发布需求
2022-07-30 14:32竞标
2022-08-01 10:11项目开发
验收结案
互相评价
庞 **
1、硬件设计（画板 PCB Layout），贴片加工，生产测试，软件编写（嵌入式程序开发），联网调试，PCB拼板（会用到第三方的电源模块和通信模组等），PCB输出，SMT下单资料等；
2、嵌入式要对接我们的IOT平台，以MQTT协议进行主题的订阅和发布，实现时钟、指令和数据的上下行，与通信模组厂家的平台对接OTA实现固件的远程升级；
3、交付后一年维护期，维护期内存在不稳定、性能问题等其它无法再生产环境中长期运行的因素，都要做升级甚至换代，所以前期要深入了解需求以及做好充分的设计，对后续的改动留有空间余量；
一、增氧机RTU
1.板子类型（1个型号，4G Cat.1联网）：型号SRTU4400，型号定义为第一位数字是继电器数量，第二位是开关量采集通道数量，第三位是模拟量输入通道数量，第四位是脉宽调制输出（PWM）通道数量，S为增氧机专用。继电器为40A中间继电器JQX-38F/3Z，且输出端子为每路4端子，分别是电力输入的ABCN，并且在每路输出的AB（A、N间有电压则取AN）之间取电压（0-450V）和A相的电流（0-20A）的模拟量定时6秒上报1次，N端为零线端，直通输出，不需要控制通断，这里的电流采集采用板载插件式互感器)，开关量支持干湿接点的输入信号（湿接点为模拟电压型的有源开关量），带软硬件看门狗，带掉线自动重连功能，天线接口为通用的SMA 50Ω（内孔座）。
2.业务通道，有这2类：继电器（DO）、开关量（DI，带光耦），开关量通道均带TVS保护（主要是防止外部带电设备对板子内部的元器件造成的损伤，所以选用单向的TVS即可），自带固定继电器输出的负载电流电压采集（4电压+4电流，按实际电气数值打包为JSON上报，如：
{"V1":375.8,"A1":6.03,"V2":374.8,"A2":6.15,"V3":379.2,"A3":5.91,"V4":380.7,"A4":6.34}）。
3.使用定制模的外壳。
4.板子上提供一个蓄能元器件，至少保证在电源断开后5秒内能正常工作，以便有足够的联网时间，主动上报掉电报警信号给服务器。
5.设备端的数据上报逻辑原则上是有变化才上报，其中心跳周期默认是30秒（失联就要蜂鸣器报警，表示设备已离线），当设备上线后自动上报设备的数据和设备状态（含各个IO通道的状态）。
6.采用全网通的4G SIM卡。
7.服务器下发的指令分这几类：
1）主动读取指令；
2）控制指令；
3）配置指令；
4）固件升级指令。
8.智能触发场景，含定时触发和输入通道触发，以及两者相结合的触发逻辑。
9.一键功能，即用户一键执行的指令，通过服务器端下发给设备端的一个指令，可以同时触发多个继电器动作。
10.设备上有对应每一路继电器的轻触按键开关，可以一对一联动继电器，这些开关都是自复位的开关，联动继电器默认是自锁翻转输出（单稳态），可以通过一个拨码开关来切换为点动输出（即吸合接通1秒后自动释放断开），还有一个可以控制本设备继电器通道全开和全关的按钮，即6个按钮。
11.开关量，每一路开关量通道都带光耦隔离和TVS保护，隔离电压3000V以上，避免板子上的电压误伤了外部传感器（或者外部湿接点电压对板子上元器件的误伤），开关量除了可接无源干接点的开关外，还能接入有源的开关量信号（高电平有效，即1~36V的对地电压为有信号，否则为无信号），设计为N+2=6个端子的组合（其中N=4，而2 = 1个干接点的公共端COM + 1个湿接点的GND端）。
12.继电器，继电器的输出，可以设置为指定的保持时长的输出（时长单位为ms），输出类型有三类：自锁开（带保持时长，0为一直保持）、自锁关（带保持时长，0为一直保持）、翻转（带保持时长，0为翻转后一直保持），点动就是保持时长大于0的自锁开，常见的点动保持时长是1秒。继电器至少保证响应时间（灵敏度）在100ms以内，采用高品质的继电器（电磁特性和触点质量，即线圈和磁铁的品质），默认支持断电记忆（上电后会恢复断电前的状态），也可以由服务器下发配置指令设置为禁用（即上电后默认不吸合，可针对每一路继电器配置），继电器状态能双向反馈（即状态变了要立刻上报）。
13.在服务器下发恢复出厂设置指令或者用户在设备上长按RESET按键时，嵌入式端就将出厂时配置的参数复制到RAM存储器中覆盖上一次的配置，无需重启设备立即生效。
14.支持OTA在线固件升级，失败时能回滚到上一个版本的固件，成功后无需重启设备立即生效（如果无法实现就要做到自动重启，如果重启失败就恢复到最后一个正常的版本，并上报升级失败的信号）。本地程序烧录口可以和业务参数配置口统一用mcu上的串口实现一个microUSB（或者TTL）口对外一个接口（兼容程序烧录、log、用户的业务参数配置），要求设计接口在板子侧面，方便用户不需要拆开外壳盖。建议板子上的mcu就用通信模组上内置的mcu即可，尽量不需要再用到另一个mcu实现，比如合宙的OpenCPU技术，用Lua进行二次开发。
15.关于指示灯：
1）电源端口有个红色指示灯，有电压时亮，无电压时灭，电压低于100VAC时慢闪（亮100ms灭3秒），高于400VAC时自动断开保护。
2）天线接口附近有个绿色网络指示灯，正常状态为：搜索运营商基站联网时快闪（亮1秒暗1秒，搜网状态），联网成功后慢闪（亮100ms暗3秒，即呼吸灯状态），离线时又恢复到搜索基站时的快闪（搜网状态）。当用户长按复位按键RESET会常亮，复位成功后自动恢复正常状态。
3）每一路继电器旁边都有对应的黄色指示灯，接通时亮，断开时灭。
4）每一路开关量旁边都有对应的黄色指示灯，干接点接通（湿接点有电压）时亮，干接点断开（湿接点无电压）时灭。
16.关于蜂鸣器：
1）上电通过按键控制，在交流接线端子后面设置一个电源开关，短按开机，长按关机）板子得电后蜂鸣，短鸣100ms，一声即可；
2）离线（失联）报警蜂鸣，长鸣1s，每间隔5s发出一声，直到重新联网后才停止。
17.只有一个交流电源接口宽电压供电（采用A相和N作为火零线供电，交流：100-400VAC，螺丝端子接线；变压模块要求实现：反接保护、短路保护、过压过流保护、浪涌保护、纹波<=100mV，可以采用市面上的成熟电压模块。
18.所有的上报数据和状态都带采集那一刻的时间戳，精确到ms，即13位数的整型。
19.设备端能接受平台下发的重启指令实现远程重启设备（与上面提到的OTA升级和远程配置指令无关），用户可以随时在平台下发这个重启设备的指令，和在设备上按电源开关一样的效果，这种情况下嵌入式都可以一致认为是用户人为开关机，不能识别为意外停电和来电。
20.采用MQTT通讯协议对接服务器平台，数据格式为JSON。
二、全能版RTU
1.板子类型（1个型号，均为4G Cat.1联网，都带一个温湿度固定485接口和一个通用485接口）：型号RTU4442，型号定义为第一位数字是继电器数量，第二位是开关量采集通道数量，第三位是模拟量输入通道数量，第四位是脉宽调制（PWM）输出通道数量。开关量支持干湿接点的输入信号（湿接点为模拟电压型的有源开关量），模拟量接收4-20mA的工业标准电流型传感器，模拟量输出通道都是PWM输出，通用485端口支持Modbus RTU协议（数字量传感器采集端口以及下发数据的透传口，设备作为主机），全系设备均带软硬件看门狗，带掉线自动重连功能，天线接口为通用的SMA 50Ω（内孔座）。
2.业务通道，有这6类：继电器（DO）、开关量（DI，带光耦）、模拟量采集（AI）、模拟量输出AO（PWM）、通用数字量（RS485）、温湿度固定485通道，所有输入通道均带TVS保护，主要是防止外部带电设备对板子内部的元器件造成的损伤，所以选用单向的TVS即可。
3.电路板采用电磁防护、抗干扰静电设计（3000V）、PCB整板上三防漆（确保不会轻易造成元器件的短路、受潮、腐蚀、虫咬），采用公模ABS工控盒。
4.板子上提供一个蓄能元器件，至少保证在电源断开后5秒内能正常工作，以便有足够的联网时间，主动上报掉电报警信号给服务器。
5.板子上预留固定485温湿度的传感器接口（刷新周期为2s，四线制，即：电源正DC5～28V，电源负，485A，485B），方便用户外接温湿度传感器，做到热插拔（无需断电后再插拔），这个传感器的电源由板子提供稳压DC12V输出，该传感器的modbus rtu协议写死在嵌入式，上报给平台数据的是真实的温度值和湿度值。
6.设备端的数据上报逻辑原则上是有变化才上报（模拟量通道则是变化范围超过了设定的阈值uAChange才会上报），其中心跳周期默认是30秒（失联就要蜂鸣器报警，表示设备已离线），当设备上线后自动上报设备在失联期间采集到的缓存数据，以及当前的数据和状态（含各个IO通道的数据与状态）。
7.采用全网通的4G SIM卡。
8.服务器下发的指令分这几类：
1）主动读取指令；
2）控制指令；
3）配置指令；
4）固件升级指令。
9.智能触发场景，含定时触发和输入通道触发，以及两者相结合的触发逻辑。
10.一键功能，即用户一键执行的指令，通过服务器端下发给设备端的一个指令，可以同时触发多个继电器动作。
11.设备上有对应每一路继电器的轻触按键开关，可以一对一联动继电器，这些开关都是自复位的开关，联动继电器默认是自锁翻转输出（单稳态），可以通过一个拨码开关来切换为点动输出（即吸合接通1秒后自动释放断开），还有一个可以控制本设备继电器通道全开和全关的按钮，即6个按钮。
12.开关量，每一路开关量通道都带光耦隔离和TVS保护，隔离电压3000V以上，避免板子上的电压误伤了外部传感器（或者外部湿接点电压对板子上元器件的误伤），开关量除了可接无源干接点的开关外，还能接入有源的开关量信号（高电平有效，即1~36V的对地电压为有信号，否则为无信号），设计为N+2=6个端子的组合（其中N=4，而2 = 1个干接点的公共端COM + 1个湿接点的GND端）。
13.继电器，10A负载容量，每一路是：常开+公共端COM的组合，继电器的输出，可以设置为指定的保持时长的输出（时长单位为ms），输出类型有三类：自锁开（带保持时长，0为一直保持）、自锁关（带保持时长，0为一直保持）、翻转（带保持时长，0为翻转后一直保持），点动就是保持时长大于0的自锁开，常见的点动保持时长是1秒。继电器至少保证响应时间（灵敏度）在100ms以内，采用高品质的继电器（电磁特性和触点质量，即线圈和磁铁的品质），默认支持断电记忆（上电后会恢复断电前的状态），也可以由服务器下发配置指令设置为禁用（即上电后默认不吸合，可针对每一路继电器配置），继电器状态能双向反馈（即状态变了要立刻上报）。
14.模拟量输入通道都可接4-20mA的电流型传感器，采用12/16位的ADC进行采样（采样频率不能小于0.1Hz，默认为1Hz，可设置范围是0.1Hz～10Hz），数值范围是0-65535的16位无符号整型，上下限的报警值是电流值（单位是uA），所以需要服务器端每次配置好模拟量变化阈值uAChange就下发给设备端保存，然后设备端对应这个通道的数值变化超过了设定的变化阈值（默认模拟量变化阈值uAChange是50uA，可设定范围是10～100uA）才会上报数据（每个通道的变化阈值uAChange_x可以不一样，默认情况下都是50uA），避免上报大量的重复数据，也同时过滤了由于传感器自身的不稳定造成的非正常波动。N=8个负载的测量电流也一样，只在上电后首次上报后，就按是否超过模拟量通道一样的模拟量变化阈值来决定是否上报数据，避免大量重复数据。
15.在服务器下发恢复出厂设置指令或者用户在设备上长按RESET按键时，嵌入式端就将出厂时配置的参数复制到RAM存储器中覆盖上一次的配置，无需重启设备立即生效。
16.设备上还有个8脚的外挂flash存储器用于存储设备在失联期间采集到的模拟量数据，当设备连上服务器之后自动按采集的时间顺序逐个上报，上报完毕后自动清空RAM上的数据，供下次继续缓存数据用，这个存储器的空间为32MB，设计原则是至少能缓存一天的数据（24小时）。
17.脉宽调制输出通道（PWM）在无输出时保持断开的输出状态，有输出时才有电流输出（根据实际数值调制出合适的占空比），直接使用mcu的PWM口即可，默认应大于等于1kHz（可根据mcu默认值），PWM的外围辅助电路实现过压保护输出，峰值10A（电流超过10A或电压高于额定电压的1.2倍就断开输出），额定电压最高可以支持到24V，PWM通道的电源统一由外部供电，所有的PWM通道共用同一个外部电源，板子只负责调制输出PWM信号，实际输出由外部电源提供能量，所以要在板子上设计一个可以提供外部直流电源接入的大电流端子，并做好与PWM通道之外电路的电气隔离。
18.数字量，在485串口可配置合适的参数（默认为9600bps，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验）,485端子可以外接支持Modbus RTU协议的传感器，只要参数匹配就可以采集到数据，传感器的默认从机地址为1，当用户增加第二个传感器的时候，可添加到第255个，都需要上位机发修改从机地址的指令去修改对应那个传感器的从机地址，这个时候需要把要配置从机地址的传感器单独接到设备的485端口（原来接上去的其它传感器在配置新传感器地址期间要暂时拆除）。由于可能在485端口上接入多个传感器，所以设备能接受平台下发的修改采集周期的指令，默认采集周期是2s，可设置范围是1～600s。
19.设备的位置变化超过设定阈值时主动上报位置的经纬度信息（采用运营商的蜂窝基站定位，可以接受200米以内的定位误差），即“网关位置变化阈值”默认为200米，可接受平台下发的位置变化阈值指令来修改，可设置范围是100～500米，可接受平台下发的获取当前设备的实时位置信息（经纬度以及定位时间戳）。
20.支持OTA在线固件升级，失败时能回滚到上一个版本的固件，成功后无需重启设备立即生效（如果无法实现就要做到自动重启，如果重启失败就恢复到最后一个正常的版本，并上报升级失败的信号）。本地程序烧录口可以和业务参数配置口统一用mcu上的串口实现一个microUSB（或者TTL）口对外一个接口（兼容程序烧录、log、用户的业务参数配置），要求设计接口在板子侧面，使用方便不需要拆开外壳盖。建议板子上的mcu就用通信模组上内置的mcu即可，尽量不需要再用到另一个mcu实现，比如合宙的OpenCPU技术，用Lua进行二次开发。
21.关于指示灯：
1）电源端口（包括PWM外接电源）附近都有个红色指示灯，电源电压正常时长亮，电压过低时（即小于板子的直流电源最小电压DC12V，而PWM的是直流可变工作电压需要读取配置MaxV，默认值是DC24V）慢闪（亮100ms灭3秒），不管是交流电源还是直流电源，没有电压时灭，如果只有交流电源供电就不会有慢闪（因为不做交流电源电压的测量，只会有电和无电，不是亮就是灭）。
2）天线接口附近有个绿色网络指示灯，正常状态为：搜索运营商基站联网时快闪（亮1秒暗1秒，搜网状态），联网成功后慢闪（亮100ms暗3秒，即呼吸灯状态），离线时又恢复到搜索基站时的快闪（搜网状态）。当用户长按复位按键RESET会常亮，复位成功后自动恢复正常状态。
3）每一路继电器旁边都有对应的黄色指示灯，接通时亮，断开时灭。
4）每一路开关量旁边都有对应的黄色指示灯，干接点接通（湿接点有电压）时亮，干接点断开（湿接点无电压）时灭。
22.关于蜂鸣器：
1）上电（包括人为按键开机、交流接线端子、直流插入DC口）蜂鸣，短鸣100ms，一声即可；
2）离线（失联）报警蜂鸣，长鸣1s，每间隔5s发出一声，直到重新联网后才停止；
3）PWM外部电源超压报警蜂鸣，长鸣1s，每隔1s发出一声，发10次声即停，并且PWM电源指示灯和蜂鸣器一样每隔1s灭一次（正常是接上外部电源后就一直常亮）。
23.交直流双电源接口宽电压供电（交流：100-400VAC，螺丝端子接线；直流：DC12V-36V、反接保护、短路保护、过压过流保护、浪涌保护、纹波<=100mV。设计一个电源拨码开关，方便用户上电（上电后自动开机）和断电关机，也以此来区分意外停电（来电）和正常停电（来电）。如果交直流同时供电，优先用直流，此时自动切断交流输入。
24.所有的供电电源的电压超过工作电压最大值的20%就要断开保护（PWM的是直流可变工作电压需要读取配置值MaxV，默认值是DC24V，板子上的交流最大值是AC400V，而直流最大值是DC36V），当实际测量的电压如果大于这些值乘以1.2倍之后的值就断开保护和蜂鸣器发声报警，保护及报警值就分别是：MaxV*1.2，即交直流电源的保护电压分别为：AC480，DC43.2V。
25.电源电压采集，直流电源电压变化超过100mV立即上报（包括PWM电源和板子的直流电源，可设置范围是50~500mV，默认为100mV），交流电源的电压无需测量，需要测量的电源包括板子的直流电源和PWM外部电源一共2个电压值。
26.预留好继电器通道数（N=4个）的电流采集端口，供外部AC电流互感器接入用，PWM的每一路通道也做电流采集，而且不需要外接电流互感器（采用板载插件式的互感器），在板子上用元器件直接采集每一路的PWM实际输出的直流电流值，并且这两类采集的电流值，在数值变化超过变化阈值就立即上报，这个上报的电流值是真实值（电流变化阈值的单位是A，可设置范围是0.1～1A，N个端口和PWM都一样，可以接受平台下发修改，默认阈值是0.3A），那N个端口的测量值要记得乘以互感器的倍数（变比）。要采集的电流个数是：N+2=6，板载和外接式的交流互感器建议量程都在0～30A之间。
27.所有的上报数据和状态都带采集那一刻的时间戳，精确到ms，即13位数的长整型。
28.设备端能接受平台下发的重启指令实现远程重启设备（与上面提到的OTA升级和远程配置指令无关），用户可以随时在平台下发这个重启设备的指令，和在设备上按电源开关一样的效果，这种情况下嵌入式都可以一致认为是用户人为开关机，不能识别为意外停电和来电。
29.采用MQTT通讯协议对接服务器平台，数据格式为JSON。
在全能版完全成熟稳定的情况下，针对该板子做“减法”，去掉一些功能（嵌入式和PCB的元器件），实现基础版RTU和模拟量RTU这两块板子。