足工业通讯需求，实现远距离操控，极大方便操作人员。而目前现有的控制器一般为单一功能、需现场调控，实用性较差。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于工业使用的集中控制器，兼顾播音与照明功能，低功耗且处理效率高，支持远程网络控制，能满足大多数工业现场需要。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
5.基于工业使用的集中控制器，包括用于处理操作指令的主控模块、用于传送操作指令且与主控模块连接的网络模块、用于接收音频信息且与主控模块连接的输入输出模块，主控模块包括型号为at32f415的主控芯片，网络模块型号为usr-tcp232-t2，输入输出模块集成了分别用于连接音响设备、照明设施的音响接口、照明接口。主控芯片为低功耗快速处理芯片，且处理效率高；网络模块具备网络协议转换，网络数据高速传输；集成了音响接口、照明接口，可接通音响设备和照明设施，增加功能。
6.进一步地，还包括用于将主控模块处理后的音频信息进行功率放大的功放模块，功放模块与主控模块连接，功放模块采用型号为tpa3118的功放芯片。功放芯片具备高效率低功耗的优点，减少集中控制器的功耗。
7.进一步地，主控模块还包括与主控芯片连接的语音芯片、与语音芯片连接的板载tf卡。便于存储语音以进行语音播放。
8.进一步地，网络模块上预留有rj45网口。用于连接上位机。
9.进一步地，网络模块集成了型号为dm9051np的网络编解码芯片，网络编解码芯片与rj45网口连接。支持远程网络控制。
10.进一步地，rj45网口插入网线以连接用于发送操作指令的上位机。
11.进一步地，语音芯片的型号为yx6100-16s。使用方便，稳定可靠。
12.进一步地，语音芯片与主控芯片的pa3、pa1接口连接。
13.进一步地，网络模块与主控芯片的pb15、pa8、pa9、pa10接口连接。
14.进一步地，还包括用于外接电源的电源模块，输入输出模块预留了电源接口用于连接电源模块。
15.本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
16.本技术由低功耗的主控芯片、电源模块和网络数据高速传输的网络模块组成，可实现较低的热功率消耗、快速的信号指令传输、以及稳定的工作性能。
17.与单一功能的控制器相比，本技术可实现音频的播放和照明功能，操作指令可高速传输，功能增加，且整个结构可集成化。
18.与现场调控的控制器相比，本技术设置网络编解码芯片，具备网络协议转换，支持远程网络控制，只需网线即可，极大便利了调试人员，且网络数据高速传输。
19.与市面上集中控制器相比，本技术有较高的功率传输效率，且较低的热损耗，能够满足稳定性的要求。
20.本实用新型集中控制器兼顾播音与照明功能，适用于隧道、厂矿、交通、应急等多种场合。
附图说明
21.图1为本实用新型的电路模块连接图；
22.图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
23.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
24.如图1所示，基于工业使用的集中控制器，包括用于发送操作指令的上位机、用于将操作指令转换成数据指令及将音频信息进行编解码的主控模块、用于传送上位机发出的操作指令且与主控模块连接的网络模块、用于将编解码后的音频信息进行功率放大的功放模块、用于接收放大后的音频信息的输入输出模块、用于外接电源且与输入输出模块连接的电源模块。
25.如图2所示，主控模块包括型号为雅特力at32f415的主控芯片及外围电路、与主控芯片连接的语音芯片、与语音芯片连接的板载tf卡。
26.at32f415集成了在150mhz下工作的高性能arm cortex-m4 32位 risccore。cortex-m4core具有全套dsp指令和内存保护单元(mpu)，可增强应用程序安全。at32f415集成了高速嵌入式存储器(高达256kbytes 的闪存和32kbytes的sram)、增强的i/o和连接到两个apb的外围设备。
27.主控芯片为低功耗快速处理芯片，但可同时兼顾稳定性，进行音频信息编解码时，效率高速度快。
28.语音芯片的型号为yx6100-16s，其是一个提供串口的语音芯片，完美的集成了mp3、wav的硬解码，同时其软件支持工业级别的串口通信协议，以spiflash、u盘作为存储介质，用户可以灵活的选用其中的任何一种设备作为语音的存储介质。通过简单的串口指令即可完成播放指定的语音、以及如何播放语音等功能，无需繁琐的底层操作，使用方便，稳定可靠。
29.主控模块集成了板载tf卡接口，板载tf卡接口与语音芯片的sd cmd、 sd clk、sd dat接口连接。因此只需将储存音频的板载tf卡插入板载tf 卡接口。语音芯片与主控芯片的pa3、pa1接口连接。
30.网络模块为usr-tcp232-t2以太网模块，网络模块集成了型号为联杰国际dm9051np的网络编解码芯片，具备网络协议转换，数据处理快速，同时模块体积小巧等优
点，网络模块上预留有rj45网口，网络编解码芯片与rj45网口连接，网络模块还集成了数据处理芯片，网络模块上预留了spi接口，数据处理芯片与spi接口连接。网络模块与主控芯片的pb15、 pa8、pa9、pa10接口连接，在rj45网口内插入连接上位机的网线，实现上位机与集中控制器的网络通信。
31.功放模块将进行功率放大后的音频信息发送到输入输出模块。功放模块采用型号为tpa3118的功放芯片，其具备高效率低功耗的优点，同时又对功放电路进行优化，使功放模块整体放大效率提高，功耗降低。功放模块与主控芯片的pb14接口连接。功放模块与语音芯片的pinn接口连接。
32.输入输出模块集成了电源接口和音响接口、照明接口，将音响设备与照明设施分别通过音响接口、照明接口连接到输入输出模块上，最后将外接电源一并接入输入输出模块的电源接口，集中控制器的外部配置就已完成。输入输出模块与主控芯片的pa0接口连接。输入输出模块与功放模块的bspr、 bspl接口连接。
33.电源模块对外部输入电压电流进行转换。电源模块为12v稳压电源和 24v稳压电源，其为低热功率损耗、转换功率高效的集成化模块，自带温度传感器，自动检测温度，当温度超过所设定上限时，电源模块会主动停止电源供电以保护集中控制器。电源模块与主控芯片的pa6、pb0、pb1接口连接。输入输出模块与电源模块的正负极接口连接。
34.上位机编辑操作指令，进行音频播放和照明控制，上位机操作的操作指令经网线传输到网络模块，网络模块进行数据协议转换，最后把操作指令传达给主控芯片，进行远程网络控制，主控芯片根据操控指令进行音频播放和 /或照明。
35.上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.基于工业使用的集中控制器，其特征在于，包括用于处理操作指令的主控模块、用于传送操作指令且与主控模块连接的网络模块、用于接收音频信息且与主控模块连接的输入输出模块，主控模块包括型号为at32f415的主控芯片，网络模块型号为usr-tcp232-t2，输入输出模块集成了分别用于连接音响设备、照明设施的音响接口、照明接口。2.根据权利要求1所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，还包括用于将主控模块处理后的音频信息进行功率放大的功放模块，功放模块与主控模块连接，功放模块采用型号为tpa3118的功放芯片。3.根据权利要求1所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，主控模块还包括与主控芯片连接的语音芯片、与语音芯片连接的板载tf卡。4.根据权利要求1所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，网络模块上预留有rj45网口。5.根据权利要求4所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，网络模块集成了型号为dm9051np的网络编解码芯片，网络编解码芯片与rj45网口连接。6.根据权利要求4所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，rj45网口插入网线以连接用于发送操作指令的上位机。7.根据权利要求3所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，语音芯片的型号为yx6100-16s。8.根据权利要求3所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，语音芯片与主控芯片的pa3、pa1接口连接。9.根据权利要求1所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，网络模块与主控芯片的pb15、pa8、pa9、pa10接口连接。10.根据权利要求1所述的基于工业使用的集中控制器，其特征在于，还包括用于外接电源的电源模块，输入输出模块预留了电源接口用于连接电源模块。

技术总结
本实用新型涉及工业应用设备，公开了一种基于工业使用的集中控制器，包括用于处理操作指令的主控模块、用于传送操作指令且与主控模块连接的网络模块、用于接收音频信息且与主控模块连接的输入输出模块，主控模块包括型号为AT32F415的主控芯片，网络模块型号为USR-TCP232-T2，输入输出模块集成了分别用于连接音响设备、照明设施的音响接口、照明接口。本实用新型兼顾播音与照明功能，由低功耗的主控芯片、电源模块和网络数据高速传输的网络模块组成，可实现较低的热功率消耗、快速的信号指令传输、以及稳定的工作性能，能满足大多数工业现场需要。现场需要。现场需要。


技术研发人员：谭代英
受保护的技术使用者：杭州紫宏电子科技有限公司
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2022/5/25