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UniPi Neuron是一系列模块化PLC，设计用作控制，调节和监控的中央控制单元。

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这个项目中使用的东西

硬件组件

Raspberry Pi 2模型B.     ×  1      

定制设计的PCB    × 1      

定制设计的阳极氧化铝外壳     ×  1      

介绍

所述UniPi神经元是一个模块化的可编程逻辑控制器（PLC）的产品线，被设计成用作智能建筑系统，HVAC（加热，通风，空调）系统和工业自动化的控制，调节和监视的中央控制单元。凭借其模块化架构和紧凑的设计，Neuron代表了一种高度灵活且经济实惠的解决方案，可快速扩展智能技术领域，尤其适用于智能能源管理，以实现更高的能效和费用降低。

Neuron可用于：

智能家居自动化

建筑公司

电气安装

能源管理

远程控制和SCADA（监督控制和数据采集）

提供BMS（建筑管理系统）服务的公司

园林和农业自动化

极客和DYI爱好者

饮料行业

数据中心

工业监测

小型工业项目等等。

Neuron旨在适用于几乎所有自动化项目。

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硬件

神经元的一般图

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每个Neuron模型根据模型分为一到三个输入 - 输出（I / O）组，每个模型具有多个输入，输出和/或通信模块。每个I / O板由其自己的STM32处理器控制，该处理器控制输入和输出并与中央处理单元（CPU）通信。处理器使用我们自己的固件，不仅包含基本I/ O功能，还包含其他功能和特性。每组的I / O模块都带有标签，以最大限度地降低不匹配的风险。

神经元内部拓扑

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作为所有Neuron单元的CPU，使用Raspberry Pi 单板计算机。每个I / O组处理器连接到CPU和所有组处理器的中央通信通道。I / O组之间没有通信。每个处理器还可以在CPU上独立运行，允许用户在CPU出现故障或软件问题时保留对I / O模块的基本控制。整个系统由一个接地的eloxed铝制外壳组装成，实现具有IP20 防护等级。

下图显示了Neuron L40x系列设备的输入，输出和组标签：

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第1组第2组第3组

模块化

由于采用模块化设计，I / O板完全可以互换。多亏了这一点，可以通过简单地交换现有的I / O组或将它们更改为全新的I / O组来创建新模型，从而添加更多功能。我们创建了12个不同数量和类型的I / O模块，每个模块都基于S103模型 （整个线路的核心模型）。

我们提供12种型号的Neuron PLC单元，可以配备

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最多64个数字输入

最多4个数字输出

最多56个继电器输出

最多9个模拟输入

最多9个模拟输出

最多3个RS485通用总线端口

上述各种组合

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通讯接口

作为标准配置，所有Neuron设备均配备RS485-Modbus 和1-Wire 通信接口。所述的1-Wire 低速用于被动数据收集来自所连接的各路传感器，例如温度传感器，湿度传感器，其它测量装置。1-Wire低速数据总线允许最多15个具有唯一HW地址的设备连接到每个通道。MODBUS然后是使用RS485串行总线的通信协议，并且用于给定协议的各种设备的接口。作为标准配置，所有Neuron设备都配备了一条RS485总线 - 例外的是Neuron 500系列，最多可配备3个RS485总线端口。然后，这些单元都可以实现使用多达三种通信协议连接到设备。

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输入和输出

根据型号，I / O组可以配备数字，模拟和/或继电器模块，或所有类型的组合。每种类型都有自己的特定功能和用法。

数字输入设计用于读取二进制值（0/1，开/关，打开/关闭等），因此适用于连接开关，运动传感器，窗户或门磁锁等。

数字输出可用于控制二进制状态设备，如闪电开关，百叶窗控制，远程门控等。

模拟输入用于接收0-10V电压或0-20mA电流信号。或者，它们可用于从相应的传感器读取数据，例如电阻温度计。用户可以通过相应的控制软件调整输入模式。

模拟输出用于通过0-10V电压或0-20mA电流信号控制外部设备，如三通阀或热交换器。模拟输出允许电流或电压调节 - 或者，第1组输入可与电阻热传感器结合使用。

继电器输出设计用于通过交流或直流电压的切换双态设备。因此，继电器可用于切换锅炉，热水器，电动机或其他更强的继电器。Neuron单元继电器设计用于5A最大电流和250V交流/ 30V直流电压。

扩展模块

除了Neuron PLC产品线，我们还开发了NeuronXS扩展模块。这些模块基于基本的Neuron S103单元，但Raspberry Pi CPU由基于特定型号的附加I / O组取代。扩展模块通过RS485通用总线连接，不仅可以与Neuron组合使用，还可以与任何其他兼容RS485的PLC单元组合使用。

根据所选的型号，扩展模块可以通过以下方式扩展现有系统：

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最多24个额外的数字输入

最多14个放松输出

最多4个模拟输入

最多4个模拟输出

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软件

我们将Neuron软件设计为尽可能开放。因此，该单元可以使用来自本机，商业或开源平台列表的任何解决方案来进行控制，调节和配置PLC。

提供的基本软件是Linux操作系统以及使用TCP协议的Modbus通信接口 - 两者都可以从我们的网站免费下载。此基本解决方案专为简单的用户应用程序实现而设计，并支持远程访问以及运行软件。

原生软件平台

我们的主要软件平台是Mervis和EVOK。Mervis 平台是一系列用于高级控制和监管的工具和应用程序。除了控制软件外，还提供开发应用程序和用户友好的图形界面，以及用于远程控制和监控的SCADA界面。该平台是根据PLC软件的IEC 66131-3标准开发的。

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EVOK 是我们的开源应用程序编程接口（API）的名称，主要用于远程访问我们的PLC单元。它是一款易于使用的软件，无需复杂的编程即可轻松访问硬件。EVOK使用六种统一的方法（或协议），因此用户无需编写自己的代码。这意味着，可以使用任何编程语言。

这些协议涵盖绝大多数现有设备和软件，这使得EVOK成为一个高度灵活的软件，充当设备或软件本身与包含控制接口的EVOK网页之间的层。所得到的软件易于使用，足以让初学者使用它。

功能

Neuron的数字输入和输出模块具有一组功能，允许用户自定义设备的功能。

数字输入包含去抖动，计数器和DirectSwitch 功能。

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去抖动通过以毫秒为单位测量的控制间隔自动补偿信号波动。然后，只有当脉冲持续给定的控制间隔时，才将该脉冲评估为有效。通过这种方式，去抖可以防止单个脉冲的多次返回。正确的去抖设置对于正确的数字输入操作至关重要。

计数器功能对由数字输入接收的脉冲进行计数，并在达到预设峰值时自行复位。通过此功能，数字输入可用于读取由数字流量计，温度计和其他数字测量设备收集的数据。

DirectSwitch 是一组数字输出功能，允许输出对输入状态变化的快速反应，输入状态变化由给定I / O组的本地处理器处理，绕过与CPU的通信。最终，该设备可以实现非常小的延迟。这使得DirectSwitch成为控制雷电或任何其他时间关键应用的合适选择。Neuron XS扩展模块还配备了DirectSwitch功能。

数字输出还支持脉冲宽度调制（PWM），用于传输双值模拟信号。

其他功能

所述MasterWatchdog 特征监控CPU和局部处理器之间的通信。如果在预先设定的时间范围内没有发生交换，MasterWatchdog会自动将设备和I / O模块重置为默认设置。

保存默认设置选项允许每个处理器保存其默认配置。然后，在通过手动重启或停电触发每次设备重启后加载此配置。

重新启动功能为用户提供了触发任何I / O组重启并将其重置为默认设置的选项。

所有Neuron型号还配备了四个可定制的LED二极管。它们标记为X1-X4，可用作自定义状态指示。

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原理图

神经元内部拓扑

EVOK API技术方案

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I / O组标签

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