1. 项目概述与需求分析

在实验室智能化升级中，多设备分路控制是核心挑战之一。传统实验室面临以下痛点：

• 布线复杂：每台设备独立布线，线缆杂乱且维护困难

• 管控分散：通风橱、恒温箱、搅拌器等设备各自独立操作，缺乏统一管理入口

• 安全隐患：设备长时间通电无人值守、超时运行无法自动断电

• 能耗浪费：设备空转或忘关导致能源浪费

芯步的智能控制器系列产品为此提供了完整解决方案。通过将4路/8路智能控制器与各类传感器集成，并配合HTTP API实现统一调度，可以构建覆盖全实验室的多设备联动控制系统。

核心价值

• 多路独立控制，一套设备管理多个实验工位

• 联动调度，传感器触发自动响应

• 远程可控，支持Web/小程序/App多端接入

2. 系统设计

2.1 三层架构模型

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    应用层（你的项目）                      │
│   实验室管理系统 / 小程序 / Web控制台 / 中控大屏          │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │ HTTP/HTTPS API
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     平台层（芯步云）                       │
│   设备管理 │ 规则引擎 │ 数据存储 │ 消息推送               │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │ WiFi 2.4GHz
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     设备层（执行单元）                     │
│  智能控制器4路   │   传感器集群   │   受控设备            │
│  (交流/直流版)   │  (门磁/温湿度/人体)  │  (风机/照明/电磁锁) │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

2.2 核心设备选型

3. 分路控制实现方案

3.1 硬件接线配置

芯步智能控制器提供4路独立输出，每路均可独立控制。

交流版接线示例（管理4个实验台照明）

• L1 → 实验台1照明

• L2 → 实验台2照明

• L3 → 通风橱

• L4 → 预留备用插座

直流版接线示例（门禁+预警联动）

• L1 → 实验室电磁锁

• L2 → 报警指示灯

• L3 → 蜂鸣器

• L4 → 备用

关键参数：

• 单路最大负载：交流版2200W（阻性）/350W（感性）

• 工作电压：AC 85-265V宽电压输入

• 外壳防护：防火V0级PC材质

3.2 API接口调用（分路控制核心）

芯步采用标准HTTP RESTful API，这是你在项目中集成智能硬件的核心。

单路独立控制（最常用）：

批量控制（一键全开/全关）：

此命令一次性开启1、2、3路，适用于“实验开始”场景。

3.3 脉冲控制（点动）

部分实验设备需要“点动”触发（如老式机械开关）：

第1路通电500ms后自动断开，适用于触发信号类设备。

4. 多设备联动场景实现

4.1 第一种场景：通风橱-照明-风机联动

需求：开启通风橱时，自动开启照明和排风机；关闭通风橱后延时关闭。

实现方案

1. 通风橱开关状态通过门磁传感器或干接点接入

2. 在芯步云平台配置联动规则

3. 用户也可通过小程序手动触发

API调用链

门磁状态变化 → 平台触发 → 发送指令序列
├─ 指令1: {"power1":"1"}  // 开启照明
├─ 指令2: {"power2":"1"}  // 开启排风机
└─ 指令3: {"power3":"1"}  // 开启通风橱

4.2 第二种场景：恒温箱-温度传感器联动

需求：温度超出设定范围时自动切断电源，或联动备用冷却系统。

实现方案

• 温湿度传感器实时监测环境

• 平台接收传感器数据并判断

• 超阈值时向控制器下发断电指令

状态上报机制传感器检测到温度异常时，自动上报数据到你的服务器

4.3 第三种场景：无人值守自动断电

需求：人员离开实验室后，自动关闭非必要设备，消除安全隐患。

实现方案

1. 安装吸顶式人体存在雷达传感器

2. 传感器上报“无人”状态至平台

3. 等待延时后执行断电

联动规则逻辑

人体传感器(无人) + 持续5分钟 → 平台判断 → 执行命令:
{"batch": {"relay": [1,3,4], "power": "0"}}

4.4 场景四：实验预约-设备预热联动

需求：实验开始前10分钟自动开启恒温箱预加热，实验结束后断电。

实现方案（在你的项目后端实现）：

5. 集成开发指南

5.1 项目集成架构

你的项目需要实现以下模块：

5.2 安全与签名

API调用需携带签名和时间戳

POST /{AppId}/device/control/?sign={sign}&ts={ts}

• sign：根据AppSecret生成的签名

• ts：Unix时间戳，防止重放攻击

5.3 网络部署

• WiFi要求：2.4GHz频段，信号强度≥-70dBm

• 推荐配置：为控制器分配静态IP

• 外置天线：金属机柜场景选择外置天线版本

6. 方案总结

通过芯步智能控制器和传感器的组合，实验室多设备分路控制可以实现：

集成要点回顾

1. 选择交流版/直流版控制器，按负载类型分配

2. 通过HTTP API实现分路独立控制

3. 传感器数据上行、控制指令下行形成闭环

4. 在你的项目中实现规则引擎和前端界面

你无需从零开发嵌入式驱动，只需专注业务逻辑和前端体验。芯步的标准化API可让你的实验室智能化项目在1-2周内完成从设备部署到多端控制的完整交付。