SBC860模块化工控机方案
[lablebox]SBC860是一款模块化工控单板计算机应用底板，可搭载英创ESMARC规范的各种工控主板。同时SBC860应用底板有专用I/O及串口资源接口，配合专用模块，可以方便地扩展出多样性的接口资源，如串口、CAN、I/O、A/D等，构成可以直接使用的工控机系统，实现工业应用所需端口资源的灵活配置。此外，SBC860还保留了mini PCIe模块插座，可以支持基于USB接口的3G/4G/WiFi无线通讯模块。
在使用时，根据接口资源需求情况，选用资源及处理性能满足要求的ESMARC工控主板插在SBC860应用底板上，再从SBC860的资源接口上，利用2.54mm的带线，连接不同功能的模块，以实现应用需求。
使用SBC860模块化工控机方案，可以实现的资源如下：
● 2路以太网接口
● 2路USB-Host接口
● 3G/4G模块支持
● 4路摄相头信号输入
● 1路VGA显示接口
● 14路RS485接口
● 14路RS232接口
● 6路CAN总线
● 32路继电器空触点输出
● 32路空触点输入
● 16路模拟信号输入
需要说明一下，以上的资源为SBC860模块化工控机方案中，能引出的单一资源最多数量，且是需要ESMARC工控主板支持、同时在SBC860应用底板上连接相应的扩展模块才能实现。如果在应用中要使用多种类型的资源接口，则单一类型的资源不会达到最大资源接口数量。
SBC860模块化工控机系统基本结构如下图所示：
SBC860模块化工控机系统构示意图
SBC860模块化工控机可以使用的ESMARC工控主板
| 支持的主板 | 支持的扩展模块 | 串口 / CAN等资源描述 |
| ESM928x | 3G/4G模块 | 可以实现最多6路串口、2路CAN资源 |
| ESM6800 | 3G/4G模块 | 可以实现最多12路串口、2路CAN资源 |
| ESM335x | ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G | 使用ETA508模块可以实现最多13路串口，如果使用ETA503模块可以实现最多9路串口，6路CAN资源 |
| ESM7000 | ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G | 使用ETA508模块可以实现最多14路串口，如果使用ETA503模块可以实现最多10路串口，6路CAN资源 |
| ESM7100 | ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G、ETA6869 | 使用ETA508模块可以实现最多14路串口，如果使用ETA503模块可以实现最多10路串口，6路CAN资源。ETA6869模块是一个可以对4路摄相头信号进行同时采集的视频模块，它占用mini PCI-e插座，在没有使用3G/4G模块时，可以实现8路视频信号输入，由系统设置选通 |
| ESM6802 | ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G，ETA6869 | 使用ETA508模块可以实现最多14路串口，如果使用ETA503模块可以实现最多10路串口，6路CAN资源。ETA6869模块是一个可以对4路摄相头信号进行同时采集的视频模块，它占用mini PCI-e插座，在没有使用3G/4G模块时，可以实现8路视频信号输入，由系统设置选通 |
SBC860已支持的模块型号
在SBC860模块化工控机系统规划时，考虑到各种模块的互换性与生产方便性，将所有的模块尺寸及安装定位孔都规定为统一的尺寸参数，如下图所示：
基于SBC860模块化工控机系统的模块尺寸
由于不同的功能模块信号连接端数量不同，所以不同功能的模块的连接器引脚数不同。下表列出了现在SBC860模块化工控机系统支持的功能模块及其特性：
| 产品型号 | 产品类型 | 连接器引脚 | 简要描述 | 连接个数 |
| SBC860-IO1 | 数字IO模块 | 8x2（16脚） | I2C扩展的数字IO模块 | 8个模块 |
| SBC860-S1 | 串口驱动模块 | 6x2（12脚） | 双通道RS232/RS485 | 2个模块 |
| SBC860-C1 | CAN驱动模块 | 5x2（10脚） | 双通道CAN总线驱动模块 | 2个模块 |
| SBC860-AD1 | AD模块 | 6x2（12脚） | 利用串口通讯的模拟数据采集模块 | 4个模块 |
说明：连接个数，是指同一条连接带线上，可以连接该类型的模块数量
最后产品完成设计时，可以使用1U机箱，将各个模块安装到机箱内，最终构建成产品。安装到机箱时，只需要根据模块尺寸参数，在机箱内设计固定螺钉，同时根据模块连接器参数，在机壳面板开孔，使连接器平整地分布在面板平面。如下图所示：
机箱背面接线端处理示意图
SBC860模块化工控机的基本硬件情况
SBC860应用底板接口资源
SBC860资源分布图
SBC860-IO模块
SBC860-IO模块，是利用I2C总线扩展出GPIO，再对信号进行隔离，最终实现4路空触点输出，4路空触点输入的应用模块。该模块连接在SBC860应用底板的J5接口上，一条带线可以连接最多8个模块，通过SBC860-IO模块上的跳线器决定每一个模块的I2C地址。
SBC860-IO继电器扩展模块
SBC860-AD模块
SBC860-AD模块，是采用单片机系统，控制A/D芯片，实现8路单端模拟信号输入采集，或者4路差分模拟信号输入采集的模块，通过串口与SBC860应用底板连接。
SBC860-AD可以连接在SBC860应用底板上的J1、J2、J3、J4接口上。在使用SBC860-AD时，需要注意每个接口的差异，如下表所示：
| 接口 | 连接模块数 | 条件/说明 |
| J1 | 4 | 使用COM2~COM5 |
| J2 | 2 | 只能使用COM6\COM7 |
| J3 | 4 | 需使用ETA503、ETA508 |
| J4 | 4 | 需使用ETA508 |
SBC860-AD模拟信号采集模块
SBC860-S模块
SBC860-S是串口驱动模块，该模块同时将2路TTL电平信号的串口信号转换成RS232与RS485，但通过不同的接线端子引出，可以同时连接并使用。由于RS485在应用中，根据实际情况才能确认是否需要总线匹配，因此，在接线端子上设计了120欧姆匹配电阻连接端。在需要的情况下，短接相应的2个连接端子即可。
SBC860-S可以连接在SBC860应用底板上的J1、J2、J3、J4接口上。其中J1、J3、J4接口通过带线，最多可以连接2个SBC860-S模块。J2接口通过带线，只能连接1个模块，且SBC860-S模块上，只能选择COM1、COM2。
SBC860-S串口驱动模块
SBC860-C模块
SBC860-C是CAN总线驱动模块，该模块同时驱动输出2路CAN总线，由不同的接线端子引出。由于CAN总线也类似RS485总线，根据实际情况才能确认是否需要总线匹配，因此，在接线端子上设计了120欧姆匹配电阻连接端。在需要的情况下，短接相应的2个连接端子即可。
SBC860-C可以连接在SBC860应用底板上的J2、J3接口上。其中J2接口通过带线，只能连接1个模块，且SBC860-C模块上，只能选择CAN3、CAN4。J3接口通过带线，最多可以连接2个SBC860-C模块，但是必需在SBC860应用底板上挂接ETA704模块才能使用。
SBC860-C CAN总线驱动模块
关于各资源接口模块的详细说明及信号连接，请参考对应模块的数据手册。
SBC860与资源模块连接的方式如下图所示：
SBC860通过SBC860-IO模块与SBC860-AD模块
SBC860通过J2连接SBC860-C模块和SBC860-S模块
SBC860通过J1连接2张SBC860-S模块