一种基于主动配电网的智能家居用电控制器的制作方法

文档序号:15148837发布日期:2018-08-10 20:47阅读:334来源:国知局

本实用新型属于智能监控领域,尤其涉及一种基于主动配电网的智能家居用电控制器。



背景技术:

随着社会的进步,经济的发展,人们的生活质量日渐提高,生活节奏不断变快,这使得人们的生活和工作也逐渐趋向信息化,人们迫切需求一个集成了自动化和智能化的家用电器、网络化的信息资源,具有高度安全、便捷、舒适的生活环境。因此,新一代高效、便捷、智能的家居设计理念应时而生,智能家居设备已成为消费者的一种强烈的消费需求。一般家居智能化系统的设计是,将先进的网络通信技术与PC机相结合,使家居生活中的各个子系统通过某一特定的网络有机有序地结合在一起,然后再进行统一的科学管理。

相比传统的家居住宅,智能化的家居住宅除了能够满足人们的居住需求外,还能为人们提供高品位的、舒适安全的、宜人的家庭生活空间,同时能够为家庭内部提供全方位的信息交换,使其能够与外界进行良好的沟通与信息交流,从而提高家居环境的安全性,并且人们通过手机等移动设备可实现对家居内部电器设备的远程控制,进而对这些设备进行合理有效的安排利用,达到降低能耗的目的。

近年来,物联网技术发展迅速,全社会的信息化水平不断提升。智能家居是物联网的主要应用之一,已成为当前的热门研究领域,也是未来家居生活的发展方向 。它能够为用户提供舒适、便利的生活环境。但由于市场上的相关产品大多价格昂贵,普及率依然较低。以往的探索与开发往往停留在对电器设备本身的改造上,这种尝试使智能家居产品一度成为奢侈品。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于主动配电网的智能家居用电控制器,其通过温度传感器、电流传感器、电压传感器实时采集设备运行参数,完成对智能家居设备的监控,实现了对设备的远程开关机控制。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:

一种基于主动配电网的智能家居用电控制器,包含遥控器,以及与所述遥控器连接的多个插座节点,所述插座节点设置在插座内,所述遥控器包含温湿度检测电路、时钟模块、第一nRF905射频收发模块、GSM模块、矩阵键盘、显示电路、微控制器、电源模块,所述温湿度检测电路、时钟模块、第一nRF905射频收发模块、GSM模块、矩阵键盘、显示电路、第一电源模块分别与微控制器连接;

所述插座节点包含继电器电路、处理器模块、第二nRF905射频收发模块、烟雾检测电路、天线和第二电源模块,所述继电器电路、烟雾检测电路和第二电源模块分别与处理器模块连接,所述处理器模块通过第二nRF905射频收发模块连接天线。

作为本实用新型一种基于主动配电网的智能家居用电控制器的进一步优选方案,所述温

湿度检测电路包含温度传感器LM35和湿度测量模块CHM-02,用于进行环境温湿度监测。

作为本实用新型一种基于主动配电网的智能家居用电控制器的进一步优选方案,所述微

控制器模块和处理器模块的芯片型号均为STC12C5620AD。

作为本实用新型一种基于主动配电网的智能家居用电控制器的进一步优选方案,所述烟

雾检测电路采用MQ一2烟雾传感器。

作为本实用新型一种基于主动配电网的智能家居用电控制器的进一步优选方案,所述

GSM模块的芯片型号为SIM300。

作为本实用新型一种基于主动配电网的智能家居用电控制器的进一步优选方案,所述插

座节点还包含模数转换器和放大电路模块,所述烟雾检测电路依次经过模数转换器和放大电路模块连接处理器模块。

作为本实用新型一种基于主动配电网的智能家居用电控制器的进一步优选方案,所述放

大电路模块包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻,模数转换器的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端,第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极,放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地,放大器芯片的电压输出端连接处理器模块的输入端。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:

1、本实用新型实现了对家用插座的智能无线控制,在不改动原有家电内部结构的基础上,用户可以通过射频、短信、定时等方式,控制插座的通断电状态,当室内发生火灾或可燃气体泄漏等情况时,插座能自动断电。

附图说明

图1是本实用新型遥控器的结构原理图;

图2是本实用新型插座节点结构原理图;

图3是本实用新型放大电路模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:

为能进一步说明本实用新型的内容、特点及功效,兹例举以下实施例进一步描述本实用新型。本领域的技术人员应该理解的是,在不偏离本实用新型的精神和范围的前提下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换, 但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围。

一种基于主动配电网的智能家居用电控制器,包含遥控器,以及与所述遥控器连接的多个插座节点,所述插座节点设置在插座内。本实用新型实现了对家用插座的智能无线控制,在不改动原有家电内部结构的基础上,用户可以通过射频、短信、定时等方式,控制插座的通断电状态,当室内发生火灾或可燃气体泄漏等情况时,插座能自动断电。

如图1所示,所述遥控器包含温湿度检测电路、时钟模块、第一nRF905射频收发模块、GSM模块、矩阵键盘、显示电路、微控制器、电源模块,所述温湿度检测电路、时钟模块、第一nRF905射频收发模块、GSM模块、矩阵键盘、显示电路、第一电源模块分别与微控制器连接;

如图2所示,所述插座节点包含继电器电路、处理器模块、第二nRF905射频收发模块、烟雾检测电路、天线和第二电源模块,所述继电器电路、烟雾检测电路和第二电源模块分别与处理器模块连接,所述处理器模块通过第二nRF905射频收发模块连接天线。

该电能控制系统由遥控器和插座节点组成,当用户在家时,通过遥控器以射频方式对插座进行控制。插座节点收到信号后,由处理器模块进行解码,并根据得出的结果,对特定编号的插座做通断电处理,从而使与其连接的用电器被启动或者关闭。当用户离住所较远时,可通过GSM网络向遥控器发送手机短信,处理器模块读取信息后,通过射频芯片,将信息传递到室内的无线网络中,进而使相应地址上的插座受到控制。由此可见,遥控器在整个智能家居系统中属于网关节点,一方面,它与插座节点组成了室内射频局域网,另一方面,它又与GSM网络相连,延展了遥控距离。遥控器包括温湿度检测电路、时钟模块、nRF905射频收发模块、GSM模块等功能电路,这些模块均与控制核心LM3S811相连。该微控制器采用ARM Coaex-M3架构,由于依托高密度的Thumb-2指令集,内存开销大大降低,操作系统的移植也更加方便。

插座节点主要实现与遥控器的射频通信以及继电器的通断控制。插座中的烟雾传感器用于预防火灾危险。一旦检测到烟雾或可燃性气体,插座上对应的继电器将断开,并通过射频收发模块向遥控器汇报,遥控器收到信息后,再通过GSM模块的短信功能及时提醒用户采取相应的措施,防止危险的发生或财产损失的进一步扩大。由于插座端工作量较少,从成本和性能两方面考虑,本系统采用STC12C5620AD微控制器作为插座端的主控芯片。

所述温湿度检测电路包含温度传感器LM35和湿度测量模块CHM-02,用于进行环境温湿度监测。本系统采用温度传感器LM35和湿度测量模块CHM-02进行环境监测。LM35的电压输出与摄氏温度呈线性关系,无需校准就可在常温环境下达±l/4℃的测量精度。CHM-02模块可在0~70 ℃的温度下对20~95%RH范围内的湿度进行检测,室温下的测量精度为5%RH。

所述微控制器模块和处理器模块的芯片型号均为STC12C5620AD。

所述烟雾检测电路采用MQ一2烟雾传感器。烟雾传感器MQ一2基于SnO:的电化学特性,对可燃性气体及烟尘有良好的检测灵敏度。烟雾检测电路原理图。MQ.2在正常工作前需要对内部加热丝的H.h两极通电预热 ,为了防止加热电流过大而导致内部信号线温度过高,此处将加热丝与100 Q电阻串联。

所述GSM模块的芯片型号为SIM300。

所述插座节点还包含模数转换器和放大电路模块,所述烟雾检测电路依次经过模数转换器和放大电路模块连接处理器模块。

如图3所示,所述放大电路模块包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻,模数转换器的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端,第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极,放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地,放大器芯片的电压输出端连接处理器模块的输入端。

时钟模块除了显示系统时间以外,还可对单个插座进行通断电定时,DS1302通过串行方式与MCU通信,为保证信号传输的稳定性,接口已做上拉处理。芯片采用双电源供电,主电源正常工作时可以对备用电源进行涓细电流充电;在掉电情况下启动备用电源,避免因突然停电而造成时钟停滞 。考虑到使用的便捷性,遥控器由锂电池供电。

射频收发模块是连接插座与遥控器的桥梁。nRF905集成收发器能在3个ISM频段配置使用,且功耗很低。本系统中的所有节点均设置在433 MHz频段工作嘲,射频收发电路原理图,其中的SMA接口用来连接特性阻抗为5O Ω的单端天线,有利于信号的全向辐射。

将短距射频网络与GSM技术相结合,既发挥了短距射频网络配置灵活的特点,又发挥了GSM技术在通信距离上的优势。GSM通信电路的核心是SIM300模块。

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