继电器设置系统和智能继电器的制作方法

本发明涉及低压电器领域，特别涉及一种智能继电器，继电器用通讯装置和继电器设置系统。

背景技术

智能继电器因其功能强大越来越受客户青睐，由于其功能繁杂，客户需要花费一定时间进行设置，如果面对的是多个智能继电器，其花费的时间会更多。

目前市场上已有的时间继电器、时控开关等智能继电器品种多样、功能繁杂，然而大多数产品功能固定、参数配置不灵活，客户在进行设备改造时只能通过更换产品来实现，大大增加了客户的维护成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单紧凑，性能安全稳定，配合智能继电器参数配置方便快捷的智能继电器、与智能继电器配合通信的继电器用通讯装置和继电器设置系统。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能继电器，包括继电器微控制器模块，继电器电源模块和继电器模块；所述继电器电源模块的输出端与继电器微控制器模块连接为后续电路供电，继电器微控制器模块与继电器模块的输入端进行连接控制继电器模块的开关动作，继电器微控制器模块设有与继电器配件连接的通讯接口。

优选的，还包括继电器指示模块，继电器指示模块与继电器微控制器模块连接，用于指示电源及运行状态。

优选的，继电器微控制器模块包括程序存储器，程序存储器包括用于存储产品运行所需要的驱动程序的驱动程序存储器和用来存储功能代码以及配置参数的功能代码与配置参数存储器。

优选的，所述通讯接口为安装于智能继电器上的接线端子，接线端子与继电器微控制器模块的控制芯片u4连接，智能继电器通过接线端子与继电器配件连接。

优选的，所述继电器配件为继电器用通讯装置，继电器用通讯装置包括微控制器模块1，用于与上位机连接的装置通讯模块3，用于与智能继电器连接对智能继电器进行参数配置的继电器通讯模块2，与微控制器模块1连接的存储模块4。

优选的，所述通讯接口为安装于智能继电器上的接线端子，接线端子与继电器微控制器模块的控制芯片u4连接，继电器用通讯装置的继电器通讯模块2为第二接线端子，第二接线端子与微控制器模块1连接，第二接线端子和接线端子插接配合。

优选的，所述继电器电源模块包括整流电路，变压器t101，电源芯片u1，稳压电路；电容c9和电容c10并联后的一端与电源芯片u1的电源输入端vin连接，另一端与电源芯片u1的接地端gnd连接，极性电容c11、电容c12和电容c13依次并联连接，并联后的两端并联至电源芯片u1的电源输出端vout和电源芯片u1的接地端gnd，电源芯片u1的接地端gnd接地，电容c9的一端与稳压电路连接，电容c12的一端与微控制器模块连接，变压器t101的输入端电源输入端连接，变压器t101的输出端与整流电路的输入端连接，整流电路的输出端与稳压电路的输入端连接。

优选的，所述整流电路为半波整流，包括二极管d101，二极管d102，二极管d103，二极管d104；二极管d101与二极管d103串联连接，二极管d102与二极管d104串联连接，二极管d103的负极与二极管d101的正极连接，二极管d101的负极与二极管d102的负极连接，二极管d102的正极与二极管d104的负极连接，二极管d103的正极与二极管d104的正极连接，二极管d101和二极管d102的中间节点、二极管d103和二极管d104的中间节点与稳压电路的输入端连接，二极管d101和二极管d103的中间节点与变压器t101的输出端的一端连接，二极管d102和二极管d104的中间节点与变压器t101的输出端的另一端连接。

优选的，所述稳压电路包括稳压芯片u101，稳压芯片u102，极性电容c6，极性电容c7和极性电容c8；极性电容c6的两端与整流电路的输出端连接，极性电容c6的正极与稳压芯片u101的输入端vin连接，极性电容c6的负极接地，稳压芯片u101的接地端gnd接地，稳压芯片u101的输出端vout与稳压芯片u102的输入端vin连接，极性电容c7的正极与稳压芯片u101的输出端vout与稳压芯片u102的输入端vin的中间节点连接，极性电容c7的正极同时连接至继电器模块，极性电容c7的负极接地，稳压芯片u102的接地端gnd接地，稳压芯片u102的输出端与极性电容c8的正极连接，极性电容c8的负极接地，极性电容c8的正极同时连接至电源芯片u1。

优选的，所述继电器微控制器模块包括控制芯片u4，电容c1，电容c2，电容c3，晶振y1，电阻r5；晶振y1的两端并联连接在控制芯片u4的第二管脚和控制芯片u4的第三管脚之间，电容c1和电容c2串联连接，电容c1的一端与晶振y1的一端连接，电容c2的一端与晶振y1的另一端连接，电容c1和电容c2的中间节点接地，电阻r5和电容c3串联，串联后电阻r5的一端连接至继电器电源模块，电容c3的一端接地，电容c3和电阻r5的中间节点连接至控制芯片u4的第四管脚。

优选的，所述继电器模块包括继电器开关k101，二极管d105，三极管q101和电阻r24，所述三极管q101的基极经过电阻r24连接至继电器微控制器模块，三极管q101的发射极接地，三极管q101的集电极与二极管d105的正极连接，二极管d105的负极与继电器电源模块连接，继电器k101并联连接在二极管d105的两端。

优选的，所述继电器指示模块包括电阻r1，电阻r2，发光二极管d1和发光二极管d2，电阻r1的一端与控制芯片u4的第二十管脚连接，电阻r1的另一端与发光二极管d1的负极连接，发光二极管d1的正极与继电器电源模块连接，电阻r2的一端与控制芯片u4的第十九管脚连接，电阻r2的另一端与发光二极管d2的负极连接，发光二极管d2的正极与继电器电源模块连接。

一种继电器设置系统，包括本发明的智能继电器，智能继电器通过通讯接口与继电器用通讯装置连接，还包括与继电器用通讯装置的装置通讯模块3连接进行设置参数数据传输的上位机。

本发明智能继电器通过设置在控制芯片上设置通讯接口，来读取和存储功能代码和配置参数，且控制芯片具有存储功能代码和配置参数的功能，可通过通讯接口进行更新，解决现有继电器功能，参数配置不灵活的缺陷。微控制器模块的程序存储器包括驱动程序存储器和功能代码与配置参数存储器，程序存储器用于存储产品运行所需要的驱动程序，功能代码与配置参数存储器用来存储可被微控制器模块识别的功能代码以及配置参数，同时功能代码及配置参数可由驱动程序控制读与写，产品运行时，驱动程序通过读取功能代码与配置参数并识别进行运行，并控制继电器模块的开关动作，远程通讯稳定可靠。

附图说明

图1是本发明继电器用通讯装置的整体结构框图；

图2是本发明电源模块和指示模块的电路图；

图3是本发明存储模块的电路图；

图4是本发明按键模块的电路图；

图5是本发明微控制器模块的电路图；

图6是本发明智能继电器的结构示意图；

图7是本发明继电器电源电路的部分结构示意图；

图8是本发明继电器电源电路的部分结构示意图；

图9是本发明继电器微控制模块的电路图；

图10是本发明继电器的继电器模块的电路图。

具体实施方式

以下结合附图1至10给出的实施例，进一步说明本发明的智能继电器，继电器用通讯装置和继电器设置系统的具体实施方式。本发明的智能继电器，继电器用通讯装置和继电器设置系统不限于以下实施例的描述。

如图1所示，本发明继电器设置系统，包括继电器用通讯装置，还包括与继电器用通讯装置的装置通讯模块3连接进行设置参数数据传输的上位机和与继电器用通讯装置的继电器通讯模块2连接进行参数配置的智能继电器。继电器用通讯装置与智能继电器之间的通信方式可以采用直接连接或者近场通讯或者远程通讯或者有线连接进行通信。近场通讯例如蓝牙，nfc，远程通讯可采用gsm模块，有线连接采用rs485等等。所述上位机采用为手机或者掌上机等手持设备或者pc机。

如图1所示，本发明继电器用通讯装置，包括微控制器模块1，可与上位机连接进行设置参数数据传输的装置通讯模块3，可与智能继电器连接对智能继电器进行参数配置的继电器通讯模块2，与微控制器模块1连接对参数数据进行存储的存储模块4。本发明继电器用通讯装置通过设置装置通讯模块和存储模块，用户通过手持设备进行参数配置，并记录在继电器用通讯装置的存储模块内；继电器用通讯装置可插入任一继电器中进行参数配置，也可才采用其他数据传输方式，只需一步即可完成参数配置操作，操作快捷方便，大大节省继电器参数配置的时间。

特别地，所述继电器用通讯装置的装置通讯模块与上位机件的的通信方式采用近场通讯或者远程通讯或者有线连接进行通信。近场通讯例如蓝牙，nfc，远程通讯可采用gsm模块，有线连接采用rs485等等。智能继电器设有通讯接口，继电器用通讯装置通过通讯接口与继电器连接通信。优选的，所述通讯接口为安装于智能继电器上的接线端子，接线端子与智能继电器的微控制器模块连接，继电器用通讯装置的继电器通讯模块2为第二接线端子，第二接线端子与微控制器模块1连接，接线端子和第二接线端子插接配合(当然也可用线连接)。智能继电器与继电器用通讯装置无需相应的通讯协议或通讯模块，采用接线端子直接连接，可实现微控制器间直连进行通讯，并且通过接线端子，智能继电器还可为继电器用通讯装置供电。优选的，继电器用通讯装置插接在智能继电器上，第二接线端子和接线端子插接配合。

如图1所示，本发明继电器用通讯装置还包括指示模块5和按键模块6；指示模块5的输入端与微控制器模块1的输出端连接用于指示电源及运行状态，按键模块6的输出端与微控制器模块1的输入端连接；还包括电源模块，电源模块与微控制器模块1连接为后续电路供电。用户通过手持设备将设置参数等数据通过无线通讯传输到微控制器模块1上，微控制器模块1一方面将数据通过继电器通讯模块2下载至智能继电器上，一方面将数据下载至存储模块上，存储模块具有掉电数据保持的特点。装置通过硬件连接至智能继电器上，也可脱离智能继电器，在脱离后，配置参数不丢失，保持最近一次操作的配置参数；装置连接到其余的智能继电器上后，用户通过操作按键模块6上的按钮即可将最近一次的配置参数下载至其余智能继电器上，实现配置参数的克隆功能。指示模块5用来指示电源与运行状态(下载状态、空闲状态)。

具体地，如图5所示，所述微控制器模块1包括控制芯片u1，电容c6，晶振y1，电容c7，电阻r1和电容c8；晶振y1的两端并联连接在控制芯片u1的第二管脚和控制芯片u1的第三管脚之间，电容c6和电容c7串联连接，电容c6的一端与晶振y1的一端连接，电容c7的一端与晶振y1的另一端连接，电容c6和电容c7的中间节点接地，电阻r1和电容c8串联，串联后电阻r1的一端连接至电源模块，电容c8的一端接地，电容c8和电阻r1的中间节点连接至控制芯片u1的第四管脚，控制芯片u1的第十七管脚和控制芯片u1的第十八管脚与装置通讯模块3连接；控制芯片u1的第十一管脚和控制芯片u1的第十二管脚与指示模块5连接。控制芯片u1还设有通讯接口tx1和通讯接口rx1。设置通讯接口tx1、rx1通过接线端子用来直接与智能继电器进行通讯。

如图2所示，所述电源模块包括电源芯片u2，电容c1，电容c2，极性电容c3，电容c4和电容c5；电容c1和电容c2并联连接后的两端分别连接至电源芯片u2的电源输入端vin和电源芯片u2的接地端gnd，电容c1的一端连接至智能继电器，极性电容c3、电容c4和电容c5依次并联后的两端并联连接至电源芯片u2的电源输出端vout和电源芯片u2的接地端gnd，电源芯片u2的接地端gnd接地，电容c4的一端连接至智能继电器，电容c5的一端与指示模块5连接。电源模块由智能继电器提供输入电源，转换成装置供电电源。

如图3所示，所述存储模块4包括存储芯片u4，电阻r2和电阻r3，电阻r2的一端与存储芯片u4的第六管脚连接，电阻r2的另一端与微控制器模块1连接，电阻r3的一端与存储芯片u4的第五管脚连接，电阻r3的另一端与微控制器模块1连接，存储芯片u4的第一管脚、存储芯片u4的第二管脚、存储芯片u4的第三管脚和存储芯片u4的第四管脚接地。存储模块由一片电可擦除可编程只读存储器，用来存储来自用户手持设备的数据。

如图2所示，所述指示模块5包括电阻r4，电阻r5，二极管d1和二极管d2；电阻r4的一端与电源模块的输出端连接，电阻r4的另一端与指示灯d1的正极连接，指示灯d1的负极与微控制器模块1连接，电阻r5的一端与电源模块的输出端连接，另一端与指示灯d2的正极连接，指示灯d2的负极与微控制器模块1连接。

如图4所示，所述按键模块6包括电阻r6，电容c9和按键开关s1；电容c9和按键开关s1并联后的一端接地，另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与微控制器模块1连接。按键模块的开关s1起编程作用。当用户将装置移出智能继电器，并插入另外一个智能继电器上后操作按键s1，微控制器收到按键信号，读取存储器里的数据，并将数据通过rx1、tx1下载至智能继电器上，实现“一键操作”的特点，免去了客户再使用同样设置参数的方法设置继电器的繁琐步骤。

具体地，所述控制芯片u1的型号为stm32f042f6；存储芯片u4的型号为24c02。

下面说明继电器用通讯装置对智能继电器进行参数配置的过程：

在使用时，用户将继电器用通讯装置通过特定接口插入智能继电器上，此时装置通过通讯接口rx1、tx1与智能继电器建立连接，并初始化gsm模块与通信基站建立连接；用户的手持设备通过无线通讯与继电器用通讯装置建立连接，用户将编制完毕后的数据通过装置通讯模块3传输给微控制器模块1，微控制器模块一方面将数据通过rx1、tx1传输给智能继电器，一方面将数据存储到存储模块4；

当用户将装置移出智能继电器，并插入另外一个智能继电器上后操作按键s1，微控制器收到按键信号，读取存储器里的数据，并将数据通过rx1、tx1下载至智能继电器上，实现“一键操作”的特点，免去了客户再使用同样设置参数的方法设置继电器的繁琐步骤。

如图6所示，本发明智能继电器，包括继电器微控制器模块，继电器电源模块和继电器模块；所述继电器电源模块的输出端与继电器微控制器模块连接为后续电路供电，继电器微控制器模块与继电器模块的输入端进行连接控制继电器模块的开关动作，继电器微控制器模块设有通讯接口，通讯接口用于与继电器配件连接进行通信，智能继电器通过通讯接口和继电器配件读取功能代码和配置参数存储于继电器微控制器模块中。本发明智能继电器的控制芯片上设置通讯接口，来读取和存储功能代码和配置参数，且控制芯片具有存储功能代码和配置参数的功能，解决现有继电器功能，参数配置不灵活的缺陷。还包括继电器指示模块，继电器指示模块与继电器微控制器模块连接，用于指示电源及运行状态。本实施例的继电器配件可以为上述的继电器用通讯装置。

具体地，继电器微控制器模块具有程序存储器，程序存储器包括用于存储产品运行所需要的驱动程序的驱动程序存储器和用来存储可被微控制器模块识别的功能代码以及配置参数的功能代码与配置参数存储器；程序存储器一部分存储产品运行所需要的驱动程序，一部分用来存储可被微控制器识别的功能代码以及配置参数；功能代码及配置参数可由驱动程序控制读与写；产品运行时，驱动程序通过读取功能代码与配置参数并识别进行运行，并控制继电器模块的开关动作。智能继电器具有一个通讯模块，此通讯模块分别与继电器微控制器模块与产品配套的参数配置配件连接，此配件具有存储功能代码与配置参数的功能，并且参数配置配件的存储器可由客户灵活进行配置；微控制器的驱动程序通过通讯接口读取配件的功能代码与配置参数，并下载至自身的程序存储器里。具体地，所述通讯接口为安装于继电器上的接线端子，控制芯片u4的第十七管脚和控制芯片u4的第十八管脚与接线端子连接，智能继电器通过接线端子与配件连接。配件采用通用化设计可在不同的产品上使用，并且产品可脱离配件独立工作，用户可购置多台产品但只需要一个配件即可实现多台产品的配置操作，这样一来减少客户的投入成本。

具体的一种实施例，所述继电器配件为继电器用通讯装置，继电器用通讯装置包括微控制器模块1，用于与上位机连接的装置通讯模块3，用于与智能继电器连接对智能继电器进行参数配置的继电器通讯模块2，与微控制器模块1连接的存储模块4。智能继电器与继电器用通讯装置通过接线端子插接配合，直接进行通讯，并且智能继电器为继电器用通讯装置供电。

如图7、8所示，所述继电器电源模块包括整流电路，变压器t101，电源芯片u1，稳压电路；电容c9和电容c10并联后的一端与电源芯片u1的电源输入端vin连接，另一端与电源芯片u1的接地端gnd连接，极性电容c11、电容c12和电容c13依次并联连接，并联后的两端并联至电源芯片u1的电源输出端vout和电源芯片u1的接地端gnd，电源芯片u1的接地端gnd接地，电容c9的一端与稳压电路连接，电容c12的一端与继电器微控制器模块连接，变压器t101的输入端电源输入端连接，变压器t101的输出端与整流电路的输入端连接，整流电路的输出端与稳压电路的输入端连接。继电器电源模块将外部电源转换成自身所需要的电源，给其余模块供电；

如图8所示，所述整流电路为半波整流，包括二极管d101，二极管d102，二极管d103，二极管d104；二极管d101与二极管d103串联连接，二极管d102与二极管d104串联连接，二极管d103的负极与二极管d101的正极连接，二极管d101的负极与二极管d102的负极连接，二极管d102的正极与二极管d104的负极连接，二极管d103的正极与二极管d104的正极连接，二极管d101和二极管d102的中间节点、二极管d103和二极管d104的中间节点与稳压电路的输入端连接，二极管d101和二极管d103的中间节点与变压器t101的输出端的一端连接，二极管d102和二极管d104的中间节点与变压器t101的输出端的另一端连接。

如图8所示，所述稳压电路包括稳压芯片u101，稳压芯片u102，极性电容c6，极性电容c7和极性电容c8；极性电容c6的两端与整流电路的输出端连接，极性电容c6的正极与稳压芯片u101的输入端vin连接，极性电容c6的负极接地，稳压芯片u101的接地端gnd接地，稳压芯片u101的输出端vout与稳压芯片u102的输入端vin连接，极性电容c7的正极与稳压芯片u101的输出端vout与稳压芯片u102的输入端vin的中间节点连接，极性电容c7的正极同时连接至继电器模块，极性电容c7的负极接地，稳压芯片u102的接地端gnd接地，稳压芯片u102的输出端与极性电容c8的正极连接，极性电容c8的负极接地，极性电容c8的正极同时连接至电源芯片u1。

如图9所示，所述继电器微控制器模块包括电容c1，电容c2，电容c3，晶振y1，电阻r5；晶振y1的两端并联连接在控制芯片u4的第二管脚和控制芯片u4的第三管脚之间，电容c1和电容c2串联连接，电容c1的一端与晶振y1的一端连接，电容c2的一端与晶振y1的另一端连接，电容c1和电容c2的中间节点接地，电阻r5和电容c3串联，串联后电阻r5的一端连接至继电器电源模块，电容c3的一端接地，电容c3和电阻r5的中间节点连接至控制芯片u4的第四管脚。

如图10所示，所述继电器模块包括继电器开关k101，二极管d105，三极管q101和电阻r24，所述三极管q101的基极经过电阻r24连接至继电器微控制器模块，三极管q101的发射极接地，三极管q101的集电极与二极管d105的正极连接，二极管d105的负极与电继电器源模块连接，继电器k101并联连接在二极管d105的两端。继电器模块为1个或多个电磁继电器组成，由继电器微控制器进行控制开关动作。

如图9所示，所述指示模块包括电阻r1，电阻r2，发光二极管d1和发光二极管d2，电阻r1的一端与控制芯片u4的第二十管脚连接，电阻r1的另一端与发光二极管d1的负极连接，发光二极管d1的正极与继电器电源模块连接，电阻r2的一端与控制芯片u4的第十九管脚连接，电阻r2的另一端与发光二极管d2的负极连接，发光二极管d2的正极与继电器电源模块连接。继电器指示模块用来指示电源状态以及运行状态(运行、下载)。

具体地，所述通讯模块为近场通讯模块或远程通讯模块或有线通讯模块，所述控制芯片u4的型号为stm32f030f4。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。