基于物联网功能的蓄能式电暖器的制作方法

本发明属于电暖器的技术领域，具体涉及一种基于物联网功能的蓄能式电暖器。

背景技术：

随着人民群众的生活水平日益增高，环境污染逐渐被人们所认识，而冬季供暖燃煤燃气锅炉所带来的空气污染是污染源的一个重要组成部分，现如今，“煤改电”正成为我国北方人民群众冬季供暖的重要选择，而蓄能式电暖气正是“煤改电”中的一个重要组成部分，传统的蓄能式电暖器广泛应用于家庭、办公室、学校等场所，其主要功能是通过在低峰电价时段加热蓄能，在白天高峰时段放热。有的蓄能式电暖器还能加入电蚊香液或蚊香片达到电暖器工作时驱蚊的目的。但是这些蓄能式电暖器都存在着以下的不足：1.蓄能量无法确认，当户外温度在任何温度时都加满整个低谷时段，从而造成浪费，不利于节能社会的实现；2.功能单一，如需集中控制还需另加控制系统；3.缺少人机互动，用户无法通过手机app或网页进行监控及数据查询；4、附属生活设施使用不当，在夏季最炎热时，开电暖器进行驱蚊的设计方法存在问题。

技术实现要素：

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够人工互动进行设置，且智能蓄能具有物联网功能的蓄能式电暖器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：基于物联网功能的蓄能式电暖器，包括设置有电路板的蓄能式电暖器，所述电路板设置有主控模块、温度感应模块、显示模块、可控硅电压转换模块、电加热模块、键盘输入模块、无线通信模块、电机驱动模块、加湿器模块、软件锁模块和电源模块，所述温度感应模块、显示模块、键盘输入模块、无线通信模块、电机驱动模块、加湿器模块、软件锁模块和电源模块的输出端分别与主控模块的输入端电连接，所述可控硅电压转换模块的输出端分别与主控模块、电加热模块的输入端相连。

所述主控模块包括控制芯片u1；温度感应模块包括电阻r11、电阻r12和电容c2；显示模块包括电阻r16、电阻r17、发光二极管d1、三极管q7和显示器lcm1；可控硅电压转换模块包括电容c1、发光二极管d2、光电耦合器j4和电阻r13；电加热模块包括电阻r14、电阻r15、电阻r18、双向可控硅q1、电容c13、接插座j5和接插座j6；键盘输入模块包括电阻r6、电阻r7、电阻r8、按键add1、按键set1和按键dec1；无线通信模块包括wifi芯片u2和电阻r4；电机驱动模块包括电阻r19、电阻r20、第一驱动芯片u3、第二驱动芯片u4和电机m1；加湿器模块包括第一移位寄存器f1、第二移位寄存器f2和第三移位寄存器f3；软件锁模块包括连接插座l1；

所述电阻r11的一端和电容c2的一端相连后接地，电阻r11的另一端和电容c2的另一端相连后分别与电阻r12的一端、控制芯片u1的adc_etr端相连，电阻r12的另一端与vcc电源端相连；

所述显示器lcm1的第一接线端子与vcc电源端相连，显示器lcm1的第二接线端子接地，显示器lcm1的第三接线端子与控制芯片u1的i2c_sda端相连，显示器lcm1的第四接线端子与控制芯片u1的pf4端相连，显示器lcm1的第五接线端子与控制芯片u1的spi_nss端相连，显示器lcm1的第六接线端子与电阻r16的一端相连，电阻r16的另一端与三极管q7的发射极相连，三极管q7的集电极与vcc电源端相连，三极管q7的基极与控制芯片u1的spi_miso端相连，电阻r17的一端接地，电阻r17的另一端与发光二极管d1的正极相连，发光二极管d1的负极与控制芯片u1的clk_cco端相连；

所述电容c1的一端接地，电容c1的另一端与vcc电源端相连，电阻r13的一端与控制芯片u1的usart_ck端相连，电阻r13的另一端与发光二极管d2的负极相连，发光二极管d2的正极与光电耦合器j4的cathode端相连，光电耦合器j4的anode端与vcc电源端相连，光电耦合器j4的t2端与电阻r14的一端相连，电阻r14的另一端分别与双向可控硅q1的第一阳极a1、电阻r18的一端、接插座j5的第一接线端子相连，电阻r18的另一端与电容c13的一端相连，光电耦合器j4的t1端分别与双向可控硅q1的控制极g1端、电阻r15的一端相连，电阻r15的另一端分别与双向可控硅q1的第二阳极a2、电容c13的另一端、接插座j6第二接线端子相连，接插座j6第一接线端子与接插座j5的第二接线端子相连；

所述电阻r6的一端、电阻r7的一端、电阻r8的一端分别与vcc电源端相连，电阻r6的另一端分别与控制芯片u1的tim1_cc4端、按键dec1的一端相连，电阻r7的另一端分别与控制芯片u1的tim2_cc1端、按键set1的一端相连，电阻r8的另一端分别与控制芯片u1的spi_mosi端、按键add1的一端相连，按键dec1的另一端、按键set1的另一端、按键add1的另一端均接地；

所述电阻r4的一端与wifi芯片u2的ch_pd端相连，电阻r4的另一端分别与vcc电源端、wifi芯片u2的rest端、wifi芯片u2的vcc端相连，wifi芯片u2的txd端与控制芯片u1的usart_rx端相连，wifi芯片u2的rxd端与控制芯片u1的usart_tx端相连，wifi芯片u2的gpio0端与控制芯片u1的tim1_cc2端相连，wifi芯片u2的gnd端接地；

所述电阻r19的一端、电阻r20的一端均与vcc电源端相连，电阻r19的另一端与第一驱动芯片u3的第三接线端子相连，电阻r20的另一端与第一驱动芯片u3的第四接线端子相连，第一驱动芯片u3的第一接线端子与第一驱动芯片u3的第二接线端子相连后接地，第一驱动芯片u3的第六接线端子、第一驱动芯片u3的第七接线端子和第一驱动芯片u3的第八接线端子相连后接地，第一驱动芯片u3的第十三接线端子与第二驱动芯片u4的第一接线端子相连，第一驱动芯片u3的第十二接线端子与第二驱动芯片u4的第二接线端子相连，第一驱动芯片u3的第十一接线端子与第二驱动芯片u4的第三接线端子相连，第二驱动芯片u4的第九接线端子接地，第二驱动芯片u4的第十六接线端子、第二驱动芯片u4的第十七接线端子和第二驱动芯片u4的第十八接线端子与电机m1的一次侧相连，电机m1的二次侧与第二驱动芯片u4的第十接线端子相连后与+24v电压相连；

所述第一移位寄存器f1的a1端分别与控制芯片u1的tim1_ncc2端、第二移位寄存器f2的a2端、第三移位寄存器f3的a3端相连，第一移位寄存器f1的b1端分别与控制芯片u1的tim1_ncc1端、第二移位寄存器f2的b2端、第三移位寄存器f3的b3端相连，第一移位寄存器f1的clk1端分别与控制芯片u1的spi_nss端、第二移位寄存器f2的clk2端、第三移位寄存器f3的clk3端相连，第一移位寄存器f1的mr1端与控制芯片u1的i2c_scl端相连，第二移位寄存器f2的mr2端与控制芯片u1的tim1_etr端相连，第三移位寄存器f3的mr3端与控制芯片u1的tim1_ncc3端相连，第一移位寄存器f1通过接线端子q0、接线端子q1、接线端子q2、接线端子q3、接线端子q4、接线端子q5、接线端子q6、接线端子q7与连接插座l1相连，第二移位寄存器f2通过接线端子q0、接线端子q1、接线端子q2、接线端子q3、接线端子q4、接线端子q5、接线端子q6、接线端子q7与连接插座l1相连，第三移位寄存器f3通过接线端子q0、接线端子q1、接线端子q2、接线端子q3与连接插座l1相连；

所述电路板上还设置有晾衣架模块，所述晾衣架模块的输出端与主控模块的输入端相连。

所述无线通信模块包括wifi传输、zigbee传输和蓝牙射频方式。

所述控制芯片u1的型号为stm8103k。

所述光电耦合器j4的型号为moc3083。

所述wifi芯片u2的型号为esp8269。

所述第一驱动芯片u3的型号为mb8713。

所述第二驱动芯片u4的型号为uln2803l。

所述第一移位寄存器f1、第二移位寄存器f2和第三移位寄存器f3的型号为74hc164。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明基于物联网功能的蓄能式电暖器，包括设置有电路板的蓄能式电暖器，电路板设置有主控模块、温度感应模块、显示模块、可控硅电压转换模块、电加热模块、键盘输入模块、无线通信模块、电机驱动模块、加湿器模块、软件锁模块和电源模块；通过无线通信模块能够达到远程通信的目的，用户可通过手机app或网页形式设定或查询蓄能式电暖器开启时间，蓄能式电暖器还同时接受服务器下发的第二天各时段户外温度，以确定下个采暖周期蓄能方案；通过电机驱动模块，能够控制出风量的叶片配置步进电机，根据室温及设定温度之间的关系调整叶片开度的大小，以便产生更为适宜的出风温度；通过软件锁模块，当锁上后人员无法通过蓄能式电暖器上的开关控制蓄能式电暖器，只能在远程开启儿童锁后，才能在蓄能式电暖器上进行控制，安全可靠；本发明整体结构简单，实用性强。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；

图1为本发明实施例一的结构示意图：

图2为本发明实施例一中主控模块的电路结构图：

图3为本发明实施例一中温度感应模块的电路结构图：

图4为本发明实施例一中显示模块的电路结构图：

图5为本发明实施例一中可控硅电压转换模块及电加热模块的电路结构图：

图6为本发明实施例一中键盘输入模块的电路结构图：

图7为本发明实施例一中无线通信模块的电路结构图：

图8为本发明实施例一中电机驱动模块的电路结构图：

图9为本发明实施例一中加湿器模块及软件锁模块的电路结构图：

图10为本发明实施例二中的结构示意图：

图中：1为主控模块，2为温度感应模块，3为显示模块，4为可控硅电压转换模块，5为电加热模块，6为键盘输入模块，7为无线通信模块，8为电机驱动模块，9为加湿器模块，10为软件锁模块，11为电源模块，12为晾衣架模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明基于物联网功能的蓄能式电暖器提供的实施例一的结构示意图，如图1所示，基于物联网功能的蓄能式电暖器，包括设置有电路板的蓄能式电暖器，所述电路板设置有主控模块1、温度感应模块2、显示模块3、可控硅电压转换模块4、电加热模块5、键盘输入模块6、无线通信模块7、电机驱动模块8、加湿器模块9、软件锁模块10和电源模块11，所述温度感应模块2、显示模块3、可控硅电压转换模块4、键盘输入模块6、电机驱动模块8、加湿器模块9、软件锁模块10和电源模块11的输出端分别与主控模块1的输入端电连接，所述无线通信模块7的输出端分别与主控模块1、电加热模块5的输入端相连。

如图2至图9所示，所述主控模块1包括控制芯片u1，控制芯片u1采用8位低功耗单片机，控制芯片u1的型号为stm8103k；温度感应模块2的感应温度为-55℃~120℃，温度感应模块2包括电阻r11、电阻r12和电容c2，；显示模块3为字段式液晶模块，用于显示温度、房间号以及报警信息，显示模块3包括电阻r16、电阻r17、发光二极管d1、三极管q7和显示器lcm1；可控硅电压转换模块4包括电容c1、发光二极管d2、光电耦合器j4和电阻r13，所述光电耦合器j4的型号为moc3083；电加热模块5的工作电压为交流0~220v，电加热模块5包括电阻r14、电阻r15、电阻r18、双向可控硅q1、电容c13、接插座j5和接插座j6；键盘输入模块6包括电阻r6、电阻r7、电阻r8、按键add1、按键set1和按键dec1；所述无线通信模块7包括wifi传输、zigbee传输和蓝牙射频方式，无线通信模块7包括wifi芯片u2和电阻r4，所述wifi芯片u2的型号为esp8269；电机驱动模块8包括电阻r19、电阻r20、第一驱动芯片u3、第二驱动芯片u4和电机m1，所述第一驱动芯片u3的型号为mb8713，所述第二驱动芯片u4的型号为uln2803l；加湿器模块9包括第一移位寄存器f1、第二移位寄存器f2和第三移位寄存器f3，所述第一移位寄存器f1、第二移位寄存器f2和第三移位寄存器f3的型号为74hc164；软件锁模块10包括连接插座l1；

所述电阻r11的一端和电容c2的一端相连后接地，电阻r11的另一端和电容c2的另一端相连后分别与电阻r12的一端、控制芯片u1的adc_etr端相连，电阻r12的另一端与vcc电源端相连；

所述显示器lcm1的第一接线端子与vcc电源端相连，显示器lcm1的第二接线端子接地，显示器lcm1的第三接线端子与控制芯片u1的i2c_sda端相连，显示器lcm1的第四接线端子与控制芯片u1的pf4端相连，显示器lcm1的第五接线端子与控制芯片u1的spi_nss端相连，显示器lcm1的第六接线端子与电阻r16的一端相连，电阻r16的另一端与三极管q7的发射极相连，三极管q7的集电极与vcc电源端相连，三极管q7的基极与控制芯片u1的spi_miso端相连，电阻r17的一端接地，电阻r17的另一端与发光二极管d1的正极相连，发光二极管d1的负极与控制芯片u1的clk_cco端相连；

所述电容c1的一端接地，电容c1的另一端与vcc电源端相连，电阻r13的一端与控制芯片u1的usart_ck端相连，电阻r13的另一端与发光二极管d2的负极相连，发光二极管d2的正极与光电耦合器j4的cathode端相连，光电耦合器j4的anode端与vcc电源端相连，光电耦合器j4的t2端与电阻r14的一端相连，电阻r14的另一端分别与双向可控硅q1的第一阳极a1、电阻r18的一端、接插座j5的第一接线端子相连，电阻r18的另一端与电容c13的一端相连，光电耦合器j4的t1端分别与双向可控硅q1的控制极g1端、电阻r15的一端相连，电阻r15的另一端分别与双向可控硅q1的第二阳极a2、电容c13的另一端、接插座j6第二接线端子相连，接插座j6第一接线端子与接插座j5的第二接线端子相连；

所述电阻r6的一端、电阻r7的一端、电阻r8的一端分别与vcc电源端相连，电阻r6的另一端分别与控制芯片u1的tim1_cc4端、按键dec1的一端相连，电阻r7的另一端分别与控制芯片u1的tim2_cc1端、按键set1的一端相连，电阻r8的另一端分别与控制芯片u1的spi_mosi端、按键add1的一端相连，按键dec1的另一端、按键set1的另一端、按键add1的另一端均接地；

所述电阻r4的一端与wifi芯片u2的ch_pd端相连，电阻r4的另一端分别与vcc电源端、wifi芯片u2的rest端、wifi芯片u2的vcc端相连，wifi芯片u2的txd端与控制芯片u1的usart_rx端相连，wifi芯片u2的rxd端与控制芯片u1的usart_tx端相连，wifi芯片u2的gpio0端与控制芯片u1的tim1_cc2端相连，wifi芯片u2的gnd端接地；

所述电阻r19的一端、电阻r20的一端均与vcc电源端相连，电阻r19的另一端与第一驱动芯片u3的第三接线端子相连，电阻r20的另一端与第一驱动芯片u3的第四接线端子相连，第一驱动芯片u3的第一接线端子与第一驱动芯片u3的第二接线端子相连后接地，第一驱动芯片u3的第六接线端子、第一驱动芯片u3的第七接线端子和第一驱动芯片u3的第八接线端子相连后接地，第一驱动芯片u3的第十三接线端子与第二驱动芯片u4的第一接线端子相连，第一驱动芯片u3的第十二接线端子与第二驱动芯片u4的第二接线端子相连，第一驱动芯片u3的第十一接线端子与第二驱动芯片u4的第三接线端子相连，第二驱动芯片u4的第九接线端子接地，第二驱动芯片u4的第十六接线端子、第二驱动芯片u4的第十七接线端子和第二驱动芯片u4的第十八接线端子与电机m1的一次侧相连，电机m1的二次侧与第二驱动芯片u4的第十接线端子相连后与+24v电压相连；

所述第一移位寄存器f1的a1端分别与控制芯片u1的tim1_ncc2端、第二移位寄存器f2的a2端、第三移位寄存器f3的a3端相连，第一移位寄存器f1的b1端分别与控制芯片u1的tim1_ncc1端、第二移位寄存器f2的b2端、第三移位寄存器f3的b3端相连，第一移位寄存器f1的clk1端分别与控制芯片u1的spi_nss端、第二移位寄存器f2的clk2端、第三移位寄存器f3的clk3端相连，第一移位寄存器f1的mr1端与控制芯片u1的i2c_scl端相连，第二移位寄存器f2的mr2端与控制芯片u1的tim1_etr端相连，第三移位寄存器f3的mr3端与控制芯片u1的tim1_ncc3端相连，第一移位寄存器f1通过接线端子q0、接线端子q1、接线端子q2、接线端子q3、接线端子q4、接线端子q5、接线端子q6、接线端子q7与连接插座l1相连，第二移位寄存器f2通过接线端子q0、接线端子q1、接线端子q2、接线端子q3、接线端子q4、接线端子q5、接线端子q6、接线端子q7与连接插座l1相连，第三移位寄存器f3通过接线端子q0、接线端子q1、接线端子q2、接线端子q3与连接插座l1相连；

本实施例中，在蓄能式电暖器顶部增加蓄水槽及蓄水海绵，以便在电暖器进行空气对流时，产生水蒸汽，增加房间湿度，因该蒸汽产生方式为热空气对流时，故不存在干烧的危险；在蓄能式电暖器侧部增加外挂式液位显示计及蓄水罐，以便用户加一次水可长时间使用；在蓄能式电暖器上方加装晾衣架支架固定孔，用户可根据实际需要安装或拆卸晾衣架，用蓄能式电暖器放出的热空气可快速晾干衣服，可用蓄能式电暖器产生的热风晾衣，实现能源多利用；将与温度感应模块2相连的温度探头固定在电暖器底部，测量蓄能式电暖器吸入风之前的空气温度，能够更为准确的测量室内空气温度，以避免因蓄能式电暖器本身热量而造成的温度不准问题；蓄能式电暖器中电热管由可控硅电压转换模块4控制，可控硅电压转换模块4可输出ac0~220v电压，通过调整电压确保蓄能式电暖器在整个低谷电时段完全蓄热，以避免蓄能时段不足而造成的蓄热量不足；蓄能式电暖器通过电机驱动模块8对步进电机进行控制，主控模块1可根据室内温度和设定温度之间的关系，通过步进电机自动调整叶片的开度，从而保证出热量均匀。

具体的，主控模块1采集位于蓄能式电暖器底部温度探头测量室内温度，并接受由用户app或网页发下来的设定温度和户外温度，同时用户也可查询相关数据，主控模块1根据相关算法调节蓄能式电暖器内电加热管的工作电压，以保证在低谷电时段电加热管全时段工作，并根据室内温度和设定温度之间的关系通过步进电机自动调整出风口叶片开度，保证在全天内出热量均匀，并在蓄能式电暖器顶部加装蓄水罐起到加湿器的作用，本蓄能式电暖器内置软件锁模块10，可防止儿童误动作，安全性大大提高。

本发明基于物联网功能的蓄能式电暖器，包括设置有电路板的蓄能式电暖器，电路板设置有主控模块1、温度感应模块2、显示模块3、可控硅电压转换模块4、电加热模块5、键盘输入模块6、无线通信模块7、电机驱动模块8、加湿器模块9、软件锁模块10和电源模块11；通过无线通信模块7能够达到远程通信的目的，用户可通过手机app或网页形式设定或查询蓄能式电暖器开启时间，蓄能式电暖器还同时接受服务器下发的第二天各时段户外温度，以确定下个采暖周期蓄能方案；通过电机驱动模块8，能够控制出风量的叶片配置步进电机，根据室温及设定温度之间的关系调整叶片开度的大小，以便产生更为适宜的出风温度；通过软件锁模块10，当锁上后人员无法通过蓄能式电暖器上的开关控制蓄能式电暖器，只能在远程开启儿童锁后，才能在蓄能式电暖器上进行控制，安全可靠；本发明整体结构简单，实用性强。

图10为本发明基于物联网功能的蓄能式电暖器提供的实施例二的结构示意图，如图10所示，在实施例一的基础上，所述电路板上还设置有晾衣架模块12，所述晾衣架模块12的输出端与主控模块1的输入端相连。

本实施例中，在蓄能式电暖器上方加装晾衣架支架固定孔，用户可根据实际需要安装或拆卸晾衣架，用蓄能式电暖器放出的热空气可快速晾干衣服，可用蓄能式电暖器产生的热风晾衣，提高了能源的利用率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。