专利名称：蓝牙可控的电器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子电器装置，特别是指电子装置至少内建一蓝牙4.0通讯规范的芯片，并且结合一微控制器，该微控制器提供至少一 PWM或DAC或数字命令的输出，连接至功率放大器以驱动该电子电器装置的致动器。
背景技术：
长久以来，家中的电子电器用品，除了冷气机、电视机、录放影机、DVD录放影机、按摩椅等具有遥控器之外，就几乎没有可以遥控的功能，更别说可以通过网络来进行设定与监控了。而且就算有遥控器，也常常不见或是失效，甚至失效常常不容易修护。再者，多数的遥控器都是红外线方式。然而对于手机、平板电脑等随身携带的装置却多半不提供这种通讯界面，反而是绝大多数具有蓝牙与WIFI的通讯界面。比较红外线通讯与蓝牙通讯的优缺点如下:红外线通讯:以光为传输媒介、115.2Kbps_16Mpbs、短距离(传输距离10公尺)、传输角度最大广角120度、无法穿透实体物件、耗电量小、无安全机制、一对一。蓝牙2.0或3.0无线通讯:以无线电波为传输媒介、使用2.4GHz频段、快速跳频技术、低输出功率、低消耗功率、成本低廉、Ι-lOMbps、传输距离100公尺、普及率高、一对多、无方向限制、芯片成本低。而蓝牙4.0通讯的特性相较于前述的蓝牙2.0或3.0更具有:连结时间可小到7.5毫秒、功耗低、成本低等的优势。因此将这些电子电器用品的通讯界面蓝牙4.0化，遥控器蓝牙4.0化，则遥控器可统一化为手机或平 板电脑，就可对电器用品进行遥控，更有效达到方便性的使用。也就是说统一化遥控器与电子电器用品的遥控化的方法，就是让既有的红外线遥控器逐渐消失，改由手机、平板电脑等来操控，或是改由移动装置或是个人电脑来遥控，电子电器用品的遥控界面也与移动装置或是个人电脑的遥控界面一致。
发明内容本实用新型的主要目的在于提供一可以利用手机来无线遥控电子电器装置的手段，该电子电器装置内建一蓝牙4.0通讯规范的芯片，并且结合一微控制器，该微控制器提供至少一 PWM或DAC命令的输出，连接至功率放大器以驱动该电子电器装置的致动器。本实用新型次要目的在于提供一可以利用移动装置来无线遥控电子电器装置的手段，该无线通讯规范以蓝牙4.0为主，移动装置与受控的电子电器装置连结的速度可以比红外线通讯快速，距离更远、无须对准。本实用新型另一目的在于提供一可以利用网络来无线遥控电子电器装置的手段，该无线通讯规范以蓝牙4.0为主，移动装置通过网际网络、蓝牙4.0化的路由器与闸道器，对受控的电子电器装置进行连结与监控。为达上述目的，本实用新型提出一种蓝牙可控的电器装置，包括:[0012]—电路基板；一具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块，设置于该电路基板上，可与外界具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范的遥控装置沟通；一微控制器，亦设置于该电路基板上，与该蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块电性联接，通过该蓝牙模块，该微控制器可接受外界遥控装置的命令，也可报告该电器装置的使用状态给外界遥控装置，又该微控制器提供至少一脉宽调变或数字模拟转换命令或数字开关的输出；一交流转直流电路，亦设置于该电路基板上，将供应给该电器装置的交流电转换成直流电，用以提供蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块与微控制器所需的直流电源；以及至少一致动器，该致动器选自马达与线圈、电阻或晶体的至少其中之一的组合，该致动器由功率放大器或继电器来驱动，该功率放大器或继电器的调控则由该微控制器提供至少一 PWM或DAC命令或数字开关的输出来执行。根据本实用新型提出的蓝牙可控的电器装置，其中，所述电器装置的致动器为至少一个马达，其选自电风扇、除湿机、空气清净机、冷气机、果汁机、吸尘器、电冰箱、洗碗机、微波炉、电动窗帘、电动床铺、升降梯、电动门、电动按摩椅其中之一。根据本实用新型提出的蓝牙可控的电器装置，其中，所述电器装置的致动器为至少一个加热用或加压用线圈或电阻或晶体的电器用品，其选自微波炉、电灯、照明用LED灯、电锅、烤箱、电磁炉其中之一。根据本实用新型提出的蓝牙可控的电器装置，其中，所述遥控装置选自具有蓝牙4.0或其更新版本的手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑的其中之一，并配合载入该蓝牙可控的电器装置对应的遥控应用程序。根据本实用新型提出的蓝牙可控的电器装置，其中，进一步包括一回馈感测器，其选自编码器、温度计、转速计、湿度计、照度计、麦克风其中之一，提供移动装置遥控器监控的功能，或是通过网际网络监控的功能。根据本实用新型提出的蓝牙可控的电器装置，其中，该一具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块与该一微控制器整合成为一系统单芯片。一种蓝牙可控的电器装置，包括:一电路基板；一具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块，设置于该电路基板上，可与外界具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范的遥控装置沟通；一微控制器，亦设置于该电路基板上，与该蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块电性联接，通过该蓝牙模块，该微控制器可接受外界遥控装置的命令，也可报告该电器装置的使用状态给外界遥控装置，又该微控制器提供至少一脉宽调变或数字模拟转换命令或数字开关的输出；一交流转直流电路，亦设置于该电路基板上，将供应给该电器装置的交流电转换成直流电，用以提供蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块与微控制器所需的直流电源。根据本实用新型提出的蓝牙可控的电器装置，其中，该电器装置选自多媒体装置包括音响、电视、DVD、录放影机、卡拉0K、投影机、机顶盒其中之一，其中蓝牙4.0或其更新版本通讯界面是用来取代该多媒体装置现有的红外线通讯界面。根据本实用新型提出的蓝牙可控的电器装置，其中，所述遥控装置选自具有蓝牙
4.0或其更新版本的手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机其中之一，并配合载入该蓝牙可控的电器装置对应的遥控应用程序。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:将各种电子电器用品蓝牙4.0化，不仅可使用手机、平板电脑来进行遥控，同时更能通过蓝牙4.0化的路由器与闸道器，连接网络，达到下列功效:1.即时的网络家电监控:想要通过手边可以上网监控家中家电的媒体，去控制家中的家电，因此需要一个立即可明白家里电气状况的装置，而该装置摆放于家中，用来与家中的各项家电进行信息上的交换，选用体积小、较省电且价格便宜的嵌入式蓝牙4.0系统来当作家中的各项家电的蓝牙控制界面，通过蓝牙4.0将家中的家电信息通过网页传达给远方的使用者了解。2.无线环境:由于家电所摆放的地方是在日常生活的家庭当中，然而在家里的环境中并不希望家中有着复杂的布线，在日常生活当中，老年人及小孩最常发生的意外就是跌倒受伤，所以在监控家电方式则采取无线网络的环境较为恰当，所以在家电与家中的Web伺服器的信息通讯上则是采取无线蓝牙的方式进行信息上的交换，希望藉由无线的通讯方式让家中的电器使用上更加的安全。3.图控化的操作界面:一个良好的操作界面，可以提供一个使用者方便操作，而采取手机、平板电脑的触控图控式的方式去进行各项家电操作，对操作者较为合适，因为以图示的方式来进行表达的话，即使在使用不同语言的国家，也可以通过图示的方式了解所表达的意思，轻松地来进行本系统的操作，而不必担心因为语言的不同而产生操作使用上的障碍。4.提供Web的操作:由于现今可上网的媒体普及，像是笔记型电脑、平板电脑、手机都具备了上网的功能，且能藉由浏览器进行网页的浏览，藉由Web可让使用者直接在网页上对家中的家电进行监控，而不用额外安装其他的软体才能进行对家中的家电控制，在使用及操作上较为方便。
图1为本实用新型的蓝牙可控的电子电器装置系统架构图。图2为本实用新型的以WIFI无线通讯为骨干的智慧联网节点灯源配置架构图。图3为本实用新型的利用蓝牙控制电路公板于开关电灯或加热器或电风扇马达的简易电路图。图4为本实用新型的手机管家应用程序(APP)图示画面及其应用于蓝牙可控的冷气机设定显示画面。图5为本实用新型的蓝牙可控的冷气机系统架构与其电路方块示意图。图6为本实用新型的蓝牙可控的除湿机系统架构与其电路方块示意图。图7为本实用新型的蓝牙可控的电冰箱电路方块示意图。附图标记说明:10_电子电器装置；20_蓝牙控制电路公板；21_功率放大器或电磁开关；22-受控机构；221-致动器；222-感测器；23-交流电源；251_微控制器(MCU)；252-蓝牙4.0无线通讯模块；407_恒温器；201_交流转直流电路；405-蒸发器；25_系统单芯片(SOC) ;401_冷凝器；30_移动装置；301_蓝牙4.0无线通讯模块；408-膨胀阀(或毛细管)；43_风扇马达；44-压缩机；70-电器用品的图控界面；402_干燥过滤器；406_感温管；601_毛细管；602_干燥过滤器；603_冷凝器；604_滴水容器；605_滴水槽；66_功率放大器；71_冷气机；72_电视机；73_电风扇；74_除湿机；75-冰箱；76_微波炉；77_洗衣机；78_温度显示与设定画面；79_风量显示与设定画面；81-电子锅；61_湿度感测电路；62_水位感测电路；63_风扇马达；64_压缩机；65_功率放大器。
具体实施方式
如图1的系统架构图，电子电器装置10基本上包含一蓝牙控制电路公板20，至少一功率放大器或电磁开关21、一受控机构22 (包含至少一致动器221，进一步包含至少一感测器222)、一交流电源23。该电路公板20包含蓝牙4.0无线通讯模块252，以及一微控制器(MCU) 251，一交流转直流电路201提供直流电源给蓝牙4.0无线通讯模块252，以及一微控制器(M⑶)251。蓝牙4.0无线通讯模块252，以及一微控制器(MCU) 251两者整合成一颗系统单芯片(SOC) 25，其较佳的实施例是使用德州仪器的CC2540蓝牙低功耗BLE或是CC2560 (dual mode BR/EDR)。该芯片有40支接脚，同时具有蓝牙低功耗BLE，以及MCU，该微控制器具有一 PWM输出供给至少一功率放大器或电磁开关21,以及至少一个ADC输入或一个计数器输入，通过感测器222可以回报该电子装置的受控机构22运转的状况，例如转速、温度、湿度、亮度、音量等。进一步可于MCU内导入人工智慧(模糊控制)进行各项蓝牙
4.0化电子电器用品的监控。移动装置30通过其蓝牙4.0无线通讯模块301可以对电子电器装置10下达命令，也可以读取其操作的状态。进一步，也可以使用移动装置30的手机的语音命令管控家中各项内建蓝牙4.0功能的电子电器装置10，例如使用iPhone 4S的siri进行语音的命令，手机转译后，可通过蓝牙4.0对各项内建蓝牙4.0功能的电子电器装置10进行遥控。如图1所示的蓝牙控制电路公板20，可针对每一种电器用品分别设计不同的承载板，承载板上面装载对应的功率放大器，必要时也可装载回馈感测器。家中的电器用品例如电风扇、除湿机、冷气机、果汁机、吸尘器、电冰箱、洗碗机、微波炉、电动窗帘、电动床铺、升降梯、电动大(卷)门、空气清净机、电动按摩椅等都至少有一个致动器选自马达或压缩机；例如微波炉、电灯、照明用LED灯、电锅、烤箱、电磁炉等都有至少有一个致动器选自加热用或加压用线圈或电阻或晶体等等。多媒体娱乐器材如电视、音响、卡拉OK、DVD、录放影机、投影机、机上盒等惯常使用红外线遥控器去选择节目或点歌或点曲的电子电器装置，可以将红外线通讯界面更换成蓝牙4.0通讯界面即可，韧体与软体部分，例如原本电视红外线遥控模块的编码与解码，可以转换成蓝牙4.0的电视TV profile，其实对于音响、卡拉OK、DVD、录放影机、投影机、机上盒等，也可比照电视的方式处理，通常都有微控制器去进行控制与接受使用者命令去选择播放节目或歌曲，因此利用本实用新型的蓝牙控制电路公板20，可以兼具控制与蓝牙通讯的目标。上述家中的电器用品，基本上都可设计成为蓝牙4.0的通讯规范，并且是SLAVE的操作模式，手机等移动装置或电脑上的蓝牙4.0则可设定为MASTER操作模式。本实用新型使用蓝牙4.0的通讯规范，是因为过去的蓝牙2.0或3.0基本上其连结的时间都要数秒，相较于红外线通讯遥控的连结速度明显不足，而根据蓝牙相关文献(Texas Instruments CC2540 BluetOOth Low Energy Software Developer’ s Guidevl.0，2010)指出，低功耗蓝牙4.0从无连接状态到开始传送数据，最少只需7.5ms，基本上是遵守下列公式:有效连结时间=(ConnectionInterval)*(1+ (Slave Latency))连结区段(connectioninterval)的设定最小值 6 (7.5ms)，最大值 3200 (4.0s)。从节点延迟(slave latency)的设定最小值O,最大值499。因此若是利用低功耗蓝牙4.0作为取代红外线通讯遥控器，使用者的感受可以更为即时快速。另外电器用品与移动装置更可以双向沟通，而非红外线仅有的单向沟通，也就是电器用品若是有故障、或使用过久、或是有感测器，可以回馈给移动装置，进行调整或故障排除。进一步，如图2所示，以WIFI无线通讯为骨干的智慧联网(Ι0Τ，Internet ofThing)节点灯源配置架构图，通过既有建筑物室内的灯源部分或全部更替为智慧联网灯源，该智慧联网灯源可概分成三种，第一种纯作为从节点(slave node) 123是由蓝牙低功耗芯片与微处理机组成的模块来构成，例如德州仪器TICC2540系统单芯片，具有蓝牙4.0的通讯功能，也有8051微处理器，以及ADC转换器，可以连接八个感测讯号的输入。第二种可作为路由器121，可将WIFI与BT4.0整合芯片与MCU整合，MCU较佳选择为ARM9。也可以是TI CC3000与TI CC2540或是CC2560。BT4.0做为主节点或从节点，可以直接与上述具有从节点或主节点的灯源123，或电子电器用品124，或可移动人员122进行沟通与讯号交流。WIFI也指W1-Fi Direct,可让装置间彼此直接通讯,无需连接存取点。这不只让装置的间的通讯变得更简单更快速，并可以随时随地连线了。灯源有了这类组合芯片，可携式装置不再受限于单一网络中的通讯，而且还能在网络的间轻松作连结，并视需要来建立一对一的连线。第三种选择是将上述BT4.0+WIFI组合芯片内建于家用电脑，PC、笔电、手机、平板电脑等，藉由其有线或无线上网的功能，成为通讯闸(Gateway) 125，因此可以轻易连上云端运算服务。这类组合芯片因为采用高速蓝牙技术，可通过W1-Fi连线以及用W1-Fi上网的速度使用蓝牙应用服务。综上所述，将电器用品124的控制程序载入LED灯源123，124的微控制器中，因此家中的电器用品124则可以由手机125遥控，或是通过LED灯源123，124，由网际网络加以控制。如图3所示，为LED灯源、加热器、或电风扇等受控机构22的控制驱动电路。当移动装置30 (未显示于图中)发射端发射讯号时，蓝牙控制电路公板20接收端的脚位会出现高/低电位，此高/低电位为5V与OV (与供应电压有关)，但是电流太小，利用功率电晶体来进行放大电流作用，来推动继电器，作为电源开关，便可以以无线方式遥控家电设备，例如日光灯、LED灯、加热器或电风扇马达等。进一步，将继电器换成功率放大器或变频器或inverter等，蓝牙控制电路公板20输出PWM讯号可以对日光灯、LED灯进行调光或调色；可以对加热器调温；可以对电风扇马达调速。另外，在蓝牙控制电路公板20载入电灯的预约设定程序，可避免白天开灯，也可营造长期出门在外，避免让小偷以为家中无人，只要电灯可以按时开关而且变色。由于智慧型手机具有Android，iOS，Windows等作业系统，只需要从网站下载各电器用品公司网站的应用程序(APP)，或称手机管家APP，即可拥有遥控家中电器用品的功能。使用者可以利用智慧型手机的触控式荧幕执行电器用品的操控，其画面出现电器用品的图控界面70，如图4所示，其上方有许多手机管家APP，例如冷气机图示71、电视机72、电风扇73、除湿机74、冰箱75、微波炉76、洗衣机77、电子锅81等。使用者通过触控冷气机图示71，即会出现温度显示与设定画面78，通过上下键即可设定温度，或是通过FUZZY键，由人工智慧判断使用者最适温度；按下一页，则会出现风量显示与设定画面79，通过上下键即可设定风量，其余设定，在此不予赘述。另其余的手机管家APP的操作方式与冷气机的操作方式类似，在此也不予赘述，熟悉此领域者，不难推论得知。[手机管家APP与蓝牙可控装置封包格式]就手机管家APP与家中的蓝芽可控装置封包的格式考虑上，由于家中的各项家电皆不相同，所以在手机管家APP与蓝牙家电的封包必须针对各项状况加以考虑，以下为较佳格式的手机管家APP与蓝牙可控电子电器装置的封包栏位:
权利要求1.一种蓝牙可控的电器装置，其特征在于，包括: 一电路基板； 一具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块，设置于该电路基板上，可与外界具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范的遥控装置沟通； 一微控制器，亦设置于该电路基板上，与该蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块电性联接，通过该蓝牙模块，该微控制器可接受外界遥控装置的命令，也可报告该电器装置的使用状态给外界遥控装置，又该微控制器提供至少一脉宽调变或数字模拟转换命令或数字开关的输出； 一交流转直流电路，亦设置于该电路基板上，将供应给该电器装置的交流电转换成直流电，用以提供蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块与微控制器所需的直流电源；以及 至少一致动器，该致动器选自马达与线圈、电阻或晶体的至少其中之一的组合，该致动器由功率放大器或继电器来驱动，该功率放大器或继电器的调控则由该微控制器提供至少一 PWM或DAC命令或数字开关的输出来执行。
2.如权利要求1所述的蓝牙可控的电器装置，其特征在于，所述电器装置的致动器为至少一个马达，其选自电风扇、除湿机、空气清净机、冷气机、果汁机、吸尘器、电冰箱、洗碗机、微波炉、电动窗帘、电动床铺、升降梯、电动门、电动按摩椅其中之一。
3.如权利要求1所述的蓝牙可控的电器装置，其特征在于，所述电器装置的致动器为至少一个加热用 或加压用线圈或电阻或晶体的电器用品，其选自微波炉、电灯、照明用LED灯、电锅、烤箱、电磁炉其中之一。
4.如权利要求1所述的蓝牙可控的电器装置，其特征在于，所述遥控装置选自具有蓝牙4.0或其更新版本的手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑的其中之一，并配合载入该蓝牙可控的电器装置对应的遥控应用程序。
5.如权利要求1所述的蓝牙可控的电器装置，其特征在于，进一步包括一回馈感测器，其选自编码器、温度计、转速计、湿度计、照度计、麦克风其中之一，提供移动装置遥控器监控的功能，或是通过网际网络监控的功能。
6.如权利要求1项所述的蓝牙可控的电器装置，其特征在于，该一具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块与该一微控制器整合成为一系统单芯片。
7.一种蓝牙可控的电器装置，包括: 一电路基板； 一具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块，设置于该电路基板上，可与外界具有蓝牙4.0或其更新版本通讯规范的遥控装置沟通； 一微控制器，亦设置于该电路基板上，与该蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块电性联接，通过该蓝牙模块，该微控制器可接受外界遥控装置的命令，也可报告该电器装置的使用状态给外界遥控装置，又该微控制器提供至少一脉宽调变或数字模拟转换命令或数字开关的输出； 一交流转直流电路，亦设置于该电路基板上，将供应给该电器装置的交流电转换成直流电，用以提供蓝牙4.0或其更新版本通讯规范芯片的模块与微控制器所需的直流电源。
8.如权利要求7所述的蓝牙可控的电器装置，其特征在于，该电器装置选自多媒体装置包括音响、电视、DVD、录放影机、卡拉0K、投影机、机顶盒其中之一，其中蓝牙4.0或其更新版本通讯界面是用来取代该多媒体装置现有的红外线通讯界面。
9.如权利要求7项所述的蓝牙可控的电器装置，其特征在于，所述遥控装置选自具有蓝牙4.0或其更新版本的手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机其中之一，并配合载入该蓝牙可控的电 器装置对应的遥控应用程序。
专利摘要一种蓝牙可控的电子电器装置，至少内建一蓝牙4.0通讯规范的芯片，并且结合一微控制器，该微控制器提供至少一PWM或DAC命令的输出，连接至功率放大器以驱动该电子装置的致动器。进一步，利用手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机即可以无线控制该蓝牙可控的电子电器装置。
文档编号G08C17/02GK203084911SQ20122066178
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月4日 优先权日2011年12月7日
发明者黄荣堂 申请人:简惠娟