一种楼控系统的通用控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及控制器的技术领域，更具体地，涉及一种楼控系统的通用控制装置。


背景技术：

2.bacnet协议是为了解决早期楼宇自控系统中各个厂商生产的直接数字控制器不兼容问题，由美国采暖、制冷和空调工程师协会ashrae在1995年所发布的世界第一个开放性的楼宇自控网络标准，可以将符合bacnet标准的不同厂商的控制设备集成在统一的系统中，bacnet专用控制器把控制设备连接到bacnet楼控系统后，通过读取系统的设备对象的当前值属性即可获取控制设备的状态，因此具有非常广泛的应用。目前，一些简单的模拟量计量设备如传感器、数字量控制设备如电动阀门等，它们都只有简单的计量或执行功能，没有逻辑控制功能，因此在楼宇控制中，如图1所示，每个被控设备想要接入bacnet系统，需要增加额外的bacnet控制设备，大大增加了设备数量和设备安装的成本。
3.2015年7月22日公开的中国专利cn104793507a中提供了一种楼宇智能自控系统ddc及自控方法。楼宇智能自控系统ddc，包括信息采集单元、信息通信单元、信息处理控制单元、信息反馈单元和信息显示单元，该系统利用嵌入式和物联网技术实现了楼宇自控系统中各子系统的ddc的功能，且可有线或无线方式连接上层平台或现场节点，该方法虽然避免了楼宇自控系统中各子系统协议繁多且不统一问题，统一和简化了楼宇自控系统，但是每个子系统都需设置一个楼宇智能自控系统ddc，大大增加了设备数量和设备安装的成本。


技术实现要素：

4.本实用新型为克服不能识别bacnet报文的被控设备接入bacnet系统时，需要增加额外的bacnet控制设备的缺陷，提供一种楼控系统的通用控制装置，该装置通用性高，可以将多个不能识别bacnet报文的被控设备接入bacnet系统，无需增加bacnet可编程控制器及控制柜等转接设备，减少了安装成本和调试时间。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
6.本实用新型提供一种楼控系统的通用控制装置，所述装置包括电源转换模块、信号采集模块、信号输出模块、以太网通讯模块和主控模块；
7.所述信号采集模块的输入端与外部输出设备连接，信号采集模块的输出端与主控模块的信号输入端连接；
8.所述信号输出模块的输入端与主控模块的信号输出端连接，信号输出模块的输出端与外部输入设备连接；
9.所述以太网通讯模块的一端与外部bacnet网络连接，以太网通讯模块的另一端与的主控模块连接；
10.所述电源转换模块为信号采集模块、信号输出模块、以太网通讯模块和主控模块供电。
11.优选地，所述信号采集模块包括模拟信号采集模块和数字信号采集模块；所述信号输出模块包括模拟信号输出模块和数字信号输出模块；
12.所述模拟信号采集模块的输入端与外部模拟输出设备连接，模拟信号采集模块的输出端与主控模块的模拟量输入端连接；
13.所述数字信号采集模块的输入端与外部数字输出设备连接，数字信号采集模块的输出端与主控模块的数字量输入端连接；
14.所述模拟信号输出模块的输入端与主控模块的模拟量输出端连接，模拟信号输出模块的输出端与外部模拟输入设备连接；
15.所述数字信号输出模块的输入端与主控模块的数字量输出端连接，数字信号输出模块的输出端与外部数字输入设备连接。
16.优选地，所述以太网通信模块设有rj45接口，以太网通信模块通过rj45接口与外部bacnet网络连接。
17.优选地，所述电源转换模块包括开关s1、熔断器f1、电容c1、电解电容c2、转换单元u1、电解电容c3和电容c4；
18.所述开关s1的一端与外部直流电源正极连接，开关s1的另一端与电容c1的一端连接，电容c1的另一端与熔断器f1的一端连接，熔断器f1的另一端与外部直流电源负极连接；电容c1的一端为5v直流电压输出端，电容c1的另一端还接地；
19.所述电解电容c2的正极与电容c1的一端连接，电解电容c2的负极与电容c1的另一端连接；
20.所述转换单元u1的1脚与电解电容c2的正极连接，转换单元u1的2脚与电解电容c2的负极连接，转换单元u1的3脚、4脚均与电解电容c3的正极连接，电解电容c3的负极接地；
21.所述电容c4的一端与电解电容c3的正极连接，电容c4的另一端与电解电容c3的负极连接；电容c4的一端为3.3v直流电压输出端。
22.所述电源转换电路的作用是将外部直流电源输入的直流电转换为5v和3.3v的直流电，供给系统中的其他模块使用。
23.优选地，所述模拟信号采集模块包括电阻r1、电阻r2和熔断器f2；
24.所述电阻r2的一端接地，电阻r2的另一端与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与熔断器f2的一端连接，熔断器f2的另一端与外部模拟输出设备连接；
25.所述电阻r1的一端还与主控模块的模拟量输入端连接。
26.所述模拟信号采集模块用于接收外部模拟输出设备输出的0v～5v模拟信号，并将接收到的电平信号传输至主控模块。
27.优选地，所述模拟信号输出模块设有二极管d1；
28.所述二极管d1的正极与主控模块的模拟量输出端连接，二极管d1的负极与外部模拟输入设备连接。
29.所述模拟信号输出模块用于将主控模块输出的0～3.3v模拟信号传输至外部模拟输入设备。
30.优选地，所述数字信号采集模块包括电阻r3，转换单元u2和电阻r4；
31.所述电阻r3的一端与外部数字输出设备连接，电阻r3的另一端与转换单元u2的1脚连接，转换单元u2的2脚与外部数字输出设备连接，转换单元u2的3脚与主控模块的数字
量输入端连接，转换单元u2的4脚接地；
32.所述转换单元u2的3脚还与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与电源转换模块的3.3v直流电压输出端连接。
33.所述数字信号采集模块用于接收外部数字输出设备输出的0v/5v电平信号，并将接收到的电平信号传输至主控模块。
34.优选地，所述数字信号输出模块包括电阻r5、电阻r6、二极管d2、三极管q1、转换单元u3、熔断器f3和电阻r7；
35.所述电阻r5的一端与主控模的数字量输出端连接，电阻r5的另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端接地；
36.所述三极管q1的基极与电阻r6的一端连接，三极管q1的集电极与转换单元u3的2脚连接，三极管q1的发射极与电阻r6的另一端连接；
37.所述二极管d2的正极与三极管q1的集电极连接，二极管d2的负极与电源转换模块的5v直流电压输出端连接；
38.所述转换单元u3的1脚与电源转换模块的5v直流电压输出端连接，转换单元u3的3脚与熔断器f3的一端连接，熔断器f3的另一端与电阻r7的一端连接，电阻r7的另一端与外部数字输入设备连接，转换单元u3的4脚也与外部数字输入设备连接。
39.所述数字信号输出模块用于将主控模块输出的0v/5v电平信号传输至外部数字输入设备。
40.优选地，所述以太网通讯模块包括电容c5，电容c6、晶体谐振器x1、电阻r8、以太网转换芯片u4和网络隔离器u5；
41.所述以太网转换芯片u4的1脚、2脚、3脚、4脚均与主控模块连接；
42.所述以太网转换芯片u4的5脚与电阻r8的一端连接，以太网转换芯片u4的6脚与电阻r8的另一端连接；
43.所述晶体谐振器x1的一端与电阻r8的一端连接，晶体谐振器x1的另一端与电阻r8的另一端连接；
44.所述电容c5的一端与晶体谐振器x1的一端连接，电容c5的另一端与电容c6的一端连接，电容c6的另一端与晶体谐振器x1的另一端连接；
45.电容c5的另一端和电容c6的一端连接后共同接地；
46.所述以太网转换芯片u4的7脚与网络隔离器u5的1脚连接，以太网转换芯片u4的8脚与网络隔离器u5的2脚连接，以太网转换芯片u4的9脚与网络隔离器u5的3脚连接，以太网转换芯片u4的10脚与网络隔离器u5的4脚连接，以太网转换芯片u4的11脚与网络隔离器u5的5脚连接，以太网转换芯片u4的12脚与网络隔离器u5的6脚连接，以太网转换芯片u4的13脚与网络隔离器u5的7脚连接；网络隔离器u5的8脚、9脚与外部bacnet网络连接。
47.所述以太网通讯模块的作用是接收楼控bacnet系统发送的bacnet报文，发送至主控模块进行处理，或将主控模块产生的报文发送到楼控bacnet系统。
48.优选地，所述主控模块包括单片机u6、电阻r9、开关s2、电容c7、二极管d3、电容c8、电容c9、电容c10、电阻r10和晶体谐振器x2；
49.所述单片机u6的1脚与二极管d3的负极连接，二极管d3的正极与电容c7的一端连接，电容c7的另一端与电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端与电源转换模块的3.3v直流电
压输出端连接；二极管d3的正极还与开关s2的一端连接，开关s2的另一端与电阻r9的一端连接；二极管d3的正极还接地；
50.所述单片机u6的2脚与电容c7的另一端连接；
51.所述单片机u6的3脚为主控模块的模拟量输入端，单片机u6的4脚为主控模块的模拟量输出端，单片机u6的5脚为主控模块的数字量输入端，单片机u6的6脚为主控模块的数字量输出端；
52.所述单片机u6的7脚与电容c8的一端连接，电容c8的另一端与单片机u6的8脚连接；单片机u6的7脚还与电源转换模块的3.3v直流电压输出端连接；
53.所述单片机u6的9脚与以太网通讯模块的以太网转换芯片u4的1脚连接，单片机u6的10脚与以太网通讯模块的以太网转换芯片u4的2脚连接，单片机u6的11脚与以太网通讯模块的以太网转换芯片u4的3脚连接，单片机u6的12脚与以太网通讯模块的以太网转换芯片u4的4脚连接；
54.所述单片机u6的13脚与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端与单片机u6的14脚连接；
55.所述晶体谐振器x2的一端与电阻r10的一端连接，晶体谐振器x2的另一端与电阻r10的另一端连接；
56.所述电容c9的一端与晶体谐振器x2的一端连接，电容c9的另一端与电容c10的一端连接，电容c10的另一端与晶体谐振器x2的另一端连接；
57.电容c9的另一端和电容c10的一端均接地。
58.所述主控模块具备下载执行逻辑程序、转换输出信号、读取电信号参数并转换为bacnet对象的功能，支持创建多个设备对象，负责处理bacnet报文和获取/设置所连接设备的当前值。
59.与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：
60.本实用新型利用主控模块通过以太网通讯模块接入楼控bacnet系统，实现与楼控bacnet系统的bacnet报文交互；主控模块通过信号采集模块、信号输出模块与外部的被控设备连接，将接收到的bacnet报文转换为外部的被控设备可识别的信号发送至外部的被控设备，或将外部的被控设备输入的信号转换为bacnet报文发送至楼控bacnet系统。本装置通过模块间的协同配合，使外部接入的被控设备不仅具备执行功能，还具备逻辑控制功能，并且本装置可以连接多个不能识别bacnet报文的外部设备，通用性高；无需增加bacnet可编程控制器和控制柜等转接设备，大大减少了安装成本和调试时间。
附图说明
61.图1为现有技术中外部设备与楼控bacnet系统的连接示意图；
62.图2为实施例1所述的一种楼控系统的通用控制装置的示意图；
63.图3为实施例2所述的一种楼控系统的通用控制装置的示意图；
64.图4为实施例2所述的电源转换模块的电路图；
65.图5为实施例2所述的模拟信号采集模块的电路图；
66.图6为实施例2所述的模拟信号输出模块的电路图；
67.图7为实施例2所述的数字信号采集模块的电路图；
68.图8为实施例2所述的数字信号输出模块的电路图；
69.图9为实施例2所述的以太网通讯模块的电路图；
70.图10为实施例2所述的主控模块的电路图。
具体实施方式
71.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
72.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
73.对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
74.下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
75.实施例1
76.本实施例提供一种楼控系统的通用控制装置，如图2所示，所述装置包括电源转换模块、信号采集模块、信号输出模块、以太网通讯模块和主控模块；
77.所述信号采集模块的输入端与外部输出设备连接，信号采集模块的输出端与主控模块的信号输入端连接；
78.所述信号输出模块的输入端与主控模块的信号输出端连接，信号输出模块的输出端与外部输入设备连接；
79.所述以太网通讯模块的一端与外部bacnet网络连接，以太网通讯模块的另一端与的主控模块连接；所述以太网通讯模块的作用是接收楼控bacnet系统发送的bacnet报文，发送至主控模块进行处理，或将主控模块产生的报文发送到楼控bacnet系统；
80.所述电源转换模块的作用是将外部直流电源输入的直流电转换为5v和3.3v的直流电，为信号采集模块、信号输出模块、以太网通讯模块和主控模块供电。
81.实施例2
82.本实施例提供一种楼控系统的通用控制装置，所述装置包括电源转换模块、信号采集模块、信号输出模块、以太网通讯模块和主控模块；
83.所述信号采集模块的输入端与外部输出设备连接，信号采集模块的输出端与主控模块的信号输入端连接；
84.所述信号输出模块的输入端与主控模块的信号输出端连接，信号输出模块的输出端与外部输入设备连接；
85.所述以太网通讯模块的一端与外部bacnet网络连接，以太网通讯模块的另一端与的主控模块连接；
86.所述电源转换模块为信号采集模块、信号输出模块、以太网通讯模块和主控模块供电。
87.如图3所示，所述信号采集模块包括模拟信号采集模块和数字信号采集模块；所述信号输出模块包括模拟信号输出模块和数字信号输出模块；
88.所述模拟信号采集模块的输入端与外部模拟输出设备连接，模拟信号采集模块的输出端与主控模块的模拟量输入端连接；所述模拟信号采集模块用于接收外部模拟输出设备输出的0v～5v模拟信号，并将接收到的电平信号传输至主控模块；
89.所述模拟信号输出模块的输入端与主控模块的模拟量输出端连接，模拟信号输出模块的输出端与外部模拟输入设备连接；所述模拟信号输出模块用于将主控模块输出的0～3.3v模拟信号传输至外部模拟输入设备；
90.所述数字信号采集模块的输入端与外部数字输出设备连接，数字信号采集模块的输出端与主控模块的数字量输入端连接；所述数字信号采集模块用于接收外部数字输出设备输出的0v/5v电平信号，并将接收到的电平信号传输至主控模块；
91.所述数字信号输出模块的输入端与主控模块的数字量输出端连接，数字信号输出模块的输出端与外部数字输入设备连接；所述数字信号输出模块用于将主控模块输出的0v/5v电平信号传输至外部数字输入设备。
92.所述以太网通信模块设有rj45接口，以太网通信模块通过rj45接口与外部bacnet网络连接。
93.如图4所示，所述电源转换模块包括开关s1、熔断器f1、电容c1、电解电容c2、转换单元u1、电解电容c3和电容c4；
94.所述开关s1的一端与外部直流电源正极连接，开关s1的另一端与电容c1的一端连接，电容c1的另一端与熔断器f1的一端连接，熔断器f1的另一端与外部直流电源负极连接；电容c1的一端为5v直流电压输出端，电容c1的另一端还接地；
95.所述电解电容c2的正极与电容c1的一端连接，电解电容c2的负极与电容c1的另一端连接；
96.所述转换单元u1的1脚与电解电容c2的正极连接，转换单元u1的2脚与电解电容c2的负极连接，转换单元u1的3脚、4脚均与电解电容c3的正极连接，电解电容c3的负极接地；
97.所述电容c4的一端与电解电容c3的正极连接，电容c4的另一端与电解电容c3的负极连接；电容c4的一端为3.3v直流电压输出端。
98.所述电源转换电路的作用是将外部直流电源输入的直流电转换为5v和3.3v的直流电，供给系统中的其他模块使用；
99.如图5所示，所述模拟信号采集模块包括电阻r1、电阻r2和熔断器f2；
100.所述电阻r2的一端接地，电阻r2的另一端与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与熔断器f2的一端连接，熔断器f2的另一端与外部模拟输出设备连接；
101.所述电阻r1的一端还与主控模块的模拟量输入端连接。
102.所述模拟信号采集模块用于接收外部模拟输出设备输出的0v～5v模拟信号，并将接收到的电平信号传输至主控模块。
103.如图6所示，所述模拟信号输出模块设有二极管d1；
104.所述二极管d1的正极与主控模块的模拟量输出端连接，二极管d1的负极与外部模拟输入设备连接。
105.所述模拟信号输出模块用于将主控模块输出的0～3.3v模拟信号传输至外部模拟输入设备。
106.如图7所示，所述数字信号采集模块包括电阻r3，转换单元u2和电阻r4；
107.所述电阻r3的一端与外部数字输出设备连接，电阻r3的另一端与转换单元u2的1脚连接，转换单元u2的2脚与外部数字输出设备连接，转换单元u2的3脚与主控模块的数字量输入端连接，转换单元u2的4脚接地；
108.所述转换单元u2的3脚还与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与电源转换模块的3.3v直流电压输出端连接。
109.所述数字信号采集模块用于接收外部数字输出设备输出的0v/5v电平信号，并将接收到的电平信号传输至主控模块。
110.如图8所示，所述数字信号输出模块包括电阻r5、电阻r6、二极管d2、三极管q1、转换单元u3、熔断器f3和电阻r7；
111.所述电阻r5的一端与主控模的数字量输出端连接，电阻r5的另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端接地；
112.所述三极管q1的基极与电阻r6的一端连接，三极管q1的集电极与转换单元u3的2脚连接，三极管q1的发射极与电阻r6的另一端连接；
113.所述二极管d2的正极与三极管q1的集电极连接，二极管d2的负极与电源转换模块的5v直流电压输出端连接；
114.所述转换单元u3的1脚与电源转换模块的5v直流电压输出端连接，转换单元u3的3脚与熔断器f3的一端连接，熔断器f3的另一端与电阻r7的一端连接，电阻r7的另一端与外部数字输入设备连接，转换单元u3的4脚也与外部数字输入设备连接。
115.所述数字信号输出模块用于将主控模块输出的0v/5v电平信号传输至外部数字输入设备。
116.如图9所示，所述以太网通讯模块包括电容c5，电容c6、晶体谐振器x1、电阻r8、以太网转换芯片u4和网络隔离器u5；
117.所述以太网转换芯片u4的1脚、2脚、3脚、4脚均与主控模块连接；
118.所述以太网转换芯片u4的5脚与电阻r8的一端连接，以太网转换芯片u4的6脚与电阻r8的另一端连接；
119.所述晶体谐振器x1的一端与电阻r8的一端连接，晶体谐振器x1的另一端与电阻r8的另一端连接；
120.所述电容c5的一端与晶体谐振器x1的一端连接，电容c5的另一端与电容c6的一端连接，电容c6的另一端与晶体谐振器x1的另一端连接；
121.电容c5的另一端和电容c6的一端均接地；
122.所述以太网转换芯片u4的7脚与网络隔离器u5的1脚连接，以太网转换芯片u4的8脚与网络隔离器u5的2脚连接，以太网转换芯片u4的9脚与网络隔离器u5的3脚连接，以太网转换芯片u4的10脚与网络隔离器u5的4脚连接，以太网转换芯片u4的11脚与网络隔离器u5的5脚连接，以太网转换芯片u4的12脚与网络隔离器u5的6脚连接，以太网转换芯片u4的13脚与网络隔离器u5的7脚连接；网络隔离器u5的8脚、9脚与外部bacnet网连接。
123.所述以太网通讯模块的作用是接收楼控bacnet系统发送的bacnet报文，发送至主控模块进行处理，或将主控模块产生的报文发送到楼控bacnet系统。
124.如图10所示，所述主控模块包括单片机u6、电阻r9、开关s2、电容c7、二极管d3、电容c8、电容c9、电容c10、电阻r10和晶体谐振器x2；
125.所述单片机u6的1脚与二极管d3的负极连接，二极管d3的正极与电容c7的一端连接，电容c7的另一端与电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端与电源转换模块的3.3v直流电压输出端连接；二极管d3的正极还与开关s2的一端连接，开关s2的另一端与电阻r9的一端
连接；二极管d3的正极还接地；
126.所述单片机u6的2脚与电容c7的另一端连接；
127.所述单片机u6的3脚为主控模块的模拟量输入端，单片机u6的4脚为主控模块的模拟量输出端，单片机u6的5脚为主控模块的数字量输入端，单片机u6的6脚为主控模块的数字量输出端；
128.所述单片机u6的7脚与电容c8的一端连接，电容c8的另一端与单片机u6的8脚连接；单片机u6的7脚还与电源转换模块的3.3v直流电压输出端连接；
129.所述单片机u6的9脚与以太网通讯模块的以太网转换芯片u4的1脚连接，单片机u6的10脚与以太网通讯模块的以太网转换芯片u4的2脚连接，单片机u6的11脚与以太网通讯模块的以太网转换芯片u4的3脚连接，单片机u6的12脚与以太网通讯模块的以太网转换芯片u4的4脚连接；
130.所述单片机u6的13脚与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端与单片机u6的14脚连接；
131.所述晶体谐振器x2的一端与电阻r10的一端连接，晶体谐振器x2的另一端与电阻r10的另一端连接；
132.所述电容c9的一端与晶体谐振器x2的一端连接，电容c9的另一端与电容c10的一端连接，电容c10的另一端与晶体谐振器x2的另一端连接；
133.电容c9的另一端和电容c10的一端均接地。
134.所述主控模块具备下载执行逻辑程序、转换输出信号、读取电信号参数并转换为bacnet对象的功能，支持创建多个设备对象，负责处理bacnet报文和获取/设置所连接设备的当前值。
135.所述单片机u6为32位arm芯片。
136.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。