无线智能电器控制面板的制作方法

本实用新型涉及一种无线智能电器控制面板,特别涉及物联网技术在智能家居和智慧酒店等领域的应用，具体给出无线智能电器控制面板的实现方式。

背景技术：

目前在家庭和酒店内，空调和电视之类的电器通常可以通过红外遥控器来操作和控制，随着电器的种类和数量越来越多，众多的遥控器让控制变得混乱。另外一方面，原本很多需要通过传统开关面板手动操作的电器，随着人们对舒适和智能的要求的提高，也越来越需要更加便捷的控制方式。

目前市面上出现一些基于433M的无线触摸面板，可以对单灯或电器进行控制，但是这些产品抗干扰性比较差，有无线干扰时候控制状态容易错误，同时长天线使得产品设计和组装比较困难。另外一些基于WiFi的无线触摸面板，其功耗大辐射大，且控制的电器距离有限，只能在小范围内使用，穿墙和增加负载数量时很可能控制失效。

针对以上现有技术存在的问题，我们提出本实用新型的智能面板，可以实现轻触无线可靠控制，且不受穿墙限制可覆盖每个角落，方便应用在智能家居和智慧酒店系统。

技术实现要素：

无线智能电器控制面板，包括控制底板、触摸功能板。控制底板包含AC-DC转换模块、蓝牙模块、Zigbee模块、RTC时钟、温度传感器、排针接插件、纽扣电池、蜂鸣器。触摸功能板包含CYPRESS触摸芯片、触摸盘、LED指示灯、OLED显示屏、排母接插件。通过控制底板和触摸功能板接插件连接形成完整功能的电器控制面板，实现触摸方式无线控制电器。

控制底板上的AC-DC转换模块采用长方形封装的电源模块，并在220V输入端加接保险丝和压敏电阻进行保护，输出端的5V电源连接电容滤波后和DC-DC芯片连接，将输出电压进一步转换为3.3V给各个功能模块供电。

蓝牙模块和Zigbee模块采用半孔封装，并直接贴片焊接在底板上，且Zigbee模块作为系统的主控模块，包含SOC处理器的无线收发器。RTC时钟和纽扣电池组合成为精确时钟源，并通过I2C总线连接到Zigbee模块上，由Zigbee模块内的处理器进行时间信息读取和控制。温度传感器通过1线接口连接到Zigbee模块的1个GPIO口，由Zigbee模块读取温湿度信息。

触摸盘是通过印刷电路板工艺印制在PCB板上，其中的4个触摸盘按照2×2的方式排列在触摸功能板的底部，用于电器选择功能，另外2个触摸盘布局在触摸功能板左上角和右上角，用于第二控制功能选择。每个触摸盘和CYPRESS芯片的一个触摸功能引脚相连。LED指示灯数量为6个，分布在每个触摸盘的边上，和CYPRESS触摸芯片的LED功能引脚逐一相连。

OLED显示屏为0.96英寸双色显示屏带I2C接口，布局在触摸功能板的顶部居中，用于面板控制中的显示反馈，显示屏的电源VCC和GND连接到DC-DC芯片输出的3.3V电源上。

蓝牙模块中UART的TXD引脚通过一个零欧姆电阻和Zigbee模块中UART的RXD引脚相连，蓝牙模块中UART的RXD引脚通过一个零欧姆电阻和Zigbee模块中UART的TXD引脚相连，且Zigbee模块作为主控芯片通过UART接口控制蓝牙模块，当蓝牙模块接收到手机控制命令后通过串口转发给Zigbee模块，Zigbee模块收到网络数据后通过串口转发给蓝牙模块并汇报给手机。

RTC时钟芯片、CYPRESS芯片和OLED显示屏，均通过同一个I2C总线连接到Zigbee模块的I2C总线上，由Zigbee模块作为主控芯片发起通信，其中Zigbee模块的I2C总线控制器由2个GPIO口模拟I2C时序实现。

控制底板和触摸功能板连接的方式，是通过在控制底板上焊接2×5引脚的直插排针接插件，触摸功能板上焊接2×5引脚的贴片排母接插件，将排针插到排母上实现两块板信号连接。所述排针接插件包含SCL、SDA、VCC、GND、IRQ、GPIO5-GPIO7信号引脚，排母接插件上的信号引脚排列方式和排针接插件一一对应。对插连接后控制底板上Zigbee模块的SCL和SDA引脚与触摸功能板上CYPRESS触摸芯片SCL和SDA总线引脚相连，再和OLED显示屏的SCL和SDA对应相连，Zigbee模块的GPIO口和CYPRESS触摸芯片的中断IRQ引脚相连。控制底板上的VCC电源引脚和GND引脚与CYPRESS触摸芯片的电源和GND引脚相连，同时也和OLED显示屏的VCC和GND引脚对应相连。

附图说明

图1是本实用新型的无线智能电器控制面板的总体框图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施实例对本技术方案进行进一步说明。

图1为无线智能电器控制面板的总体结构图，包括控制底板、触摸功能板。其中的控制底板通过间距为2.0mm的2×5pin排针和触摸功能板对应的2×5pin排母连接在一起，其中排针通过插件方式焊接在控制底板上，排母通过贴片方式焊接在触摸功能板上。排针排母接插件的信号线包括I2C总线的SCL、SDA，中断引脚IRQ，3个GPIO口、以及3.3V电源和GND地线。

控制底板上的无线Zigbee模块作为主控模块控制整个系统的其他部件，其核心为TI公司的CC2530芯片，采用间距为1.27mm的半孔封装并通过贴片方式焊接在底板上。蓝牙模块的核心芯片为TI公司的CC2540，采用间距为1.5mm的半孔封装并通过贴片方式焊接在底板上。这两种模块的天线部分位于底板的边缘且天线底部底板区域的PCB切空。无线Zigbee模块和蓝牙模块各自的UART口对应TXD和RXD引脚，通过一个零欧姆电阻交叉连接，即Zigbee模块的TXD通过零欧姆电阻和蓝牙模块的RXD相连，Zigbee模块的RXD通过零欧姆电阻和蓝牙模块的TXD相连，用于两个模块之间的通信。蓝牙模块通过和手机无线连接，从手机端接收控制命令后通过串口发送到Zigbee模块。当Zigbee模块从网络中收到数据后，通过UART口发送给蓝牙模块并进一步发送到手机。

控制底板上的电源模块处于底板的中部，输入端通过标准的铜柱螺栓接220V市电，并通过220V 5A的保险丝和10D471K压敏电阻进行过压过流保护，然后连接到AC-DC电源模块WA3-220SXXA2A的输入端，电源模块采用插件方式焊接在底板上，输出端经过25V 68uf的电容滤波后输出5V直流电，并通过AMS1117-3.3电源转换芯片转换成3.3V输出供给系统电源。

控制底板上包含一个DS3231的RTC时钟芯片和一个纽扣电池，给整个系统提供准确的实时时钟信号。DS3231的SDA、SCL和中断线和无线Zigbee模块的P0_7、P1_0和P1_1相连，Zigbee模块通过I2C方式获取和存储时间信息。底板上的DS18B20用于检测环境的温度信息，其信号引脚和CC2530的P1_6连接进行通信，将温度信息发送给无线Zigbee模块的主控制器。

本方案的触摸功能板上包含6个触摸盘，通过印刷电路板工艺印制到PCB底板上，其中4个触摸盘位于功能板的下部，触摸盘为椭圆形且长边直径为6mm短边直径为4mm，用于选择窗帘、空调、请勿打扰、请即打扫4个按钮功能。左上角和右上角为直径5mm的圆触摸盘，用于对电器进行第二功能控制。顶部居中为0.96英寸的OLED显示屏，通过I2C接口和无线Zigbee模块对应的引脚相连。其FPC软排线穿过触摸功能板PCB的开槽后焊接在背面PCB板上。