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本帖最后由 zxlch 于 2020-8-20 23:45 编辑
一、功能概述
本模块设计目的是有线物理开关和无线MQTT来控制电源输出（或继电器）的多路集中控制系统。
它可以采集最大72路电平输入（单路5~24V、可选择内部供电或外部供电），控制64路电源输出（单路5~24v、100ma，总电流最大2A）和控制4路板载继电器（每路2组常开常闭输出）。所有输入输出采用隔离芯片，所有功能可以使用核心板上键盘控制，所有功能可以使用MQTT命令控制，所有状态和配置可以在LED和数码管上显示，所有输入输出状态和输入配置可以在OLED上显示。
功能简述：
a)支持采集72路5-24V开关量(核心板8路采集端口，其他需要叠加外置控制板)。
b)支持每路开关量选择外部电源、内部输入电源、内部输出电源。
c)支持控制64路输出5-24V电源，每路最大100ma电流(需要叠加外置控制板)。
d)支持每路输出直连给继电器供电。
e)内置4路继电器，每路两组常开常闭输出。
f)支持所有功能开关状态在主板上显示（LED形式）。
g)支持所有状态在主板上显示（数码管或OLED显示屏形式）。
h)支持所有状态发送MQTT信息。
i)支持所有设置和状态在主板上使用键盘控制或使用MQTT控制。
j)支持任意一路输入控制任意一路输出。
k)支持任意一路输入选择点触控制（输入高电平、输出高电平，再次输入高电平、输出低电平）或普通控制（输入高电平、输出高电平，输入低电平、输出低电平）。
l)支持任意一路输入单独禁用。
m)支持任意一路输入是否开启长按功能，且长按可以独立配置来控制任意一路输出。
n)支持8路批量执行功能，可以控制任意多路输出和设置。
o)支持外部扩展。
p)支持叠加最大8块外置控制板，每块控制板支持8路输入和8路输出。
二、电路布局
主控制板布局如下：
（图1）
1、内置4路继电器输出接口。
2、核心供电（3.3V DC）
3、输出供电（5-24V DC 5525插座）
4、输入供电（5-24V DC 5521插座）
5、开关量电源切换跳线
6、开关量启用内部供电选择开关
7、功能按键
8、功能状态指示灯
9、功能显示数码管
10、内置8路开关量输入接口
11、外部扩展接口
12、OLED显示屏
13、刷机键
14、重启键
15、外置控制板接口
16、TTL接口
三、初次使用
在初次使用时，系统会自动进入AP模式，连接名为“SmartHome_zxlch”，即进入以下界面
（图2）
*WiFi SSID -> 要接连的WIFI名称
*WiFi PASS -> 要连接的WIFI密码
*MQTT Svr -> MQTT服务器IP地址
*MQTT Port -> MQTT服务器端口
*MQTT User -> MQTT服务器用户名
*MQTT PASS -> MQTT服务器密码
*Command -> 控制码
*控制码输入“restio”来重置所有输入输出绑定设置，即所有输入开启绑定、开启点触、禁用长按功能、开启输入控制对应输出(即1号板1号输入控制1号板1号输出) 。
*控制码输入“restall”来清空所有配置文件，即恢复出厂设置。
所有信息填写完整后点击Submie，保存输入的信息。
四、输入接口
输入接口可以由外部5~24V直流或交流供电，采用直流供电时不必考虑正负极问题。若外部没有电源，则可以使用内部供电，内部供电可以选择使用“3输出供电”(图1中标明的编号，下同)或“4输入供电”。需要注意的是，每块电路中输入端口使用内部供电时，只能选择一种电源来源。
选择电源来源由“5开关量电源切换跳线”来切换，跳线可以选择4种模式：1、左下-“3输出供电”负级做公共端；2、左上-“3输出供电”正级做公共端；3、右下-“4输入供电”负级做公共端；4、右上-“4输入供电”正级做公共端。
每路可以选择是否使用内部供电，仅需更改“6开关量启用内部供电选择开关”状态即可，开关中标明的序号对应输入接口序号。
五、输出接口
输出接口仅可使用“3输出供电”的供电，供电要求在5~24V电压范围内的直流电，需要注意的是，“3输出供电”和输出之前有大约0.6V的压降差，尽量使用高电压来避免因压降问题导致的供电不足。
六、扩展接口
功能正在开发中
七、OLED显示屏接口
显示屏在打开状态时候会显示如下信息，
（图3）
最前方的数字为扩展板数量，0-7为外部扩展板，8为核心板。横线“-”后面为输入输出状态，显示为1时则表示输入高电平，显示为2时则表示输出电源，显示为3时则表示输入输出同时被激活，这些数字下面有3个像素点被点亮，由左向右分别表示启用绑定、启用长按、启用点触。最下方数字会一直增加，表示系统运行时间，单位为毫秒。
八、外置控制板接口
可接入外置控制板用于扩展更多路数。
九、功能状态指示灯
核心板上“8功能状态指示灯”处有多达16个状态指示LED灯，其由左至右分别表示：
01-- AP开启指示灯，如果没有客户端连接的情况下，此灯慢闪。
当有客户端连接，此灯长亮，改为09~16号灯以二进制方式显示客户端数量并慢闪。
02-- WIFI和MQTT功能开启状态，慢闪为仅开启WIFI，长亮为WIFI和MQTT同时打开。
03-- WIFI和MQTT连接状态，慢闪为仅连接WIFI，长亮为WIFI和MQTT同时连接。
04-- 对时服务开启状态。
05-- OLED显示屏开启状态。
06-- 数码管显示屏开启状态。
07-- 准备开启数码管显示屏指示。
08-- 运行指示灯，慢闪表示工作
09~16-- 外置控制板连接数量（二进制表示），在AP模式下为客户端接连数量（二进制表示）。
十、数码管与按键功能
核心板上提供了多达12个按键和4位数码管，可以控制所有功能和设置，具体操作如下：
长按菜单键(Menu)达到3秒内，功能状态指示灯LED07会亮起，继续长按共12秒后，数码管会显示Fn-0，这时就可以选择想要的功能了。按数字键即为选择对应功能，按菜单键功能序号加一，按确认键(Enter)即为确认。
Fn-0为禁用数码管显示。
Fn-1为显示时间，轮流显示运行时间（16进制表示）（小数点在第四位），年（无小数点），月日（小数点在第二位）、时分（冒号）、秒（仅显示后两位）。
（图4）
Fn-2监控任意一张扩展板、任意一输入和输出的状态，需要输入板组号和脚号（其中0代表低电平，1代表高电平）。
Fn-3监控任意一张扩展板任意一输出的状态，需要输入板组号和脚号（其中0代表低电平，1代表高电平，2代表切换电平）。
Fn-4监控所有输入状态，即有输入状态变更时，会显示在数码管上。
Fn-5监控所有输出状态，即有输出状态变更时，会显示在数码管上。
Fn-6显示芯片编号，以滚动方式显示。
Fn-7重新扫描外置扩展版数量。
Fn-8读取储存的所有配置并显示由TTL输出。
Fn-9调整设置，设置功能具体操作如下：
Fn90设置网络相关数码管第一位表示是否重启.
数码管第二位表示下次启动时是否开启AP模式
数码管第三位表示是否开启Wifi连接网络
数码管第四位表示是否开启MQTT无线网络控制。
Fn91设置Oled状态数码管有三位显示其不同的功能
数码管第一位表示OLED显示是否启用（由按键0、1控制关、开）。
数码管第二位表示OLED显示方向（2、3控制反向、正向显示）。
数码管第三位表示OLED显示亮度（4~9控制0~5级亮度）
Fn92设置数码管亮度，按键0~7表示8级亮度
Fn93设置时间，时间设置将在数码管上以不同页面显示，由确认键进行切换，除第一页NTP对时状态外，其他页面在所有页面输入完毕后进行时间更改。页面表示如下：
第一页输入是否开启NTP功能（由按键0、1控制关、开），第二页输入年，第三页输入月日，第四页输入时分，第五页输入秒。
Fn94设置绑定状态（输入是否控制输出），需要输入板组号和脚号（其中0代表关，1代表开，2代表切换）。
Fn95设置点触状态（输入由高电平切换为低电平时候，对应的输出是否锁定为高电平，待下次输入为高电平是，输出再切换为低电平）。
Fn96设置长按模式状态（任意一个输入开启长按后，可以设置长按2秒后控制不同的输出）。注意，如果没有长按需求，需禁止此选项来提高操作质量。
Fn67设置任一输入对应任一输出，数码管四位分别表示输入的板组号、输入的板脚号、输出的板组号、输出的板脚号，若选择的输出组脚号实际不存在，则输入控制的输出被标记成空。
Fn98设置任一长按输入对应任一输出，描述同上。
Fn99进入测试状态，进入测试状态将会关闭所有输出，然后循环开关每一个存在的输出组脚，按菜单按键退出测试模式。
十一、MQTT无线控制功能
控制命令将由简短的代码和合理的规则去操作，规则如下：第一个字母表示控制类型，第二个字母表示操作类型，第三个字母必须为“.”（半角点），其他将在不同控制类型里表示不同意思，所有英文字母不分大小写，主题分为下列类型：
原始主题：zxlch/SmartHome，连接MQTT后会向原始主题发送根主题名
根主题：zxlch/SmartHome/XXXX，X表示芯片编号
命令主题：zxlch/SmartHome/XXXX/Command，所有的控制命令发送至此
子主题：以下为不同类型子主题位置
输入子主题：zxlch/SmartHome/XXXX/InputMMNN，MN分别表示组脚号
输出子主题：zxlch/SmartHome/XXXX/OutputMMNN，MN分别表示组脚号
批量执行子主题：zxlch/SmartHome/XXXX/ScriptMM，M表示批量执行编号
命令主题接受的命令含义如下：
Oh.xy打开输出--子主题返回H(x=板,y=脚)(x=9时为批量执行)
Ol.xy关闭输出--子主题返回L(x=板,y=脚)(x=9时为批量执行)
Os.xy切换输出--子主题返回L|H(x=板,y=脚)(x=9时为批量执行)
Oa.xzzz...写入板状态--子主题返回L|H(x=板,z=1、0、2、x)(x=9时为批量执行)
Or.xy读取单输出--子主题返回L|H(x=板,y=脚)(x=9时为批量执行)
Ou.x读取板输出--子主题返回L|H(x=板)(x=9时为批量执行)
Oo.x读取板输出--根主题返回Ox.L|H...(x=板)(x=9时为批量执行)
Ir.xy读取单输入--子主题返回O|I(x=板,y=脚)
Iu.x读取板输入--子主题返回O|I(x=板)
Io.x读取板输入--根主题返回Ix.O|I...(x=板) (用都命令读取的是内存数据)
Bw.xzzz...写绑定状态--根主题返回Bx.0|1...(x=板,z=1、0、2、x)(用写命令读取的是EEPROM数据)
Br.x读取绑定状态--根主题返回Bx.0|1...(x=板) (用都命令读取的是内存数据)
Tw.xzzz...写点触状态--返回Tx.0|1...(x=板,1、0、2、x)(用写命令读取的是EEPROM数据)
Tr.x读取点触状态--根主题返回Tx.0|1...(x=板) (用都命令读取的是内存数据)
Lw.xzzz...写长按模式状态--返回Lx.0|1...(x=板,1、0、2、x)(用写命令读取的是EEPROM数据)
Lr.x读取长按模式状态--根主题返回Lx.0|1...(x=板) (用都命令读取的是内存数据)
Cw.xymn写入输入控制输出--根主题返回Cxy.mn(x=板,y=组,m=被控板,n=被控组)(m=9时为批量执行)
Cr.xy读取输入控制输出--根主题返回Cxy.mn(x=板,y=组)
Pw.xymn写入长按输入控制输出--根主题返回Pxy.mn.L(x=板,y=组,m=被控板,n=被控组)(m=9时为批量执行)
Pr.xy读取长按输入控制输出--根主题返回Pxy.mn.L(x=板,y=组)
Nr.读取外置板数量--根主题返回Nx(x=板数量)
Nw.重扫外置板数量--根主题返回Nx(x=板数量)
ZK.01-12发送数码管按钮(10表示菜单，11表示0，12表示确认)
ZR.xx重启设备(xx=重启延时时间，最大60(秒))
十二、批量执行功能
固件支持8组批量执行功能，每组批量执行支持动作和释放两种状态（即类似于开与关），其中第8组批量执行固定为动作时全开所有外置板输出，释放时关闭所有外置板输出，另外7组每个状态支持128条控制命令。注意，因批量执行的特殊性，只能在硬件启用时长按确认键连接AP后进行设置。批量执行将可以操作下列功能：操作任一输出的开、关、切换输出电平状态、绑定模式、点触模式、长按模式，也可以控制MQTT模式的开启、关闭、切换（禁用MQTT后，此输出的MQTT控制将被无效化）。
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发表于 2020-8-20 23:38:10
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