本發(fā)明涉及控制技術(shù)及控制器，尤其涉及一種物聯(lián)網(wǎng)控制器。

背景技術(shù)：

1、物聯(lián)網(wǎng)（iot，internet?of?things）是指將物與網(wǎng)絡(luò)連接，使其能夠進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、監(jiān)測和控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)以來，主要通過感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用層獲得積累和發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)傳輸層融合和發(fā)展了有線和無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，在無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)內(nèi)又融合和發(fā)展了近場無線通信和以移動通信網(wǎng)絡(luò)為代表的廣域無線通信；感知層主要采集物信息，偏向于物到網(wǎng)絡(luò)的上行連接；應(yīng)用層主要由云平臺（物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器）提供服務(wù)，偏向于數(shù)據(jù)計算、分析和處理。在控制技術(shù)領(lǐng)域，當(dāng)需要對感知層創(chuàng)建或強化下行連接和智能化時，或在應(yīng)用層需要從云平臺衍生出物或設(shè)備實現(xiàn)自動、智能控制時，以及面對復(fù)雜的控制需求需要進一步融合和強化應(yīng)用層和感知層的協(xié)作和一體化時，特別是通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)跨距離地對設(shè)備和設(shè)備系統(tǒng)的連接、監(jiān)測和控制，需要物聯(lián)網(wǎng)控制器來實現(xiàn)。

2、面對物聯(lián)網(wǎng)的廣泛需求，現(xiàn)有的控制器往往不具備滿足廣域無線通信能力，特別是對于只能依靠或者高度依賴移動通信網(wǎng)絡(luò)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)的自動控制場景，現(xiàn)有的控制器顯得無能為力而需要通過另外的通信設(shè)備如數(shù)據(jù)傳輸單元（dtu，data?transfer?unit）、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)路由器等來實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸而間接地實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。面對自動化和數(shù)字化的多樣需求，現(xiàn)有的控制器往往存在硬件資源不足，如基于實時自動化和數(shù)字化結(jié)合的邊緣計算和數(shù)據(jù)生產(chǎn)，現(xiàn)有的控制器就存在硬件資源不夠、不足和缺失，也缺失軟件計算能力，同時控制器不具備ota（over?the?air）能力進而無法通過無線通信技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程更新設(shè)備固件或軟件。不同廠家生產(chǎn)的數(shù)據(jù)傳輸單元（dtu，data?transfer?unit）、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)路由器等缺乏統(tǒng)一的架構(gòu)布局，與自動控制器之間無法標(biāo)準(zhǔn)化硬件和軟件連接，更要緊的是存在硬件和軟件連接自動控制器環(huán)節(jié)進而使控制器與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器之間不能直接建立通信連接，硬件連接包括端口配對和線纜安裝，軟件連接包括通信協(xié)議設(shè)置和選擇。又由于獨立的數(shù)據(jù)傳輸單元（dtu，data?transfer?unit）、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)路由器，都要求獨立的殼體和安裝空間來與控制器連接。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和工業(yè)路由器對于只配合一個、兩個等少數(shù)幾個控制器使用場景而言其硬件資源投入過多，使用成本高。

3、因此，提出一種物聯(lián)網(wǎng)控制器，來解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟須解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)控制器，使得控制器不再需要數(shù)據(jù)傳輸單元（dtu，data?transfer?unit）、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)路由器等中間器件，自身就具備廣域無線通信能力特別是具備移動通信網(wǎng)絡(luò)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信的能力，同時實現(xiàn)了控制器與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器直接建立通信。使得控制器具備更多的處理器硬件資源，并進一步做更有效的分配和協(xié)作，遇到功能芯片長周期運行要求造成的延時或資源占用時，增配通用mcu（microcontroller?unit）或通用soc（system?on?chip）作為通信模組或通信soc的功能增強。通用mcu或通用soc側(cè)重機器設(shè)備層的采集輸入和控制輸出，通信模組或通信soc側(cè)重物聯(lián)網(wǎng)通信、機器設(shè)備層的數(shù)字通信和數(shù)字計算。同時獲得冗余能力的物聯(lián)網(wǎng)控制器，增強可靠性。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種物聯(lián)網(wǎng)控制器，包括pcba模塊，其中，

4、pcba模塊包括：pcb板，設(shè)置于pcb上的處理單元、電源模塊、射頻天線模塊、數(shù)字通信模塊、開關(guān)輸入模塊、模擬輸入模塊、開關(guān)輸出模塊、模擬輸出模塊、脈沖寬度調(diào)制pwm（pulse?width?modulation）輸出模塊；

5、處理單元分別與電源模塊、射頻天線模塊、數(shù)字通信模塊、開關(guān)輸入模塊、模擬輸入模塊、開關(guān)輸出模塊、模擬輸出模塊、脈沖寬度調(diào)制pwm輸出模塊電連接。

6、上述的控制器，可選的，處理單元為至少一件通用mcu/通用soc和至少一件通信模組/通信soc的組合。

7、上述的控制器，可選的，通信模組/通信soc為片上系統(tǒng)芯片或模塊；通用soc為片上系統(tǒng)芯片。

8、上述的控制器，可選的，通用mcu/通用soc與通信模組/通信soc采用串行通信或并行通信，當(dāng)兩件以上組合時，設(shè)置每兩件之間直接或間接通信。

9、上述的控制器，可選的，在通信模組/通信soc的片上系統(tǒng)上設(shè)置計算、無線射頻通信、與通用mcu/通用soc數(shù)字通信為基礎(chǔ)任務(wù)，以實現(xiàn)通信模組/通信soc和通用mcu/通用soc的物聯(lián)網(wǎng)通信，進一步地給計算、無線射頻通信、與通用mcu/通用soc數(shù)字通信任務(wù)配置不同的優(yōu)先級和延時，得到物聯(lián)網(wǎng)通信不同的響應(yīng)時效。

10、上述的控制器，可選的，通信模組/通信soc還配置其硬件引腳資源并開啟存儲任務(wù)、開關(guān)輸入任務(wù)、模擬輸入任務(wù)、開關(guān)輸出任務(wù)、數(shù)字通信任務(wù)和脈沖寬度調(diào)制pwm輸出任務(wù)，并對存儲任務(wù)、開關(guān)輸入任務(wù)、模擬輸入任務(wù)、開關(guān)輸出任務(wù)、數(shù)字通信任務(wù)和脈沖寬度調(diào)制pwm輸出任務(wù)配置不同的優(yōu)先級和延時，實現(xiàn)采集輸入和控制輸出。

11、上述的控制器，可選的，設(shè)置通用mcu/通用soc的基礎(chǔ)任務(wù)為自動控制。

12、上述的控制器，可選的，通用mcu硬件引腳資源開啟開關(guān)輸出任務(wù)、模擬輸出任務(wù)、開關(guān)輸入任務(wù)、模擬輸入任務(wù)、數(shù)字通信任務(wù)和脈沖寬度調(diào)制pwm輸出任務(wù)，結(jié)合通用mcu的數(shù)字計算任務(wù)，以不同的先后順序和組合串聯(lián)最后成為頭尾相連的循環(huán)；

13、通用soc硬件引腳資源開啟開關(guān)輸出任務(wù)、模擬輸出任務(wù)、開關(guān)輸入任務(wù)、模擬輸入任務(wù)、數(shù)字通信任務(wù)和脈沖寬度調(diào)制pwm輸出任務(wù)，結(jié)合通用soc的數(shù)字計算任務(wù)，在片上系統(tǒng)內(nèi)以不同的組合配置不同的優(yōu)先級和延時。

14、上述的控制器，可選的，設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)通信數(shù)據(jù)和通信通道：物聯(lián)網(wǎng)下行通信數(shù)據(jù)由射頻天線和通信模組/通信soc完成下行接收，下行數(shù)據(jù)分為兩部分，一部分屬于通用mcu/通用soc的傳輸給通用mcu/通用soc進行數(shù)據(jù)處理以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；另一部分屬于通信模組/通信soc的直接進行數(shù)據(jù)處理以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和程序升級；

15、物聯(lián)網(wǎng)上行通信數(shù)據(jù)由射頻天線和通信模組/通信soc完成上行發(fā)送，上行數(shù)據(jù)分為兩部分，一部分由通用mcu/通用soc生成并傳輸給通信模組/通信soc實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信；另一部分由通信模組/通信soc生成并實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信。

16、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)控制器，具有以下有益效果：

17、1）實現(xiàn)控制器具備獨立的廣域無線通信能力特別是具備移動通信網(wǎng)絡(luò)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信的能力，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)通信雙向交付特性，實現(xiàn)控制器和云平臺（物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器）直連；2）減少物聯(lián)網(wǎng)中間設(shè)備，省去了控制器與數(shù)據(jù)傳輸單元（dtu，data?transfer?unit）、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)路由器等之間的軟硬件連接，實現(xiàn)安裝空間節(jié)約和安裝操作減少；3）在通信模組/通信soc執(zhí)行物聯(lián)網(wǎng)通信任務(wù)時，可以同時獲得至少另一個任務(wù)如通用mcu/通用soc執(zhí)行數(shù)字通信、采集（輸入）和控制（輸出）；4）計算能力增強，通用mcu/通用soc和通信模組/通信soc組合至少能做到同時處理兩個計算任務(wù)，適應(yīng)不同數(shù)據(jù)同時計算和生產(chǎn)要求；5）整合和優(yōu)化通用mcu/通用soc和通信模組/通信soc組合的硬件引腳資源，豐富控制器功能，如將通信模組/通信soc富裕的硬件引腳資源配置給開關(guān)輸入、模擬輸入、rs485通信后，可以將通用mcu/通用soc的硬件引腳資源配置給開關(guān)輸出、模擬輸出、can通信和以太通信，以獲得更多的開關(guān)輸出、模擬輸出端口以及實現(xiàn)不同數(shù)字通信組合，豐富的輸入、輸出和通信模塊，在滿足現(xiàn)有本地自動化需求基礎(chǔ)上，增強了通過云平臺（物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器）遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制設(shè)備和設(shè)備系統(tǒng)的能力；6）獲得高可靠的冗余能力的物聯(lián)網(wǎng)控制器；7）使物聯(lián)網(wǎng)控制器具備同時通過無線通信（如wi-fi等）和移動通信網(wǎng)絡(luò)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)能力，數(shù)據(jù)即時和及時上云，更新程序和遠(yuǎn)程控制；8）具備ota（over?the?air）能力進而通過通信技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程更新設(shè)備固件或軟件。