专利名称：基于无线传感器网络的无线万能空调遥控插座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种遥控器插座，尤其是基于无线传感器网络的无线万能空调遥控插座。
背景技术：
目前，空调已广泛进入了人们的日常生活当中，实现对空调更加方便、安全的控制与监测已成为了人们的普遍要求。对于空调的操作一般使用厂家配置好的遥控器，其控制距离有限，控制范围仅限于一室之内，无法实现远程遥控，这给常奔波于外的用户带来了不便。另外，目前的空调遥控器大多不具有报警功能，当用户忘记关闭空调电源外出时，既浪费能源，又会带来火灾隐患。现有的空调遥控插座产品多为通过检测空调的工作电流来自 动打开或切断空调电源，既无法对空调的模式、温度、风量、风向等工作状态进行控制，又不能实现用户对空调的远程监控与报警，截止目前尚未有公开的解决办法。
发明内容为了克服现有空调遥控插座的不足，本实用新型提供了一种基于无线传感器网络、GPRS/GSM、电能检测、计算机以及传统万能遥控技术的无线万能空调遥控插座。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种基于无线传感器网络的无线万能空调遥控插座，包括插座电路，市电220V插座、空调插头、GPRS/GSM模块、计算机无线通信模块、手机以及计算机，手机通过GPRS/GSM模块与计算机通信，计算机通过计算机无线通信模块向插座电路发送指令和接收来自插座电路的电参数信号，插座电路由220V市电插头、插座、电源模块、微处理器、电参数检测模块、空调控制驱动模块、万能遥控模块、插座无线通信模块、声光报警模块和液晶显示模块组成；微处理器采用C8051F320微处理器芯片，插座无线通信模块选用APC200A-43无线模块，微处理器通过串行通讯口与插座无线通信模块相连；220V市电插头插接在市电220V插座上，空调插头插接在插座上；电源模块由一个固态继电器及降压、整流、滤波、稳压电路构成，市电220V火线与空调电源火线接在固态继电器触点两端，微处理器的输入输出口 PO. 6与固态继电器线圈控制端相连，市电220V火线连接到降压、整流、滤波、稳压电路上，降压、整流、滤波、稳压电路的输出为系统电源；电参数检测模块由电压互感器GPT-206B、电流互感器GCT207和电能芯片CS5460A构成，电压互感器的初级线圈并联在空调电源火线与空调电源零线之间，电压互感器的次级线圈连接在电能芯片VIN+端口，电流互感器的初级线圈串联在空调电源火线上，电流互感器的次级线圈连接在电能芯片IIN+端口，电能芯片的SCLK, SDO、SDI.INT ,RESET 端口分别与微处理器的 PO. O、PO. I、PO. 2、PO. 3、RES 端口相连；空调控制驱动模块由译码器74HC138、第一反相器74HC04、第二反相器74HC04、第一模拟开关⑶4066BE及第二模拟开关⑶4066BE组成，译码器的输入端A0、Al、A2与微处理器端口 P1.0、P1. 1、P1. 2相连，译码器的输出端而至分别与第一反相器的输入端IA至6A相连，译码器的输出端与第二反相器的输入端IA相连，第一反相器的输出端IY至4Y分别与第一模拟开关⑶4066BE的IE端至4E端相连,第一反相器的输出端5Y、6Y分别与第二模拟开关⑶4066BE的IE端、2E端相连，第二反相器的输出端IY与第二模拟开关⑶4066BE的3E端相连；万能遥控模块(47)为万能空调遥控器RM-1000C+，将万能空调遥控器的Cl至C7端子引出，万能空调遥控器的Cl端子与第一模拟开关的IY端连接，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的IZ端连接，连通Cl端子、C5端子实现空调开或关的控制，万能空调遥控器的C4端子与第一模拟开关的Ti端连接，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的2Z端连接，连通C5端子、C4端子实现增加空调温度的控制，万能空调遥控器的C6端子与第一模拟开关的3Y端连接，万能空调遥控器的Cl端子与第一模拟开关的3Z端连接，连通C6端子、Cl端子实现降低空调温度的控制，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的4Y端连接，万能空调遥控器的C3端子与第一模拟开关的4Z端连接，连通C5端子、C3端子实现调节空调工作模式的控制，万能空调遥控器的C6端子与第二模拟开关的IY端连接，万能空调遥控器的C3端子与第二模拟开关的IZ端连接，连通C6端子、C3端子实现调节空调风量的控制，万能空调遥控器的C5端子与第二模拟开关的2Y端连接，万能空调遥控器的C2端子与第二模拟开关的2Z端连接，连通C5端子、C2端子实现调节空调风向的控制，万能 空调遥控器的C7端子与第二模拟开关的3Y端连接，万能空调遥控器的C2端子与第二模拟开关的3Z端连接，连通C7端子、C2端子实现遥控器对空调的自动设置。与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下I.本实用新型可以直接插接在现有的220V电源插座上，空调电源插头可插接在本实用新型的插座上，实现了空调电源插头和现有220V电源插座的转接，使用方便，快捷；2.本实用新型使用了 GPRS/GSM模块、计算机无线通信模块、插座无线通信模块，微处理器、空调控制驱动模块、万能遥控模块，并编写了友好的计算机虚拟仪器界面，可以通过GPRS/GSM模块完成手机和计算机间的远程无线通信，通过计算机无线通信模块、插座无线通信模块完成计算机和微处理器间的远程无线通信，并根据手机或计算机的指令，通过微处理器以及空调控制驱动模块驱动万能遥控模块对任意品牌的空调进行设置与操作，从而实现利用手机或计算机对任意品牌空调的远程遥控，使用方便，适用范围广；多个遥控插座可以自动组网，实现一台手机或计算机对多台空调的“一对多”遥控操作；3.本实用新型利用电参数检测模块可以实时监测空调的电压、电流、功率等工作参数，并通过检测空调的电压、电流参数是否超出安全阈值范围的方法判断空调是否出现故障，同时可以通过声光报警模块及时报警并切断空调电源，保证了使用的安全性。
图I为无线万能空调遥控插座系统原理框图；图2为本实用新型电源模块原理图；图3为本实用新型电参数检测模块电路图；图4为本实用新型空调控制驱动模块电路图；图5为本实用新型微处理器、插座无线通信模块、液晶显示模块、声光报警模块电路图；图6为基于无线传感器网络的多个无线万能空调遥控插座组网结构图；图7为本实用新型微处理器工作流程图；[0017]图8为本实用新型计算机工作流程图；图9为本实用新型计算机虚拟仪器界面结构框图。图中，I.计算机；2. GPRS/GSM模块；3.计算机无线通信模块；4.插座电路；5.市电220V插座；6.空调；7.手机；9.空调插头；11.地；12.系统电源；41.插座无线通信模块；42.微处理器；43.电源模块；44.电参数检测模块；45.声光报警模块；46.空调控制驱动模块；47.万能遥控模块；48.液晶显示模块；49. 220V市电插头；410.插座；421.微处理器输入输出口 P0.6 ;431.固态继电器；432.降压、整流、滤波、稳压电路；491.市电220V火线；91.空调电源火线；92.空调电源零线；93.空调电源地线。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。一种基于无线传感器网络的无线万能空调遥控插座，参见图1，包括插座电路4，市电220V插座5、空调插头9、GPRS/GSM模块2、计算机无线通信模块3、手机7以及计算机I，手机7通过GPRS/GSM模块2与计算机I通信，计算机I通过计算机无线通信模块3向插座电路4发送指令和接收来自插座电路4的电参数信号，插座电路4由220V市电插头49、插座410、电源模块43、微处理器42、电参数检测模块44、空调控制驱动模块46、万能遥控模块47、插座无线通信模块41、声光报警模块45和液晶显示模块48组成；参见图5，微处理器42采用C8051F320微处理器芯片，插座无线通信模块41选用APC200A-43无线模块，微处理器42通过串行通讯口与插座无线通信模块41相连；220V市电插头49插接在市电220V插座5上，空调插头9插接在插座410上；参见图2，电源模块43由一个固态继电器431及降压、整流、滤波、稳压电路432构成，市电220V火线491与空调电源火线91接在固态继电器431触点两端,微处理器的输入输出口 PO. 6 421与固态继电器431线圈控制端相连，市电220V火线491连接到降压、整流、滤波、稳压电路432上，降压、整流、滤波、稳压电路432的输出为系统电源12 ;参见图3，电参数检测模块44由电压互感器GPT-206B、电流互感器GCT207和电能芯片CS5460A构成，电压互感器的初级线圈并联在空调电源火线91与空调电源零线92之间，电压互感器的次级线圈连接在电能芯片VIN+端口，电流互感器的初级线圈串联在空调电源火线91上，电流互感器的次级线圈连接在电能芯片IIN+端口，电能芯片的 SCLK、SDO、SDI、fi〒、RESET 端口分别与微处理器的 PO. O、PO. I、PO. 2、PO. 3、RES 端口相连；空调控制驱动模块46由译码器74HC138、第一反相器74HC04、第二反相器74HC04、第一模拟开关⑶4066BE及第二模拟开关⑶4066BE组成,译码器的输入端A0、Al、A2与微处理器端口 Pl. O、Pl. I、Pl. 2相连,译码器的输出端YO至Y 5分别与第一反相器的输入端IA至6A相连,译码器的输出端Y 6与第二反相器的输入端IA相连,第一反相器的输出端IY至4Y分别与第一模拟开关⑶4066BE的IE端至4E端相连，第一反相器的输出端5Y、6Y分别与第二模拟开关CD4066BE的IE端、2E端相连，第二反相器的输出端IY与第二模拟开关⑶4066BE的3E端相连；万能遥控模块47为万能空调遥控器RM-1000C+，将万能空调遥控器的Cl至C7端子引出，万能空调遥控器的Cl端子与第一模拟开关的IY端连接，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的IZ端连接，连通Cl端子、C5端子实现空调开或关的控制，万能空调遥控器的C4端子与第一模拟开关的Ti端连接，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的TL端连接，连通C5端子、C4端子实现增加空调温度的控制，万能空调遥控器的、C6端子与第一模拟开关的3Y端连接，万能空调遥控器的Cl端子与第一模拟开关的3Z端连接，连通C6端子、Cl端子实现降低空调温度的控制，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的4Y端连接，万能空调遥控器的C3端子与第一模拟开关的4Z端连接，连通C5端子、C3端子实现调节空调工作模式的控制，万能空调遥控器的C6端子与第二模拟开关的IY端连接，万能空调遥控器的C3端子与第二模拟开关的IZ端连接，连通C6端子、C3端子实现调节空调风量的控制，万能空调遥控器的C5端子与第二模拟开关的2Y端连接，万能空调遥控器的C2端子与第二模拟开关的2Z端连接，连通C5端子、C2端子实现调节空调风向的控制，万能空调遥控器的C7端子与第二模拟开关的3Y端连接，万能空调遥控器的C2端子与第二模拟开关的3Z端连接，连通C7端子、C2端子实现遥控器对任意品牌空调的自动设置；参见图5，液晶显示模块48由IXD1602构成，液晶显示模块48的引脚4至引脚6分别与微处理器的输入输出端口 Pl. 5至Pl. 7相连，液晶显示模块48的引脚7至引脚14分别与微处理器的输入输出端口 P2. O至P2. 7相连；声光报警模块45由扬声器和发光二极管及外围电路构成，微处理器输入输出端口 Pl. 3与扬声器电路控制端相连,微处理器输入输出端口Pl. 4与发光二极管电路控制端相连。参见图7，所述的微处理器42首先用于控制电源模块43将市电220V火线491与空调电源火线91接通；接着循环判断计算机I是否有指令传来，一旦指令传来，微处理器42通过插座无线通信模块41接收指令，在微处理器42中判断出需要调节的空调状态参数，微处理器42产生相应操作指令，并送给空调控制驱动模块46，空调控制驱动模块46就会自动按照微处理器42的操作指令，将万能遥控模块47的七个引出端子Cl至C7中满足指令要求的两个端子连接起来，从而使万能遥控模块47产生红外控制信号，操作空调6进行自动设置以及状态调节，改变空调6的开关、工作模式、风量、风向等状态；接下来，微处理器42将调节后空调6的状态送到液晶显示模块48进行显示；然后，微处理器42从电参数检测模块44读取电参数检测模块44所测得的空调6的实时工作电压、电流、功率，并将这些参数通过插座无线通信模块41发送给计算机I，等待计算机I处理结果；当计算机I处理完成后，微处理器42通过插座无线通信模块41接收计算机的处理结果；如果处理结果表
明空调6工作异常，微处理器42会控制电源模块切断空调电源，并控制声光报警模块45报
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目O参见图9，所述的计算机I以和真实遥控器按比例缩放的画面，构建了虚拟仪器界面，包含开关按键、工作模式按键、温度加减按键、风量按键、风向按键、设置按键，利用这些虚拟按键对空调6进行遥控操作。参见图8，计算机I首先发送打开空调6的命令，接着循环判断是否有外部指令传来，当有外部指令传来时，如果是开关指令，计算机I发送关闭命令关闭空调6，如果不是开关指令，计算机I通过指令的信息得到需要调节的空调参数，并取得相应操作码，所述的操作码为，I代表开关空调，2代表增加温度，3代表降低温度，4代表工作模式调节，5代表风量调节，6代表风向调节，7代表设置空调；计算机I将该操作码通过计算机无线通信模块3发给插座无线通信模块41 ;接着，计算机I命令微处理器42发送空调工作电流、电压、功率参数，在接收成功后，计算机I设定空调工作电压、电流的安全阈值，所述电压安全阈值范围是200V至240V，所述电流安全阈值范围是0. OlA至0. 0045PA，P为空调额定功率，当电压、电流处于安全阈值范围内时，计算机I发出空调工作正常信号，当电压或电流超出安全阈值范围时，计算机I发出报警指令，同时发出关闭空调指令；任意时刻，当计算机I接收到GPRS/GSM模块2发送的特定字符时，计算机I立即判断是否接收到用户短信，如果确实接收到用户短信，计算机I将短信内容译码得到短信指令，计算机I再通过计算机无线通信模块3将短信指令发送给微处理器42，从而完成一次手机7对空调6的控制操作。例如计算机收到短信内容为102610，译码得到短信指令为将空调打开，调节到制冷模式、26度、小风以及不改变风向的状态，将该指令通过计算机无线通信模块3发送给微处理器42，完成一次手机7对空调6的控制操作。参见图6，当有多个无线万能空调遥控插座4时，可以通过插座电路4中的插座无线通信模块41自动组网。以连接在计算机I上的计算机无线通信模块3为主控制节点，对多个无线万能空调遥控插座4进行“一对多”的控制。本实用新型的工作过程如下首先，用户利用手机7通过GPRS/GSM模块2向计算机I发送指令，或者用户直接在计算机I上输入指令，指令通过计算机无线通信模块3无线发送至插座电路4，插座电路4中的微处理器42通过插座无线通信模块41接收指令，根据指令内容，微处理器42产生相应操作指令，并送给空调控制驱动模块46，空调控制驱动模块46就会自动按照微处理器42的操作指令，将万能遥控模块47的七个引出端子Cl至C7中满足指令要求的两个端子连接起来，从而使万能遥控模块47产生红外控制信号，操作空调6进行自动设置以及状态调节，改变空调6的开关、工作模式、风量、风向等状态；接下来，微处理器42将调节后空调6的状态送到液晶显示模块48进行显示；然后，微处理器42从电参数检测模块44读取电参数检测模块44所测得的空调6的实时工作电压、电流、功率，并将这些参数通过插座无线通信模块41发送给计算机1，计算机I接收成功以后，将电压、电流值与设置好的电压、电流安全阈值相比较，如果电压或电流值超出安全阈值范围，则计算机I通过计算机无线通信模块3发送报警信号，微处理器42通过插座无线通信模块41接收到计算机I的报警信号后，将控制电源模块43切断空调电源，并控制声光报警模块45报警。
权利要求1.一种基于无线传感器网络的无线万能空调遥控插座，其特征为包括插座电路(4)，市电220V插座(5 )、空调插头(9 )、GPRS/GSM模块(2 )、计算机无线通信模块(3 )、手机(7 )以及计算机(I)，手机(7 )通过GPRS/GSM模块(2 )与计算机(I)通信，计算机(I)通过计算机无线通信模块(3)向插座电路(4)发送指令和接收来自插座电路(4)的电参数信号，插座电路(4)由220V市电插头(49)、插座(410)、电源模块(43)、微处理器(42)、电参数检测模块(44)、空调控制驱动模块(46)、万能遥控模块(47)、插座无线通信模块(41)、声光报警模块(45)和液晶显示模块(48)组成；微处理器(42)采用C8051F320微处理器芯片，插座无线通信模块(41)选用APC200A-43无线模块，微处理器(42)通过串行通讯口与插座无线通信模块(41)相连；220V市电插头(49)插接在市电220V插座(5)上，空调插头(9)插接在插座(410)上；电源模块(43)由一个固态继电器(431)及降压、整流、滤波、稳压电路(432)构成，市电220V火线(491)与空调电源火线(91)接在固态继电器(431)触点两端，微处理器的输入输出口 PO. 6 (421)与固态继电器(431)线圈控制端相连，市电220V火线(491)连接到降压、整流、滤波、稳压电路(432)上，降压、整流、滤波、稳压电路(432)的输出为系统电源(12);电参数检测模块(44)由电压互感器GPT-206B、电流互感器GCT207和电能芯片CS5460A构成，电压互感器的初级线圈并联在空调电源火线(91)与空调电源零线(92)之间，电压互感器的次级线圈连接在电能芯片VIN+端口，电流互感器的初级线圈串联在空调电源火线(91)上，电流互感器的次级线圈连接在电能芯片IIN+端口，电能芯片的SCLK、SDO,SDI,INT >RESET 端口分别与微处理器的 PO. O、PO. I、PO. 2、PO. 3、RES 端口相连；空调控制驱动模块(46)由译码器74HC138、第一反相器74HC04、第二反相器74HC04、第一模拟开关⑶4066BE及第二模拟开关⑶4066BE组成，译码器的输入端A0、Al、A2与微处理器端口Pl. O、Pl. I、Pl. 2相连，译码器的输出端？！至FT分别与第一反相器的输入端IA至6A相连，译码器的输出端与第二反相器的输入端IA相连，第一反相器的输出端IY至4Y分别与第一模拟开关⑶4066BE的IE端至4E端相连,第一反相器的输出端5Y、6Y分别与第二模拟开关⑶4066BE的IE端、2E端相连，第二反相器的输出端IY与第二模拟开关⑶4066BE的3E端相连；万能遥控模块(47)为万能空调遥控器RM-1000C+，将万能空调遥控器的Cl至C7端子引出，万能空调遥控器的Cl端子与第一模拟开关的IY端连接，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的IZ端连接，连通Cl端子、C5端子实现空调开或关的控制，万能空调遥控器的C4端子与第一模拟开关的Ti端连接，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的TL端连接，连通C5端子、C4端子实现增加空调温度的控制，万能空调遥控器的C6端子与第一模拟开关的3Y端连接，万能空调遥控器的Cl端子与第一模拟开关的3Z端连接，连通C6端子、Cl端子实现降低空调温度的控制，万能空调遥控器的C5端子与第一模拟开关的4Y端连接，万能空调遥控器的C3端子与第一模拟开关的4Z端连接，连通C5端子、C3端子实现调节空调工作模式的控制，万能空调遥控器的C6端子与第二模拟开关的IY端连接，万能空调遥控器的C3端子与第二模拟开关的IZ端连接，连通C6端子、C3端子实现调节空调风量的控制，万能空调遥控器的C5端子与第二模拟开关的2Y端连接，万能空调遥控器的C2端子与第二模拟开关的2Z端连接，连通C5端子、C2端子实现调节空调风向的控制，万能空调遥控器的C7端子与第二模拟开关的3Y端连接，万能空调遥控器的C2端子与第二模拟开关的3Z端连接，连通C7端子、C2端子实现遥控器对空调的自动设置。
2.根据权利要求I所述的基于无线传感器网络的无线万能空调遥控插座，其特征为液晶显示模块(48)由IXD1602构成，液晶显示模块(48)的引脚4至引脚6分别与微处理器的输入输出端口 Pl. 5至Pl. 7相连，液晶显示模块(48)的引脚7至引脚14分别与微处理器的输入输出端口 P2. O至P2. 7相连；声光报警模块(45)由扬声器和发光二极管及外围电路构成，微处理器输入输出端口 Pl. 3与扬声器电路控制端相连,微处理器输入输出端口Pl. 4与发光二极管电路控制端相连。
专利摘要一种基于无线传感器网络的无线万能空调遥控插座，包括插座电路，市电220V插座、空调插头、GPRS/GSM模块、计算机无线通信模块、手机以及计算机，采用了无线传感器网络、GPRS/GSM、电能检测、计算机以及传统万能遥控技术，插座电路实现了空调插头和市电220V插座的转接，用户可以用手机通过GPRS/GSM模块向计算机发送指令，或者直接在计算机上输入指令，指令通过计算机无线通信模块无线发送至插座电路，插座电路根据指令要求，可对任意品牌空调进行设置及状态调节，同时插座电路不断检测空调的工作参数，并发送给计算机处理，当空调工作参数超出安全阈值范围时，插座电路会及时切断电源并报警，从而实现利用手机或计算机对任意品牌空调的远程操控和实时监测。
文档编号H01R13/719GK202474490SQ201120284088
公开日2012年10月3日 申请日期2011年8月7日 优先权日2011年8月7日
发明者严如强, 卢伟, 孙行行, 钱宇宁 申请人:东南大学