专利名称：传感器或控制器读写系统和方法及相关感应龙头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种读写传感器或控制器的工作参数及实时数据的系统和方法，另夕卜，还涉及一种采用所述系统和方法的感应龙头。
背景技术：
当前，传感器/控制器，特别是卫浴产品的感应龙头控制器，往往在工作前就需要进行相关工作参数的设定，并且在工作中可能仍然需要对这些工作参数进行重新调整。工作参数例如为感应距离、开阀时间、延时时间、通电时间、采样间隔等参数。以往的传感器/控制器的相关产品一般通过如下方式进行工作参数的设定和调整(1)通过拨码开关来设置工作参数。拨码开关广泛用于无线通信设备的调频对码、 自动化的换控、预置电路中的控制元件，可以控制高低电平，起到和单片机一样的功能；(2)从相关产品引出专用接口来读写工作参数及实时数据。通过该专用接口实现外部设备与传感器/控制器相互之间的参数数据传送；(3)将传感器/控制器中的其他控制接口复用，使所复用的控制接口在进行本身的控制操作时还能够同时进行工作参数的传送。采用拨码开关或者专用接口来读写和设定工作参数，就必须进行设备对接，因此在对接处就无法很好地保证防水密封，尤其在必须经常接触水的卫浴领域中，该问题显得尤为严重。为此，就不得不在对接处另行设置防水密封装置，这就增大了操作复杂性并增大了生产成本。如果采用其他接口复用，则所复用的控制接口原有的控制功能就将被迫受到限制，这将对传感器/控制器的正常控制操作产生不利影响。
发明内容
本发明提供一种读写传感器或控制器的工作参数及实时数据的系统和方法以及相关感应龙头，旨在克服上文所述的现有技术中存在的防水密封问题和限制接口功能的缺陷。具体而言，本发明提供一种读写传感器或控制器的工作参数及实时数据的系统， 包括电源；读写装置，该读写装置由电源供电，且读写装置按预定的编码方式对电源的供电电压进行调制；传感器或控制器，读写装置为传感器或控制器供电，在传感器或控制器与读写装置之间进行工作参数及实时数据的交互，由此传感器或控制器对读写装置所传送的电压进行解调，在电源和读写装置之间以及在读写装置与传感器或控制器之间均采用电源线进行电连接。优选地，传感器或控制器中设置存储器，用于保存与工作参数相关的数据。更优选地，存储器是非易失性存储器。优选地，读写装置包括电压调制部分和电流采样检测部分，电压调制部分在负责对传感器或控制器输出电压的同时使输出电压上载有数据信号，电流采样检测部分根据供电电流的变化规律来得出传感器或控制器所传送回的数据信息。更优选地，电压调制部分包括第一微控制单元；运算放大器，运算放大器的同相输入端通过第一电阻连接到第一微控制单元并通过第二电阻连接到电源；第一射极跟随器，第一射极跟随器的基极连接到运算放大器的输出端，第一射极跟随器的集电极连接到电源，第一射极跟随器的发射极产生输出电压对传感器或控制器进行供电。更优选地，在传感器或控制器中设置电压采样电路，对所述输出电压进行采样及模数转变。更优选地，在电压采样电路中，输出电压通过第三和第四电阻连接到第二射极跟随器的集电极，第二射极跟随器的发射极接地，当第二射极跟随器导通时，第三和第四电阻的连接点处的电压即为第三和第四电阻的分压值，将该分压值传送至另一微控制单元进行模数转换，从而得到电压的波动信号，再根据编码规则解码，得出读写装置传送来的信息。更优选地，传感器或控制器包括电流反馈部分，用于将与工作参数相关的数据发送回读写装置，在电流反馈部分中，根据编码方式及数据内容有规律地控制功率器件以实现供电电流的规律变化。更优选地，功率器件是电磁阀线圈、LED指示灯、红外发射管等。更优选地，电流采样检测部分采用采用ZXCT1009F集成电路芯片进行电流采样检测。另外，本发明还提供一种采用上述系统来读写传感器或控制器的工作参数及实时数据的方法。进一步，本发明还提供一种感应龙头，该感应龙头包含如上文所述的系统。本发明利用电源线来读写传感器/控制器的工作参数及实时数据，而不采用额外的拨码开关和专用引线接口，因此不需要进行专门的防水密封，有效地降低了成本，整体结构简单，也使操作简单化且使用方便，进一步提高了操作可靠性。另外，对于同类型产品，例如卫浴产品，由于软件相对统一，因此可依照本发明的方法对工作参数进行出厂设置及现场修改，因此具有广阔的市场前景。
图1示出根据本发明的通过电源线读写传感器/控制器工作参数及实时数据的方法的系统框图；图2示出根据本发明一优选实施例的读写装置和传感器/控制器的电路图；图3示出ZXCT1009F集成电路芯片的电流检测的电路示意图；图4示出根据本发明一实施例的一种数据传输格式的示意图。
具体实施例方式在下文中，相同的附图标记指代相同的元件。本发明考虑采用读写装置利用电源线读写传感器/控制器的工作参数以及实时数据，而不需要另外的读写通信接口，也不需要对传感器/控制器中原有的控制接口进行复用。
图1示出根据本发明的通过电源线读写传感器/控制器工作参数及实时数据的方法的系统框图。如图1所示，电源100为读写装置200提供电能，同时读写装置200按预定的编码方式对电源100的输出供电电压进行调制。读写装置200接着为传感器/控制器 300提供能量，在读写装置200和传感器/控制器300之间进行工作参数及实时数据的交互。传感器/控制器300由此对读写装置200所传送的电源电压进行解调，由此实现了读写装置200向传感器/控制器300传送数据，进而实现对传感器/控制器300的控制操作， 同时，传感器/控制器300也可将与工作参数相关的数据发送回读写装置200以便读写装置200对这些工作参数进行调整。电源100和读写装置200之间以及读写装置200和传感器/控制器300之间均采用电源线进行电连接。优选地，传感器/控制器300中的存储器 (例如非易失性存储器)可以保存与工作参数相关的数据。图2示出根据本发明一优选实施例的读写装置和传感器/控制器的电路图。读写装置200包括电压调制部分201和电流采样检测部分202。电压调制部分201在负责对传感器/控制器300输出电压的同时使输出电压上载有数据信号。电流采样检测部分202根据供电电流的变化规律来得出传感器/控制器300所传送回的数据信息。如图2所示，在电压调制部分201中，运算放大器203的同相输入端203a通过电阻R3连接到电源100，运算放大器203的输出端203d连接到射极跟随器205的基极，射极跟随器205的发射极20 所输出的电压提供给随后的传感器/控制器300，而射极跟随器 205的集电极20 电连接到电源100。微控制单元(MCU) 204通过电阻R2连接到运算放大器203的同相输入端203a。这样，微控制单元204根据编码规则控制其输出电平，通过运算放大器203和射极跟随器205就可以控制输出电压，使射极跟随器205的发射极20 的输出电压产生小幅波动，从而使读写装置200在给传感器/控制器300供电的同时在供电电压上载有输出信号。具体而言，设定电源100的输出电压为Vin当微控制单元204发出高电平Vh时，处于电源100和微控制单元204之间的电阻R2和R3形成分压，由此使运算放大器203的正相输入端203a处(S卩，电阻R2和R3的连接点处)的电压为(Vin-Vh) R2/ (R2+R3) +Vh,该电压同时也是射极跟随器205的基极电压，从而使射极跟随器205工作在饱和状态，由此使射极跟随器205的集电极20 和发射极20 接近导通。因此，集电极205a和发射极20 的电压接近相等。也就是说，发射极20 处的电压Vb ^ Vin另一方面，当微控制单元204发出低电平(Vl = 0)时，运算放大器203的正相输入端电压降为VINXR2/(R2+R3)，这也是射极跟随器205的基极电压。由此基极电压的下降，使射极跟随器205工作在跟随状态，使发射极20 的电压Vb低于集电极20 的电压Vin具体关系为VB = 0. 8Vino根据以上分析可知，在电压调制部分201中，当微控制单元204通过发出一串连续的高低电平时，读写装置200对传感器/控制器300的输出电压将产生相应的小幅波动。当微控制单元204发出高电平时，输出电压约为电源100的总供电电压的100%;当微控制单元204发出低电平时，输出电压约为电源100的总供电电压的80%。传感器/控制器300中可设置电压采样电路301，可以对来自读写装置200的输出电压进行采样及模数转变。在电压采样电路301中，输出电压通过电阻R19、R21连接到射极跟随器302的集电极，射极跟随器302的发射极接地。对电阻R19、R21的连接点处的电压进行考察。当射极跟随器302导通时，所考察的电阻R19、R21的连接点处的电压即为电阻R19、R21的分压值，可将该分压值传送至另一微控制单元进行模数转换，从而得到电压的波动信号。再根据编码规则解码，得出读写装置200传送来的信息，从而使传感器/控制器300进行相应动作。上文提到，传感器/控制器300可将与工作参数相关的数据发送回读写装置200 以便读写装置200对这些工作参数进行调整。为此，在传感器/控制器300中设置电流反馈部分303。在电流反馈部分303中，根据编码方式及数据内容有规律地控制功率器件304， 例如电磁阀线圈，LED指示灯或红外发射管，从而实现供电电流的规律变化。电流反馈部分303将电流通过电源线反馈回读写装置200中的电流采样检测部分 202。当功率器件304运行时，例如当电磁阀通电时，或红外发射管发射红外线时，传感器/ 控制器300的电流将会加大，同时在电流采样检测部分202的外接电阻Rl上的电压也会加大，相应地，电流采样检测部分202中Z)(CT1009F集成电路芯片的输出电流也会加大，反映在输出电阻R4上的电压也会加大。反之，当功率器件304不运行时，例如当电磁阀不通电时，或红外发射管不发射红外线时，反映在电流采样检测部分202的输出电阻R4上的电压也会减小。在读写装置200中，通过电流采样检测部分202就可以得出电流的变化特征，再通过又一微控制单元解码后，就可以得出传感器/控制器300所传送的数据信息。图2中，电流采样检测部分202采用ZXCT1009F集成电路芯片进行电流采样检测。 ZXCT1009F集成电路芯片是^^以公司生产的电流感应监视芯片，体积小，外围电路简单。 电压输出范围为2. 5-20伏，输出电压可调，静态电流仅为0. 5微安，精度达1%。图3示出了 Z)(CT1009F集成电路芯片的电流检测的电路示意图。在ZXCT1009F集成电路芯片的输入端外接取样电阻Rsense，取样电阻Rsense两端的电压Uab可以转换成输出端的电流I，电压Uab和电流I的转换关系如下表所示
权利要求
1.一种读写传感器或控制器的工作参数及实时数据的系统，其特征在于，包括电源；读写装置，该读写装置由电源供电，且读写装置按预定的编码方式对电源的供电电压进行调制；传感器或控制器，读写装置为传感器或控制器供电，在传感器或控制器与读写装置之间进行工作参数及实时数据的交互，由此传感器或控制器对读写装置所传送的电压进行解调，在电源和读写装置之间以及在读写装置与传感器或控制器之间均采用电源线进行电连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，传感器或控制器中设置存储器，用于保存与工作参数相关的数据。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述存储器是非易失性存储器。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，读写装置包括电压调制部分和电流采样检测部分，电压调制部分在负责对传感器或控制器输出电压的同时使输出电压上载有数据信号，电流采样检测部分根据供电电流的变化规律来得出传感器或控制器所传送回的数据 fn息ο
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，电压调制部分包括第一微控制单元；运算放大器，运算放大器的同相输入端通过第一电阻连接到第一微控制单元并通过第二电阻连接到电源；第一射极跟随器，第一射极跟随器的基极连接到运算放大器的输出端，第一射极跟随器的集电极连接到电源，第一射极跟随器的发射极产生输出电压对传感器或控制器进行供 H1^ ο
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在传感器或控制器中设置电压采样电路， 对所述输出电压进行采样及模数转变。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在电压采样电路中，输出电压通过第三和第四电阻连接到第二射极跟随器的集电极，第二射极跟随器的发射极接地，当第二射极跟随器导通时，第三和第四电阻的连接点处的电压即为第三和第四电阻的分压值，将该分压值传送至另一微控制单元进行模数转换，从而得到电压的波动信号，再根据编码规则解码， 得出读写装置传送来的信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，传感器或控制器包括电流反馈部分，用于将与工作参数相关的数据发送回读写装置，在电流反馈部分中，根据编码方式及数据内容有规律地控制功率器件以实现供电电流的规律变化。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述功率器件是电磁阀线圈、或LED指示灯、或红外发射管。
10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，电流采样检测部分采用采用ZXCT1009F 集成电路芯片进行电流采样检测。
11.一种采用根据权利要求1-10中任一项所述的系统读写传感器或控制器的工作参数及实时数据的方法。
12.—种感应龙头，其特征在于，包含根据权利要求1-10中任一项所述的系统。
全文摘要
本发明提供一种读写传感器或控制器的工作参数及实时数据的系统，其中，读写装置由电源供电，且读写装置按预定的编码方式对电源的供电电压进行调制；读写装置为传感器或控制器供电，在传感器或控制器与读写装置之间进行工作参数及实时数据的交互，由此传感器或控制器对读写装置所传送的电压进行解调，在电源和读写装置之间以及在读写装置与传感器或控制器之间均采用电源线进行电连接。本发明不需要专门的通信接口，降低成本，提高操作可靠性。
文档编号G11C7/06GK102522107SQ201110425519
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者陆峻, 陈忠民, 高鹏程 申请人:上海科勒电子科技有限公司