本發明涉及物聯網通信技術領域，更具體地說，涉及一種控制器及控制系統。

背景技術：

隨著科學技術的不斷發展，物聯網已成為新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發展階段。

其中，物聯網的定義為物物相連的互聯網，也就是說，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡，并將用戶端延伸和擴展至任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。

在物聯網通信系統中，現有技術采用PLC可編程邏輯控制器，該PLC可編程邏輯控制器是一種采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，該PLC可編程邏輯控制器包括：電源、中央處理單元CPU、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊及通信模塊，為了進一步提高PLC可編程邏輯控制器的可靠性，對于有些PLC可編程邏輯控制器需采用雙中央處理單元CPU，或三中央處理單元CPU的系統。

但是，PLC可編程邏輯控制器的制作成本會很高，且PLC可編程邏輯控制器針對不同的產品采用的是不同的PLC編程語言，會有一定的局限性，且PLC可編程邏輯控制器只具備有線控制功能。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供了一種控制器及控制系統，該控制器同時實現了被遠程無線控制和有線控制的兩種控制方式，且結構簡單，成本低，該控制系統包括該控制器，具有結構簡單，操作方便的特點。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種控制器，所述控制器包括：無線通信模塊、有線通信模塊、單片機、第一輸出模塊及第二輸出模塊；

其中，所述無線通信模塊通過無線通信接收第一控制指令，所述單片機依據所述第一控制指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊進行工作；

所述有線通信模塊通過有線通信接收第二控制指令，所述單片機依據所述第二控制指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊進行工作。

優選的，在上述控制器中，所述無線通信模塊為：Zigbee無線通信模塊。

優選的，在上述控制器中，所述有線通信模塊為：RS485有線通信模塊。

優選的，在上述控制器中，所述控制器還包括：

整流濾波電源模塊；

其中，所述整流濾波電源模塊用于對接入所述控制器的交流電進行整流濾波處理，為所述控制器提供電源。

優選的，在上述控制器中，所述控制器還包括：

輸出限流保護模塊；

其中，所述輸出限流保護模塊與所述第一輸出模塊的輸出端口及所述第二輸出模塊的輸出端口連接，用于當所述第一輸出模塊的輸出電流或所述第二輸出模塊的輸出電流大于設定電流時，所述輸出限流保護模塊向所述單片機發送第一信號指令，所述單片機依據所述第一信號指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊停止工作。

優選的，在上述控制器中，所述控制器還包括：

輸出過壓保護模塊；

其中，所述輸出過壓保護模塊與所述第一輸出模塊的輸出端口及所述第二輸出模塊的輸出端口連接，用于當所述第一輸出模塊的輸出電壓或所述第二輸出模塊的輸出電壓大于設定電壓時，所述輸出過壓保護模塊向所述單片機發送第二信號指令，所述單片機依據所述第二信號指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊停止工作。

優選的，在上述控制器中，所述控制器還包括：

輸出短路保護模塊；

其中，所述輸出短路保護模塊與所述第一輸出模塊的輸出端口及所述第二輸出模塊的輸出端口連接，用于當所述第一輸出模塊的輸出端口或所述第二輸出模塊的輸出端口發生短路時，所述輸出短路保護模塊向所述單片機發送第三信號指令，所述單片機依據所述第三信號指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊停止工作。

優選的，在上述控制器中，所述第一輸出模塊為：四路交流輸出模塊，且所述第一輸出模塊的最大輸出電流為10A；

所述第二輸出模塊為：四路交流輸出模塊，且所述第二輸出模塊的最大輸出電流為5A。

本發明還提供了一種控制系統，所述控制系統包括：云系統及控制器；

所述云系統通過無線通信及有線通信與所述控制器連接；

所述云系統通過所述無線通信或所述有線通信發送控制指令至所述控制器，所述控制器依據所述控制指令進行工作；

其中，所述控制器為上述任一項所述的控制器。

通過上述描述可知，本發明提供的一種控制器及控制系統，該控制器包括：無線通信模塊、有線通信模塊、單片機、第一輸出模塊及第二輸出模塊；其中，所述無線通信模塊通過無線通信接收第一控制指令，所述單片機依據所述第一控制指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊進行工作；所述有線通信模塊通過有線通信接收第二控制指令，所述單片機依據所述第二控制指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊進行工作。

與現有技術中的PLC可編程邏輯控制器相比較，本發明提供的控制器通過設置無線通信模塊及有線通信模塊，同時實現了對所述控制器的遠程無線控制和有線控制，且結構簡單，成本低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種控制器的結構框架示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種控制系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

根據背景技術可知，PLC可編程邏輯控制器包括：電源、中央處理單元CPU、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊及通信模塊。

其中，PLC可編程邏輯控制器中的電源在整個系統中占據非常重要的地位，若沒有一個良好的、可靠的電源系統PLC可編程邏輯控制器是無法正常工作的，因此，PLC可編程邏輯控制器的制造商對電源的設計和制造也十分重視，這樣就間接的將PLC可編程邏輯控制器的成本提高。

中央處理單元CPU是PLC可編程邏輯控制器的控制中樞，可以按照PLC可編程邏輯控制器系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據。且檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并用于診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC可編程邏輯控制器投入運行時，首先以掃描的方式接收各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映像區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經命令解釋后，按指令的規定執行邏輯或算術運算并將結果發送至I/O映像區或數據寄存器內。等全部的用戶程序執行完畢之后，最后將I/O映像區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據發送至相應的輸出裝置，如此循環運行，直至停止運行。

但是為了保證PLC可編程邏輯控制器的可靠性，需采用雙CPU或三個CPU的控制系統，這樣也間接性的增加了PLC可編程邏輯控制器的成本。

并且，PLC可編程邏輯控制器的通信模塊僅僅只能采用有線通信的方式進行信號通信。

為了解決現有技術中PLC可編程邏輯控制器存在的問題，本發明實施例提供了一種控制器，所述控制器包括：無線通信模塊、有線通信模塊、單片機、第一輸出模塊及第二輸出模塊；

其中，所述無線通信模塊通過無線通信接收第一控制指令，所述單片機依據所述第一控制指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊進行工作；

所述有線通信模塊通過有線通信接收第二控制指令，所述單片機依據所述第二控制指令控制所述第一輸出模塊或所述第二輸出模塊進行工作。

通過上述描述可知，本發明實施例提供的一種控制器與現有技術中的PLC可編程邏輯控制器相比較，通過設置無線通信模塊及有線通信模塊，同時實現了對所述控制器的遠程無線控制和有線控制，且結構簡單，成本低。

為了更加詳細的對本發明實施例進行說明，下面結合附圖對本發明實施例進一步說明。

參考圖1，圖1為本發明實施例提供的一種控制器的結構框架示意圖。

所述控制器包括：

無線通信模塊10、有線通信模塊11、單片機12、第一輸出模塊13及第二輸出模塊14；

其中，所述無線通信模塊10通過無線通信接收第一控制指令，所述單片機12依據所述第一控制指令控制所述第一輸出模塊13或所述第二輸出模塊14進行工作；

所述有線通信模塊11通過有線通信接收第二控制指令，所述單片機12依據所述第二控制指令控制所述第一輸出模塊13或所述第二輸出模塊14進行工作。

本發明實施例提供的控制器可以通過無線通信或有線通信兩種方式對控制器進行控制。

其中，在本發明的一個優選實施例中，所述無線通信模塊10為：Zigbee無線通信模塊。

具體的，Zigbee通信技術是一種高可靠性的無線數據傳輸網絡，且Zigbee數據傳輸模塊相當于移動網絡基站，其通信距離從標準的75m到幾百米、幾公里都可以實現數據傳輸，并且支持無線擴展。

Zigbee通信是一個可以由65535個無線數據傳輸模塊組成的一個無線數據傳輸網絡平臺，在整個網絡范圍內，每一個Zigbee網絡數據傳輸模塊之間都可以實現相互通信，每個網絡節點之間的距離都可以從標準的75m無線擴展。由于Zigbee通信主要用于工業現場自動化控制數據傳輸，因此，Zigbee具有簡單、操作簡單、可靠性高及價格低等特點。并且移動通信網主要是為語音通信而建立的，每個基站價值一般都在百萬元造價以上，而每個Zigbee基站卻不到1000元。每個Zigbee網絡節點不僅本身可以作為監控對象(也就是說，可以與其連接的傳感器直接進行數據采集和監控)，還可以自動中轉別的網絡節點傳輸過來的數據。另外每一個Zigbee網絡節點還可以在自身信號覆蓋的范圍內，和多個不承擔網絡信息中轉任務的孤立的子節點進行無線連接。

并且，Zigbee通信在2.4GHz、868MHz、915MHz三個頻段上，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s、40kbit/s的傳輸速率。且Zigbee通信具有以下特點：

其一，低功耗：由于Zigbee的傳輸速率低，發射功率僅僅為1mW，且采用休眠模式，功耗低，因此Zigbee設備非常省電。根據實驗數據可知，Zigbee設備僅僅使用兩節市場上的五號電池就可以維持長達六個月至兩年左右的使用時間，該特點在其它無線通信設備上是不具備的，況且PLC可編程邏輯控制器還不具備無線通信功能。

其二，成本低：在現有市場上，Zigbee的制作成本很低，且Zigbee的通信協議是免費的，因此低成本是Zigbee的一個關鍵性特點。

其三，時延短：Zigbee的通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短，根據實驗數據可知，典型的搜索設備時延為30ms，休眠激活的時延為15ms，活動設備信道接入的時延為15ms，由于在工業控制場合，對時延要求很高，而Zigbee恰好具備該特點，且PLC可編程邏輯控制器就不具備時延短該特點。

其四，網絡容量大：一個星型結構的Zigbee網絡最多可以容納254個副設備和一個主設備，一個網絡區域內可以同時存在最多100多個Zigbee網絡，并且網絡之間的組成可以靈活設置。

其五，可靠性高：Zigbee采取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙，避開了發送數據的競爭和沖突。且媒體介入控制層MAC采用了完全確認的數據傳輸模式，任意一個發送的數據包都必須等待接收方的確認信息。若在傳輸的過程中出現問題，還可以重新發送，在結構簡單，成本低的基礎上，具備了高可靠性的特點，而PLC可編程邏輯控制器，是在增加成本的基礎上才可以保證可靠性。

其六，安全性高：Zigbee提供了基于循環冗余校驗的數據包完整性檢查功能，支持鑒權和認證，且采用了AES-128的加密算法，使各個應用都可以靈活確定其安全屬性，具備安全性高的特點。

在本發明實施例中，通過優選使用Zigbee無線通信模塊，使本發明實施例提供的控制器具備上述特點，并且采用Zigbee通信技術，實現了網關的多點控制。

其中，在本發明的一個優選實施例中，所述有線通信模塊11為：RS485有線通信模塊。

具體的，RS485有線通信模塊可以實現在幾十米至上千米之間的信號通信，RS485采用平衡發送和差分接收的方式，具備抑制共模干擾的特點。并給RS485的收發器具有高靈敏度的特點，能檢測低至200mV的電壓，因此傳輸信號可以在千米以外得以恢復。

RS485采用半雙工的工作方式，即任何時候都只能有一點處于發送狀態，因此RS485的發送電路需要由使能信號進行控制。在用于多點互連時，使用RS485會非常方便，可以節省很多的信號線。并且應用RS485可以聯網構成分布式系統，允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。并且RS485的接口信號電平比RS-232-C的接口信號電平低，不容易損壞接口電路的芯片，與TTL電平兼容，更加方便與TTL電路連接。RS485接口單元采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾的能力增強，即抗噪聲干擾下好。

并且，RS485的最大通信距離根據實驗數據可知，約為1219m，最大的傳輸速率可達到10Mb/s，由于傳輸速率與傳輸距離成反比，只有在100Kb/s的傳輸速率下，才可以達到最大的通信距離。并且在傳輸過程中還可以采用增加中繼的方法對信號進行方法，最大可以加入八個中繼，進而增大RS485的傳輸距離，還可以采用光纖作為傳播介質，在收發兩端分別設置一個光電轉換器，多模光纖的傳輸距離為5公里-10公里，而單模光纖的傳輸距離可達到50公里。

在本發明實施例中，通過優選使用RS485有線通信模塊，使本發明實施例提供的控制器也同樣具備了上述特點。

可選的，在本發明實施例中，所述控制器還包括：

整流濾波電源模塊15；

其中，所述整流濾波電源模塊15用于對接入所述控制器的交流電進行整流濾波處理，為所述控制器提供電源。

可選的，在本發明實施例中，所述控制器還包括：

輸出限流保護模塊16；

其中，所述輸出限流保護模塊16與所述第一輸出模塊13的輸出端口及所述第二輸出模塊14的輸出端口連接，用于當所述第一輸出模塊13的輸出電流或所述第二輸出模塊14的輸出電流大于設定電流時，所述輸出限流保護模塊16向所述單片機12發送第一信號指令，所述單片機12依據所述第一信號指令控制所述第一輸出模塊13或所述第二輸出模塊14停止工作。

通過設置所述輸出限流保護模塊16可以有效的對所述控制器提供電流保護措施，增強所述控制器的穩定性及可靠性。

可選的，在本發明實施例中，所述控制器還包括：

輸出過壓保護模塊17；

其中，所述輸出過壓保護模塊17與所述第一輸出模塊13的輸出端口及所述第二輸出模塊14的輸出端口連接，用于當所述第一輸出模塊13的輸出電壓或所述第二輸出模塊14的輸出電壓大于設定電壓時，所述輸出過壓保護模塊17向所述單片機12發送第二信號指令，所述單片機12依據所述第二信號指令控制所述第一輸出模塊13或所述第二輸出模塊14停止工作。

通過設置所述輸出過壓保護模塊17可以有效的對所述控制器提供電壓保護措施，增強所述控制器的穩定性及可靠性。

可選的，在本發明實施例中，所述控制器還包括：

輸出短路保護模塊18；

其中，所述輸出短路保護模塊18與所述第一輸出模塊13的輸出端口及所述第二輸出模塊14的輸出端口連接，用于當所述第一輸出模塊13的輸出端口或所述第二輸出模塊14的輸出端口發生短路時，所述輸出短路保護模塊18向所述單片12機發送第三信號指令，所述單片機12依據所述第三信號指令控制所述第一輸出模塊13或所述第二輸出模塊14停止工作。

通過設置所述輸出短路保護模塊18可以有效的對所述控制器提供輸出電路保護措施，增強所述控制器的穩定性及可靠性。

可選的，在本發明實施例中，所述控制器還包括：

變壓整流濾波模塊19；

其中，所述變壓整流濾波模塊19用于對信號進行變壓、整流及濾波處理，提高所述控制器中信號的穩定性及可靠性。

可選的，在本發明實施例中，所述第一輸出模塊13為：四路交流輸出模塊，且所述第一輸出模塊13的最大輸出電流為10A。

所述第二輸出模塊14為：四路交流輸出模塊，且所述第二輸出模塊14的最大輸出電流為5A。

也就是說本發明的一個優選實施例中提供的控制器為一個八路交流輸出控制器。

通過上述描述可知，與現有技術中的PLC可編程邏輯控制器相比較，本發明提供的控制器通過設置無線通信模塊及有線通信模塊，同時實現了對所述控制器的遠程無線控制和有線控制，且結構簡單，成本低。

本發明還提供了一種控制系統，參考圖2，圖2為本發明實施例提供的一種控制系統的結構示意圖。所述控制系統包括：云系統及控制器，其中所述控制器為上述實施例所述的控制器。

其中，所述云系統通過無線通信及有線通信與所述控制器連接。

具體的，如圖2所示，所述云系統包括：云平臺21、上位機22、路由器/交換機23、無線通信網關24及有線通信網關25，即所述云系統通過所述無線通信網關24及所述有線通信網關25與所述控制器進行通信連接。

可選的，所述無線通信網關24為Zigbee無線通信網關。

所述有線通信網關25為RS485有線通信網關。

所述云系統通過所述無線通信或所述有線通信發送控制指令至所述控制器，所述控制器依據所述控制指令進行工作。也就是說，所述上位機22通過所述無線通信網關24或所述有線通信網關25向所述控制器發送控制指令，所述控制器依據所述控制指令進行工作，該工作模式可以為所述控制器開始工作或所述控制器停止工作等。

其中，所述云平臺21用于數據存儲，以便于后續的數據分析處理。

通過上述描述可知，該控制系統包括上述實施例所述的控制器，具備結構簡單，操作方便的特點。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。