本發(fā)明屬于電子控制的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種模塊化控制模組，這種模組的配置方法，以及具有這種模組的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，密室逃脫行業(yè)依賴電子控制技術(shù)，應(yīng)用大量的傳感器、自動(dòng)化控制技術(shù)搭建出與人互動(dòng)的驚奇環(huán)境。

典型的電子自動(dòng)化控制系統(tǒng)，一般由傳感器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行設(shè)備構(gòu)成。其中控制系統(tǒng)采用單片機(jī)、PLC等工具搭建，依賴較高的專業(yè)人才專業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)機(jī)關(guān)的自動(dòng)化控制。

因此逐步誕生了一些開(kāi)源電子原型平臺(tái)，典型的如Arduino，依賴于基礎(chǔ)的開(kāi)源硬件與軟件，降低電子控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度，但是依然需要于專業(yè)的硬件技術(shù)和軟件編程，才能將其用于實(shí)際應(yīng)用。

但是，典型的密室逃脫行業(yè)，過(guò)于專業(yè)化的機(jī)關(guān)實(shí)現(xiàn)方式，使得非電子自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的密室經(jīng)營(yíng)者，無(wú)法以較低的成本快速更新迭代、快速施工建設(shè)、并限制了密室經(jīng)營(yíng)者和設(shè)計(jì)者對(duì)密室的自主改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模塊化控制模組,其能夠給密室經(jīng)營(yíng)者/設(shè)計(jì)者提供一套非專業(yè)化的、簡(jiǎn)單易用的、接口統(tǒng)一的、可重復(fù)利用的控制系統(tǒng)模組。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：這種模塊化控制模組，其包括控制器、信號(hào)輸入接口電路、信號(hào)輸出接口電路、電源輸入接口電路、電源輸出接口電路、設(shè)備接口電路、配置調(diào)試接口電路，信號(hào)輸入接口電路、信號(hào)輸出接口電路、電源輸入接口電路、電源輸出接口電路、設(shè)備接口電路、配置調(diào)試接口電路分別連接控制器。

本發(fā)明通過(guò)配置調(diào)試接口電路，可以配置模塊化控制模組的信號(hào)輸入接口電路的信號(hào)輸入條件、信號(hào)輸出接口電路的信號(hào)輸出條件、電源輸出接口電路的電源輸出情況，因此能夠給密室經(jīng)營(yíng)者/設(shè)計(jì)者提供一套非專業(yè)化的、簡(jiǎn)單易用的、接口統(tǒng)一的、可重復(fù)利用的控制系統(tǒng)模組。

其中，信號(hào)輸入接口電路的信號(hào)輸入條件包括觸發(fā)狀態(tài)、觸發(fā)次數(shù)、持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)標(biāo)志信號(hào)流入的條件；信號(hào)輸出接口電路輸出條件包括是否輸出信號(hào)、輸出信號(hào)次數(shù)、輸出信號(hào)持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)設(shè)置信號(hào)流出的形式；電源輸出接口電路的電源輸出情況包括每一個(gè)電源口是否輸出電源及其持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)控制電源設(shè)備的效果。

還提供了這種模塊化控制模組的配置方法，包括上位機(jī)部分和下位機(jī)部分；

上位機(jī)部分執(zhí)行以下步驟：

(1)上位機(jī)啟動(dòng)；

(2)呼叫下位機(jī)提供模塊化控制模組；

(3)建立模塊化控制模組；

(4)呼叫下位機(jī)提供配置數(shù)據(jù)；

(5)顯示當(dāng)前配置數(shù)據(jù)；

(6)用戶根據(jù)流程配置模組數(shù)據(jù)或從服務(wù)器配置庫(kù)中選??；

(7)判斷是保持還是下載，保存則執(zhí)行步驟(8)，否則執(zhí)行步驟(9)；

(8)上傳到服務(wù)器配置庫(kù)，跳轉(zhuǎn)到步驟(10)；

(9)將模組配置寫(xiě)入下位機(jī)；

(10)結(jié)束；

下位機(jī)部分執(zhí)行以下步驟：

(I)下位機(jī)啟動(dòng)；

(II)解析配置；

(III)按照配置執(zhí)行功能；

(IV)判斷是否來(lái)自上位機(jī)的配置，是則執(zhí)行步驟(V)，否則執(zhí)行步驟(II)；

(V)保存上位機(jī)配置。

還提供了具有這種模塊化控制模組的控制系統(tǒng)，其包括傳感器，其配置來(lái)執(zhí)行外設(shè)設(shè)備以及模塊化控制模組。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的模塊化控制模組的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的模塊化控制模組的信號(hào)輸入接口電路示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的模塊化控制模組的電源輸出接口電路示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，這種模塊化控制模組，其包括控制器11、信號(hào)輸入接口電路21、信號(hào)輸出接口電路22、電源輸入接口電路23、電源輸出接口電路24、設(shè)備接口電路25、配置調(diào)試接口電路26，信號(hào)輸入接口電路、信號(hào)輸出接口電路、電源輸入接口電路、電源輸出接口電路、設(shè)備接口電路、配置調(diào)試接口電路分別連接控制器。

本發(fā)明通過(guò)配置調(diào)試接口電路，可以配置模塊化控制模組的信號(hào)輸入接口電路的信號(hào)輸入條件、信號(hào)輸出接口電路的信號(hào)輸出條件、電源輸出接口 電路的電源輸出情況，因此能夠給密室經(jīng)營(yíng)者/設(shè)計(jì)者提供一套非專業(yè)化的、簡(jiǎn)單易用的、接口統(tǒng)一的、可重復(fù)利用的控制系統(tǒng)模組。

其中，信號(hào)輸入接口電路的信號(hào)輸入條件包括觸發(fā)狀態(tài)、觸發(fā)次數(shù)、持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)標(biāo)志信號(hào)流入的條件；信號(hào)輸出接口電路輸出條件包括是否輸出信號(hào)、輸出信號(hào)次數(shù)、輸出信號(hào)持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)設(shè)置信號(hào)流出的形式；電源輸出接口電路的電源輸出情況包括每一個(gè)電源口是否輸出電源及其持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)控制電源設(shè)備的效果。

另外，所述配置調(diào)試接口電路26與配置工具相連接，通過(guò)配置工具調(diào)整模塊化控制模組的輸出；配置工具為電腦軟件、手機(jī)APP或者手持設(shè)備；配置工具通過(guò)配置調(diào)試接口電路26與所述控制器11連接并進(jìn)行通信。

另外，所述信號(hào)輸入接口電路為XH2.5型端口電路,該端口電路包括:用于連接輸入信號(hào)或者輸出信號(hào)的信號(hào)端連接線P1，用于與供電電源相連接的電源正極連接線Pv以及電源負(fù)極連接線Pd，信號(hào)端連接線P1的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)，信號(hào)端連接線P1的個(gè)數(shù)與輸入的傳感器類型或者開(kāi)關(guān)型器件類型有關(guān)。

另外，所述信號(hào)輸出接口電路為XH2.5型端口電路,該端口電路包括:用于連接輸入信號(hào)或者輸出信號(hào)的信號(hào)端連接線P1，用于與供電電源相連接的電源正極連接線Pv以及電源負(fù)極連接線Pd，信號(hào)端連接線P1的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)，信號(hào)端連接線P1的個(gè)數(shù)與執(zhí)行設(shè)備類型有關(guān)。

特別地，在采用該種類型的端口電路時(shí)，一些開(kāi)關(guān)型器件，可以直接按照電器特性接入信號(hào)輸入口。如按鍵類開(kāi)關(guān)，直接接入信號(hào)、電源負(fù)即可。而工業(yè)上各種三極管開(kāi)關(guān)，按照相應(yīng)線接入即可。

電源輸入接口電路23是模塊化控制系統(tǒng)模組的供電接口電路，供電接口電路其輸入電壓均為標(biāo)準(zhǔn)電壓(如12V)，但在實(shí)際使用中，該電路可以不連接供電電源。模塊間的連線，即可完成相互供電功能，此時(shí)就無(wú)需再單獨(dú) 供電

電源輸出接口電路24用于輸出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電壓，用于為符合標(biāo)準(zhǔn)電壓的設(shè)備(如燈)供電，或者作為下一級(jí)模塊化控制系統(tǒng)模組的電源輸入，以啟動(dòng)下一級(jí)模塊化控制系統(tǒng)模組。在不同的模塊化控制系統(tǒng)模組中，配置1-2個(gè)電源接口。在設(shè)計(jì)一種新的模塊時(shí)，會(huì)根據(jù)情況設(shè)計(jì)上一個(gè)或者兩個(gè)電源接口，比如基本控制單元、音樂(lè)模塊，就是兩個(gè)電源控制接口，七彩燈，可控?zé)魩Ь褪且粋€(gè)控制接口，電源輸出接口電路24的示意圖如圖3所示。

所述電源輸出接口電路包括：第一三極管Q1，第一場(chǎng)效應(yīng)管G1，第三、第四、第五電阻R3，R4，R5，第七二極管D7；由第一三極管Q1，第一場(chǎng)效應(yīng)管G1，第三、第四、第五電阻R3，R4，R5組成開(kāi)關(guān)電路，再連接第七二極管D7作為續(xù)流，消除開(kāi)關(guān)瞬間的感性電動(dòng)勢(shì)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

設(shè)備接口電路25，是用于與執(zhí)行設(shè)備相連接的接口電路，如用于與七彩燈帶、電機(jī)等進(jìn)行連接。根據(jù)執(zhí)行設(shè)備的不同，模塊化控制模組的接口電路會(huì)有所不同，設(shè)備接口電路25的電路結(jié)構(gòu)需要匹配執(zhí)行設(shè)備的接口。

特別的某些模塊化控制模組“專用設(shè)備接口”，可將專用設(shè)備集成在智能單元內(nèi)部。例如，音樂(lè)模塊，集成在內(nèi)部，是指將設(shè)備，同模塊做在一起，比如音樂(lè)模塊的音頻輸出接口，用來(lái)接喇叭，就直接將喇叭也做在這個(gè)模塊內(nèi)部，雖然有硬件接口，但用戶接觸不到，用戶接觸到的是功能。

配置調(diào)試接口電路26用于與配置工具相連接，通過(guò)配置工具調(diào)整模塊化控制模組的輸出。配置工具一般為電腦軟件、手機(jī)APP或者專用的手持設(shè)備。配置工具通過(guò)配置調(diào)試接口電路26與模塊化控制系統(tǒng)模塊中的控制器11連接并進(jìn)行通信。

其中，接口電路26為UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter，通用異步收發(fā)器/異步串行通信口)。

使用者使用配置工具，可以配置模塊化控制模組的輸入端口電路23的信 號(hào)輸入條件、包括輸出端口電路24的信號(hào)輸出條件、電源輸出接口電路24的電源輸出情況。其中，輸入端口電路23的信號(hào)輸入條件包括觸發(fā)狀態(tài)、觸發(fā)次數(shù)、持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)標(biāo)志信號(hào)流入的條件；輸出端口電路24輸出條件包括是否輸出信號(hào)、輸出信號(hào)次數(shù)、輸出信號(hào)持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)設(shè)置信號(hào)流出的形式；電源輸出接口電路25的電源輸出情況包括每一個(gè)電源口是否輸出電源及其持續(xù)時(shí)間等，以此來(lái)控制電源設(shè)備的效果。使用者使用配置工具，可以配置每一個(gè)執(zhí)行設(shè)備端口的效果。使用者使用配置工具，還可以對(duì)延時(shí)單元進(jìn)行配置，進(jìn)行信號(hào)流轉(zhuǎn)中停滯的時(shí)間的設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)執(zhí)行設(shè)備的效果配合效果。同時(shí)，使用者使用配置工具，通過(guò)圖形上的配合，來(lái)標(biāo)志信號(hào)流轉(zhuǎn)的條件(同時(shí)、順序、或、且的關(guān)系)。

由于采用了使用電腦軟件/手機(jī)APP來(lái)配置對(duì)模塊化控制系統(tǒng)模組的功能與效果進(jìn)行配置，配置方式簡(jiǎn)單。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例模塊化控制系統(tǒng)模組的具體結(jié)構(gòu)的描述，從中可以看出，本實(shí)施例中的模塊化控制模組接口統(tǒng)一，模塊間具有相同的接口，減小了學(xué)習(xí)成本，能夠快速的搭建。

不同類型的模塊化控制模組，根據(jù)其功能不同，輸入接口電路的信號(hào)輸入端、輸出接口電路的信號(hào)輸出端、設(shè)備接口電路、電源輸入端具有一定的差別。

例如：

基本模塊化控制模組：輸入接口電路的信號(hào)輸入端包括五路輸入、輸出接口電路的信號(hào)輸出端為五路輸出、電源輸入端為兩路。

音樂(lè)模塊化控制模組：輸入接口電路的信號(hào)輸入端包括五路輸入、輸出接口電路的信號(hào)輸出端為五路輸出、電源輸入端為兩路電源，設(shè)備接口電路用于與播放設(shè)備連接，用戶通過(guò)配置調(diào)試接口電路26可對(duì)播放音樂(lè)內(nèi)容、播放、暫定、停止進(jìn)行配置。

電機(jī)模塊化控制模組：輸入接口電路的信號(hào)輸入端包括五路輸入、輸出接口電路的信號(hào)輸出端為五路輸出、電源輸入端為一路，設(shè)備接口電路用于與電機(jī)連接，用戶通過(guò)配置調(diào)試接口電路26可配置電機(jī)轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、啟停。

七彩燈模塊化控制模組：輸入接口電路的信號(hào)輸入端包括五路輸入、輸出接口電路的信號(hào)輸出端為五路輸出、電源輸入端為一路，設(shè)備接口電路用于與共陽(yáng)RGB燈帶連接，用戶通過(guò)配置調(diào)試接口電路26可配置七彩燈的顏色、效果(指閃爍、亮滅、呼吸等)。

可控?zé)魩K化控制模組：輸入接口電路的信號(hào)輸入端包括五路輸入、輸出接口電路的信號(hào)輸出端為五路輸出、電源輸入端為一路，設(shè)備接口電路用于與可控?zé)暨B接，用戶通過(guò)配置調(diào)試接口電路26可配置可控?zé)魩蚯包c(diǎn)亮、回退、整體點(diǎn)亮效果。

語(yǔ)音識(shí)別模塊化控制模組：輸入接口電路的信號(hào)輸入端包括五路輸入、輸出接口電路的信號(hào)輸出端為五路輸出、電源輸入端為兩路，用戶通過(guò)配置調(diào)試接口電路26可配置識(shí)別詞匯。

點(diǎn)陣屏模塊化控制模組：輸入接口電路的信號(hào)輸入端包括五路輸入、輸出接口電路的信號(hào)輸出端為五路輸出、電源輸入端為兩路，設(shè)備接口電路用于與點(diǎn)陣屏連接，用戶通過(guò)配置調(diào)試接口電路26可配置點(diǎn)陣顯示內(nèi)容。

視頻模塊化控制模組：輸入接口電路的信號(hào)輸入端包括五路輸入、輸出接口電路的信號(hào)輸出端為五路輸出、電源輸入端為兩路，設(shè)備接口電路用于與HDMI/VGA顯示器連接，用戶通過(guò)配置調(diào)試接口電路26可配置視頻內(nèi)容。

按鍵模塊化控制模組：一路輸出，專用設(shè)備接口為“按鍵接口”，可配置按鍵信號(hào)條件及按鍵燈效果。

無(wú)線模塊化控制模組：發(fā)射端：五路輸入、兩路電源。接收端：五路輸出、兩路電源。用于將一級(jí)的信號(hào)，無(wú)線發(fā)送到下一級(jí)，采用24L01模塊。

重力模塊化控制模組：一路輸出，可配置信號(hào)輸出的重力閾值。

另外，所述控制器為單片機(jī)、DSP或FPGA。

另外，該模塊化控制模組還包括廣播單元和接收單元，廣播單元配置來(lái)把信息發(fā)送出去，接收單元配置來(lái)獲取廣播單元所發(fā)送的信息。

還提供了這種模塊化控制模組的配置方法，包括上位機(jī)部分和下位機(jī)部分；

上位機(jī)部分執(zhí)行以下步驟：

(1)上位機(jī)啟動(dòng)；

(2)呼叫下位機(jī)提供模塊化控制模組；

(3)建立模塊化控制模組；

(4)呼叫下位機(jī)提供配置數(shù)據(jù)；

(5)顯示當(dāng)前配置數(shù)據(jù)；

(6)用戶根據(jù)流程配置模組數(shù)據(jù)或從服務(wù)器配置庫(kù)中選??；

(7)判斷是保持還是下載，保存則執(zhí)行步驟(8)，否則執(zhí)行步驟(9)；

(8)上傳到服務(wù)器配置庫(kù)，跳轉(zhuǎn)到步驟(10)；

(9)將模組配置寫(xiě)入下位機(jī)；

(10)結(jié)束；

下位機(jī)部分執(zhí)行以下步驟：

(I)下位機(jī)啟動(dòng)；

(II)解析配置；

(III)按照配置執(zhí)行功能；

(IV)判斷是否來(lái)自上位機(jī)的配置，是則執(zhí)行步驟(V)，否則執(zhí)行步驟(II)；

(V)保存上位機(jī)配置。

另外，廣播單元提供配置廣播的系列鍵值信息，接收單元提供配置接收的系列鍵值信息。

還提供了具有這種模塊化控制模組的控制系統(tǒng)，其包括傳感器，其配置來(lái)執(zhí)行外設(shè)設(shè)備以及模塊化控制模組。

控制系統(tǒng)可以包括按鍵(可以視為感應(yīng)開(kāi)關(guān)變量的傳感器)，模塊化控制模組以及電磁鎖(執(zhí)行設(shè)備)。通過(guò)模塊化控制模組的配置調(diào)試接口電路26對(duì)燈泡的點(diǎn)亮?xí)r間與電磁鎖的開(kāi)關(guān)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)關(guān)的設(shè)計(jì)。

將按鍵替換成其他的傳感器，電磁鎖替換為其他的執(zhí)行設(shè)備，配置工具通過(guò)配置調(diào)試接口電路26對(duì)模塊化控制模組進(jìn)行設(shè)置，就可以變?yōu)槠渌臋C(jī)關(guān)。由于模塊化控制模組接口統(tǒng)一，可以很容易的進(jìn)行搭建。

另外，下一級(jí)模塊化控制模組通過(guò)上一級(jí)模塊化控制模組的電源輸出接口電路相連接，從而可以實(shí)現(xiàn)模塊之間的拓展與拼接，從而完成不同的控制效果。當(dāng)需要重新搭建時(shí)，就可以將電源輸出端口斷開(kāi)，將模塊化控制模組以及傳感器、執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行重新組合，并通過(guò)配置調(diào)試接口電路26修改控制程序，模塊化控制模組可以重復(fù)使用，不需要更換包括控制系統(tǒng)的整個(gè)機(jī)關(guān)，這樣就降低了更換時(shí)的成本，并且施工建設(shè)時(shí)間也相對(duì)較低，密室經(jīng)營(yíng)者也可以方便的自由更改機(jī)關(guān)設(shè)置。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。