一种暖气智能节能有线控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种可以应用于新建筑暖气分户计量系统或既有暖气分户计量、节能改造等相关领域的暖气智能节能有线控制装置，包括：一用于接收信号、处理数据、控制外围设备工作的微处理器，一用于驱动暖气阀门的开与关的电机，一温度传感器，一显示装置，一按键模块，一时钟芯片，一MAX487通讯模块，一电源模块。本实用新型可通过微处理器驱动电机控制阀门的开关，实现用户根据需要自由开关暖气阀，解决了资源浪费的问题。同时可以对室内温度、供暖时间等信息一目了然，并且不需要对现有管路做很大改动。本实用新型还可以采用IC卡预付费的方式，解决了供暖收费难的问题。因此本实用新型具有很好的推广应用价值。
【专利说明】一种暖气智能节能有线控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种暖气节能装置，尤其涉及一种可以应用于新建筑暖气分户计量系统或既有暖气分户计量、节能改造等相关领域的暖气智能节能有线控制装置。
【背景技术】
[0002]能源紧张是现在世界各国需要面对的重大问题，我国人口众多，人均能源严重不足。我国北方地区逐步采用集中供暖的方式供暖，在国家政策的大力推动下，热计量的用户数量大幅度增长，在国家的节能减排工作中发挥了较大作用，但是能源浪费的现象并不能明显改善。传统采暖收费按面积收费，用户没有节约的积极性；房间无人时照样供暖，不能自动关闭阀门，只能手动关闭；室温无法控制，温度过高时开窗放热等，供暖浪费严重；供暖信息不能及时查看，同时存在缴费难的问题。
【发明内容】
[0003]针对以上所述问题，本实用新型提供一种能开关暖气阀门、便于缴费且不需要对现有管路做很大改动的暖气智能节能有线控制装置。
[0004]为解决上述问题，本实用新型的技术方案为:一种暖气智能节能有线控制装置，包括微处理器、电机、温度传感器、显示装置、按键模块、时钟芯片、MAX487通讯模块及电源模块，所述微处理器的VCC脚接电源，并经滤波电容后接地，微处理器的GND脚接电源地，RST脚连接有一阻容复位电路，微处理器的ON脚和OFF脚之间为电机驱动电路；所述的电机驱动电路包括两个PMOS管、两个NMOS管，第一 PMOS管的源极和第一 NMOS管的漏极共同连接到电机的M+脚，第二 PMOS管的源极和第二 NMOS管的漏极共同连接到电机的M-脚，两个NMOS管的源极接地，两个PMOS管的漏极通过一个限流电阻接电源，第一 PMOS管和的栅极共同连接到OFF脚，第二 PMOS管和第二 NMOS管的栅极共同连接到ON脚，电机的两端并联电容。微处理器通过与温度传感器、按键模块、电机、显示装置的连接完成对室温的检测、控制以及显示。电机的M+脚和M-脚之间连接有电容，电机运转时容易产生高次谐波，电容能有效降低电机工作时对其他无线电信号的干扰。当需要打开阀门时，ON脚输出低，OFF脚输出高，第二 PMOS管和第一 NMOS管导通，电机向开阀方向转动；当需要关闭阀门时，OFF脚输出低，ON脚输出高，第一 PMOS管和第二 NMOS管导通，电机向关阀方向转动。
[0005]所述的温度传感器的D脚接微处理器的18B20_DT脚，VC脚接电源，GND脚接电源地，VC脚和GND脚间接滤波电容。微处理器根据温度传感器检测到的温度做出开关暖气阀门的控制，并将温度信息传送给显示装置进行显示。
[0006]所述的显示装置由背光板、液晶显示屏及其驱动芯片组成，微处理器的LIGHT_BG脚通过电阻接三极管的基极，三极管的发射极接地，三极管的集电极通过电阻接背光板的I脚，背光板的2脚接电源；液晶显示屏驱动芯片的DA脚、WR脚、RD脚、CS脚、IRQ脚分别接微处理器的DA脚、WR脚、RD脚、CS脚、IRQ脚并经上拉电阻接电源，其VDD脚接电源，并接滤波电后接地，其VLCD脚接电阻后接电源，液晶显示屏驱动芯片的COMO脚至C0M7脚及SEGO脚至SEG29脚分别接液晶显示屏对应管脚。通过三极管连接背光板增强了电路的驱动能力，通过液晶显示装置来显示微处理器提供的时间温度信息，使用户对此类信息一目了然。
[0007]所述的按键模块由五个按键组成，五个按键一端接地，另一端分别连接微处理器的 KEY_P0WER 脚、KEY_ADD 脚、KEY_MINUS 脚、KEY_PRE SERVER1 脚、KEY_ PRE SERVER2 脚并分别通过上拉电阻接电源。通过按键模块来调整时间设定，室温设定以及控制阀门的开关。
[0008]所述的时钟芯片的CE脚、1脚、SCLK脚分别接微处理器的1302_CE脚、CHIP_C0N2脚和CHIP_C0N1脚并分别经上拉电阻接电源，时钟芯片的Xl脚和X2脚外接晶振，晶振的两端均经电容接地，时钟芯片的V2脚接电源VCC经滤波电容与地相接，时钟芯片的Vl脚接充电电池，并经滤波电容接地，时钟芯片的G脚接电源地。通过时钟芯片测定当前的时间，传输给微微理器并由显示装置显示。
[0009]所述MAX487通讯模块的RO脚、DI脚分别接微处理器的RXDl脚、TXDl脚，其RE脚和DE脚接微处理器的UART_C0N1脚并分别通过上拉电阻接电源；MAX487通讯模块的VC脚接电源，并接滤波电容后接地，MAX487通讯模块的GND脚接地，MAX487通讯模块的A脚经上拉电阻接电源，B脚经电阻后接地，A脚与B脚之间接电阻，A脚通过电阻后与对外接口的UART_A脚相连；B脚通过电阻后与对外接口的UART_B脚相连。通过MAX487通讯模块与采集器通讯，用于将供暖的时间，用户的室内温度等相关信息，传输给采集器，采集器将信息传输到总站，供供暖的单位进行查看和管理。
[0010]所述的电源模块包括一电压转换器，电压转换器的Vin脚经电容接有+24V电源电压,Out脚经电感连接feedback脚,0N/0FF脚和Out脚之间接整流二极,再经过并联电容滤波后作为电源，电压转换器的0N/0FF脚和GND脚直接接地。
[0011]此外微处理器还连接有低压检测电路、晶振电路、对外接口 J13。
[0012]所述低压检测电路为微处理器LOWVAL脚通过电阻R32接电源VCC，经电阻R33接地，检测电压为电阻R33与电阻R32的分压。
[0013]所述的晶振电路为微处理器的XTALl和XTAL2之间接时钟晶振，XTALU XTAL2分别经电容C13、电容C17后接地。
[0014]所述对外接口的I脚为+24V供电电源，2脚和5脚为电源地，4脚和3脚分别作为OPEN脚和CLOSE脚接微处理器的OPEN脚和CLOSE脚并分别通过上拉电阻接电源，对外接口的6脚、7脚分别接电机的M+脚和M-脚。
[0015]本装置还可以设置有刷卡识别电路，与本电路配合，将IC卡中的费用信息输入，如果还有费用，则本电路继续工作，如果费用过低或用尽，则电路不工作，提醒充值，这是容易实现的。
[0016]本实用新型可通过微处理器驱动电机控制阀门的开关，实现用户根据需要自由开关暖气阀，解决了资源浪费的问题。同时可以对室内温度、供暖时间等信息一目了然，并且不需要对现有管路做很大改动。本实用新型还可以采用IC卡预付费的方式，解决了供暖收费难的问题，方便供暖部门的管理。因此本实用新型具有很好的推广应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型系统框图；
[0018]图2为本实用新型微处理器的电路原理图；
[0019]图3是本实用新型电机驱动电路的电路原理图；
[0020]图4是本实用新型温度传感器的电路原理图；
[0021]图5是本实用新型背光板的电路原理图；
[0022]图6是本实用新型液晶显示屏驱动电路原理图；
[0023]图7是本实用新型按键模块的电路原理图；
[0024]图8是本实用新型时钟芯片的电路原理图；
[0025]图9是本实用新型MAX487通讯模块的电路原理图；
[0026]图10是本实用新型电源模块的电路原理图；
[0027]图11是本实用新型低压检测电路原理图；
[0028]图12是对外接口 J13接线图。
【具体实施方式】
[0029]一种暖气智能节能有线控制装置，如图1所示，包括:一微处理器J3，微处理器连接电机、温度传感器、显示装置、按键模块、时钟芯片及MAX487通讯模块，其中微处理器J3用于接收信号、处理数据、控制外围设备工作，电机用于驱动暖气阀门的开与关，温度传感器用于检测温度并传输给微处理器，显示装置用于显示时间、温度信息，按键模块用于调整时间、设定室温及控制阀门的开关，时钟芯片用于向微处理器提供时间、日期信息，MAX487通讯模块用于与采集器通讯，电源模块用于为上述模块供电。
[0030]如图2所示，所述微处理器的VCC脚接电源VCC，并经滤波电容C8、C12后接地，其GND脚接电源地，RST脚连接有一由电阻R10、电容C16组成的阻容复位电路，其P3.6脚和P3.7脚分别作为ON脚和OFF脚，ON脚和OFF脚之间为电机驱动电路。如图3所示，所述的电机驱动电路包括两个PMOS管Q2和Q3，两个NMOS管Q4和Q5，第一 PMOS管Q3的源极和第一 NMOS管Q4的漏极共同连接到电机的M+脚，第二 PMOS管Q2的源极和第二 NMOS管Q5的漏极共同连接到电机的M-脚，M+脚和M-脚之间连接有电容C26，两个NMOS管的源极接地，两个PMOS管的漏极通过一个限流电阻R16接电源VCC，PM0S管Q3和NMOS管Q4的栅极共同连接到OFF脚，PMOS管Q2和NMOS管Q5的栅极共同连接到ON脚。
[0031]如图4所示，所述的温度传感器的D脚接微处理器的18B20_DT脚，VC脚接电源VCC, GND脚接电源地，VC脚和GND脚间接滤波电容C14。
[0032]如图5、图6所示，所述的显示装置由背光板、液晶显示屏及其驱动芯片组成，微处理器的LIGHT_BG脚通过电阻R18接三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极通过电阻接背光板的I脚，背光板的2脚接电源VCC ;液晶显示屏驱动芯片U2的DA脚、WR脚、RD脚、CS脚、IRQ脚分别接微处理器的DA脚、WR脚、RD脚、CS脚、IRQ脚并经上拉电阻R4、R5、R6、R7、R8接电源VCC，其VDD脚接电源VCC，并接滤波电容C15后接地，其VLCD脚接电阻R9后接电源VCC，液晶显示屏驱动芯片HT1622的C0M0-C0M7及SEG0-SEG29分别接液晶显示屏对应管脚。
[0033]如图7所示，所述的按键模块由五个按键组成，五个按键一端接地，另一端分别连接微处理器的 KEY_P0WER 脚、KEY_ADD 脚、KEY_MINUS 脚、KEY_PRE SERVER1 脚、KEY_ PRESERVER2脚并分别通过上拉电阻R15、R14、R13、R12、R22接电源VCC。
[0034]如图8所示，所述的时钟芯片CE脚、1脚、SCLK脚分别接微处理器的1302_CE脚、CHIP_C0N2脚和CHIP_C0N1脚并分别经上拉电阻R3、R2、R1接电源VCC，时钟芯片的Xl脚和X2脚外接晶振，晶振的两端均经瓷片电容C3、C5接地，时钟芯片的V2脚接电源VCC经滤波电容Cl与地相接，时钟芯片的Vl脚接充电电池，并经滤波电容C7接地，时钟芯片的G脚接电源地。
[0035]如图9所示，所述MAX487通讯模块U3的RO脚、DI脚分别接微处理器的RXDl脚、TXDl脚，其RE脚和DE脚接微处理器的UART_C0N1脚并分别通过上拉电阻接电源VCC ；MAX487通讯模块的VC脚接电源VCC，并接滤波电容C18后接地，MAX487通讯模块的GND脚接地，MAX487通讯模块的A脚经上拉电阻R42接电源VCC，B脚经电阻R43后接地，A脚与B脚之间接电阻R27，A脚通过电阻R44后与对外接口 J13的UART_A脚相连；B脚通过电阻R45后与对外接口 J13的UART_B脚相连。
[0036]如图10所示，所述的电源模块包括一电压转换器J6，电压转换器J6的Vin脚经电容C19、C20接有+24V电源电压，Out脚经电感LI连接feedback脚，0N/0FF脚和Out脚之间接整流二极管D2，再经过并联电容C21-C25滤波后连接到其他电路模块，电压转换器J6的0N/0FF脚和GND脚直接接地。
[0037]此外微处理器还连接有低压检测电路、晶振电路、对外接口 J13。如图11所示，所述低压检测电路为微处理器LOWVAL脚通过电阻R32接电源VCC，经电阻R33接地，检测电压为电阻R33与电阻R32的分压。如图2所示，所述的晶振电路为微处理器的XTALl和XTAL2之间接时钟晶振，XTALU XTAL2分别经电容C13、电容C17后接地。如图12所示，所述对外接口 J13的I脚为+24V供电电源，2脚和5脚为电源地，对外接口 J13的4脚和3脚分别作为OPEN脚和CLOSE脚接微处理器的OPEN脚和CLOSE脚并分别通过上拉电阻接电源VCC,对外接口 J13的6脚、7脚分别接电机的M+脚和M-脚。
[0038]当需要打开阀门时，ON脚输出低，OFF脚输出高，Q2和Q4导通，电机向开阀方向转动；当需要关闭阀门时，OFF脚输出低，ON脚输出高，Q3和Q5导通，电机向关阀方向转动。
【权利要求】
1.一种暖气智能节能有线控制装置，包括微处理器、电机、温度传感器、显示装置、按键模块、时钟芯片、MAX487通讯模块及电源模块，其特征在于:所述微处理器的VCC脚接电源(VCC)，并经滤波电容(C8、C12)后接地，微处理器的GND脚接电源地，RST脚连接有一阻容复位电路，微处理器的ON脚和OFF脚之间为电机驱动电路；所述的电机驱动电路包括两个PMOS管(Q2和Q3)、两个NMOS管(Q4和Q5)，第一 PMOS管(Q3)的源极和第一 NMOS管(Q4)的漏极共同连接到电机的M+脚，第二 PMOS管(Q2)的源极和第二 NMOS管(Q5)的漏极共同连接到电机的M-脚，两个NMOS管的源极接地，两个PMOS管的漏极通过一个限流电阻接电源(VCC)，第一 PMOS管(Q3)和第一 NMOS管(Q4)的栅极共同连接到OFF脚，第二 PMOS管(Q2)和第二 NMOS管(Q5)的栅极共同连接到ON脚，电机的两端并联电容(C26)。
2.根据权利要求1所述的暖气智能节能有线控制装置，其特征是:所述的温度传感器的D脚接微处理器的18B20_DT脚，VC脚接电源(VCC)，GND脚接电源地，VC脚和GND脚间接滤波电容(C14)。
3.根据权利要求1所述的暖气智能节能有线控制装置，其特征是:所述的显示装置由背光板、液晶显示屏及其驱动芯片组成，微处理器的LIGHT_BG脚通过电阻(R18)接三极管(Ql)的基极，三极管(Ql)的发射极接地，三极管(Ql)的集电极通过电阻接背光板的I脚，背光板的2脚接电源(VCC);液晶显示屏驱动芯片(U2)的DA脚、WR脚、RD脚、CS脚、IRQ脚分别接微处理器的DA脚、WR脚、RD脚、CS脚、IRQ脚并经上拉电阻接电源(VCC)，其VDD脚接电源(VCC )，并接滤波电容(C15 )后接地，其VIXD脚接电阻(R9 )后接电源(VCC )，液晶显示屏驱动芯片(U2)的COMO脚至C0M7脚及SEGO脚至SEG29脚分别接液晶显示屏对应管脚。
4.根据权利要求1所述的暖气智能节能有线控制装置，其特征是:所述的按键模块由五个按键组成，五个按键一端接地，另一端分别连接微处理器的KEY_P0WER脚、KEY_ADD脚、KEY_MINUS脚、KEY_PRE SERVER1脚、KEY_ PRE SERVER2脚并分别通过上拉电阻接电源(VCC)0
5.根据权利要求1所述的暖气智能节能有线控制装置，其特征是:所述的时钟芯片(Ul)的CE脚、1脚、SCLK脚分别接微处理器的1302_CE脚、CHIP_C0N2脚和CHIP_C0N1脚并分别经上拉电阻接电源(VCC)，时钟芯片(Ul)的Xl脚和X2脚外接晶振，晶振的两端均经电容接地，时钟芯片的V2脚接电源(VCC)经滤波电容(Cl)与地相接，时钟芯片的Vl脚接充电电池,并经滤波电容(C7)接地，时钟芯片的G脚接电源地。
6.根据权利要求1所述的暖气智能节能有线控制装置，其特征是:所述MAX487通讯模块(U3)的RO脚、DI脚分别接微处理器的RXDl脚、TXDl脚，其RE脚和DE脚接微处理器的UART_C0N1脚并分别通过上拉电阻接电源(VCC);MAX487通讯模块的VC脚接电源(VCC)，并接滤波电容(C18)后接地，MAX487通讯模块的GND脚接地，MAX487通讯模块的A脚经上拉电阻(R42 )接电源(VCC)，B脚经电阻(R43 )后接地，A脚与B脚之间接电阻(R27 )，A脚通过电阻(R44)后与对外接口(J13)的UART_A脚相连；B脚通过电阻(R45)后与对外接口(J13)的UART_B脚相连。
7.根据权利要求1所述的暖气智能节能有线控制装置，其特征是:所述的电源模块包括一电压转换器(J6 )，电压转换器(J6 )的Vin脚经电容(C19、C20 )接有+24V电源电压，Out脚经电感(LI)连接feedback脚，ON/OFF脚和Out脚之间接整流二极管(D2),再经过并联电容(C21-C25)滤波后作为电源(VCC)，电压转换器(J6)的0N/0FF脚和GND脚直接接地。
【文档编号】G07F15/06GK204129861SQ201420582125
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】靖卫星, 毕洁航 申请人:济南雪山节能科技有限公司