一种智能多功能时间继电器装置及其通信方法与流程

本发明属于智能电子器件领域，涉及一种时间继电器，具体涉及一种智能多功能时间继电器装置及其通信方法。

背景技术：

时间继电器是指当加入(或去掉)输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化(或触头动作)的一种继电器；它是一种使用在较低的电压或较小电流的电路上，用来接通或切断较高电压、较大电流的电路的电气元件。时间继电器在工业领域应用极其广泛。

这种传统的高精度多功能时间继电器，基本是通过调节三个电位器用于进行功能选择、范围选择和时间设定。然而，在实际操作时，这种手工设定耗时耗力。而且，传统的时间继电器，由于输入电压范围、功能、时间范围需求的不同，型号达百余种，选型不确定，面对不同的项目需求，不同型号的订货量很难确定而且很难管理。特别是对不同型号时间继电器进行手工设定，不仅容易出错，而且工程量巨大。手工设定需借助螺丝刀等工具，还有精度方面的缺陷，误差大。随着物联网的不断发展，智能物品也在与时俱进和更新，市场上开始出现智能时间继电器的需求。

技术实现要素：

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种智能多功能时间继电器装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能多功能时间继电器装置，它包括：单片机、与所述单片机相连接的usb通信单元、与所述单片机相连接且与所述usb通信单元相并联的蓝牙通信单元、与所述单片机相连接且相互独立的两路继电器、与所述单片机相连接的显示屏、与所述单片机相连接的多个发光二极管、以及通过电路分别与所述单片机、所述usb通信单元、所述蓝牙通信单元、所述继电器、所述显示屏和所述发光二极管分别相连接的电源模块，所述电路可被所述单片机控制通断。

优化地，所述电源模块包括与电源相连接且并联设置的ac/dc转化器和dc/dc转化器。

优化地，它还包括壳体以及安装在所述壳体任意侧面上的面板，所述壳体至少罩设在所述单片机、所述蓝牙通信单元、所述继电器和所述电源模块外，所述面板包括相互独立的显示屏、接电显示区、外接功能区、第一外接端子区和第二外接端子区，所述usb通信单元对应设置于所述外接功能区，一路所述继电器的接线端子设置在所述第一外接端子区，另一路所述继电器的接线端子设置在所述第二外接端子区。

本发明的又一目的在于提供一种上述智能多功能时间继电器装置的通信方法，它包括以下步骤：

(a)使所述蓝牙通信单元与外部智能设备相通讯；

(b)使所述单片机串口初始化；

(c)利用所述单片机检测是否接收到所述蓝牙通信单元的蓝牙数据；当所述单片机检测到所述蓝牙数据时，进行步骤(d)，否则重复步骤(c)；

(d)中断蓝牙通讯；

(e)点击外部智能设备的蓝牙标志位置位，重新实现蓝牙通讯，利用所述单片机读取蓝牙数据、解析蓝牙数据并执行对应功能。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明智能多功能时间继电器装置，通过将蓝牙通信单元、两路继电器等结构分别与单片机等进行连接，这样能够利用外部智能设备实现对继电器装置的控制，而对应设定6种工作模式和延时时间，一键设定、方便快捷。

附图说明

图1为本发明智能多功能时间继电器装置的示意图；

图2为本发明智能多功能时间继电器装置内部连接示意图；

图3为本发明智能多功能时间继电器装置面板的示意图；

图4为本发明智能多功能时间继电器装置单片机的电路图；

图5为本发明智能多功能时间继电器装置单片机isp端口的电路图；

图6为本发明智能多功能时间继电器装置单片机debug端口的电路图；

图7为本发明智能多功能时间继电器装置蓝牙通信单元的电路图；

图8为本发明智能多功能时间继电器装置一路继电器的电路图；

图9为本发明智能多功能时间继电器装置另一路继电器的电路图；

图10为本发明智能多功能时间继电器装置dc/dc转化器的电路图；

图11为本发明智能多功能时间继电器装置ac/dc转化器的电路图；

图12为本发明智能多功能时间继电器装置发光二极管的电路图；

图13为图3的外部接线图；

图14为本发明智能多功能时间继电器装置工作模式图；

图15为本发明智能多功能时间继电器装置的内部通信流程图。

具体实施方式

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：

如图1和图2所示的智能多功能时间继电器装置，主要包括电源模块3、单片机4、蓝牙通信单元5和两路继电器6等。

其中，单片机4可以选用32位的mcu，其电路图见图4所示，其isp端口和debug端口分别如图5和图6所示(isp口采用swd调试方式，2线式：串行数据信号swdio、串行时钟信号swclk，可以节约主芯片的引脚资源)。usb通信单元232与单片机4相连接，这样可以通过usb通信单元232连接该智能多功能时间继电器装置和外部智能设备(如手机、ipad等)，从而利用外部智能设备实现对智能多功能时间继电器装置的控制。蓝牙通信单元5也与单片机4相连接，它通常与usb通信单元232相并联，从而通过蓝牙的方式实现外部智能设备实现对智能多功能时间继电器装置的控制(蓝牙通信单元5和usb通信单元232通常是择一工作)，其电路图见图7所示(可以适配一些常见的串口通信的蓝牙模块)。继电器6有两路，它们均与单片机4相连接而并联设置。显示屏21与单片机4相连接，用于显示具体的时间和模式；如果继电器6长时间不被操作，则显示屏21关闭显示内容进入节电模式。发光二极管有多个(在本实施例中，有11个；还可以再预留一个调试led)，它们分别与单片机4相连接，用于进行各工作指示。电源模块3通过电路分别与单片机4、usb通信单元232、蓝牙通信单元5、继电器6、显示屏21和发光二极管分别相连接，用于向上述各部件供电；上述电路可被单片机4控制通断，即利用单片机4可以控制上述电路的通断。

在本实施例中，电源模块3包括与电源相连接且并联设置的ac/dc转化器31(电路图见图11，用于将交流市电转为5v的直流电压)和dc/dc转化器32(电路图见图10，用于将24v直流电转为5v直流电)。智能多功能时间继电器装置还包括壳体1以及安装在壳体1任意侧面上的面板2，壳体1至少罩设在单片机4、蓝牙通信单元5、继电器6和电源模块3外，面板2包括相互独立的显示屏21、接电显示区22(接电显示区22上设置有两个电源接口221)、外接功能区23、第一外接端子区24和第二外接端子区25(在本申请中，它们位于壳体1的同一侧面上而间隔设置)，usb通信单元232对应设置在外接功能区23，一路继电器6的接线端子241设置在第一外接端子区24，另一路所述继电器6的接线端子251设置在所述第二外接端子区25。发光二极管包括嵌设在显示屏21处的多个工作指示led灯211(11个)。面板2的具体结构见图3，最上部的接电显示区22上设有两个电源接口221(标记为a1、a2)和一个接地接口；外接功能区23位于接电显示区22下部，其上有一个接口231，标记为x，它是一个外部断电输入端子，其作用是与和其它继电器进行联动；第一外接端子区24和第二外接端子区25位于显示屏21的下方，其上的标号具体为：15指的是继电器一的公共端，18和16是继电器一的另外两个端子；25指的是继电器二的公共端，28和26是继电器为的另外两个端子(上述标记a1、a2、x、15、16等接线见图13；而继电器一、继电器二和12个led的电路图分别见图8、图9和图12，通过单片机的i/o端口去控制继电器的通断和各个led的亮灭)。

而显示屏21上的标记如表1所示：

表1显示屏工作面板的工作指示标志

上述的智能多功能时间继电器装置具有六种工作模式(见图14)，具体如下(黑色表示闭合或亮灯；共同点：a1或a2接通电源时，面板上ledp灯就会亮；t表示设置的时间)：

功能a循环延时，off开始(off都是站在15与18脚的角度描述的)

两路继电器同时工作，上电后15脚和18脚断开(off)，15脚与16脚闭合延时t时间后15和18脚闭合，15脚与16脚断开，并且周而复始不断循环；

功能b循环延时，on开始

两路继电器同时工作，上电后15脚和18脚闭合(on)，15脚与16脚断开延时t时间后15和18脚断开，15脚与16脚闭合，并且周而复始不断循环；

功能c循环延时，on开始

第一路继电器上电后15脚和18脚闭合(on)，15脚与16脚断开延时t时间后15和18脚断开，15脚与16脚闭合，并且周而复始不断循环；第二路继电器一直保持一个25脚与28脚闭合状态；

功能d上电后继电器保持断开，延时t时间后继电器保持闭合

第一路继电器上电后15脚与18脚保持断开，延时t时间后继电器15脚与18脚保持闭合并且一直维持这个闭合状态；第二路继电器一直保持一个25脚与28脚闭合状态。

功能e上电后继电器保持闭合，延时t时间后继电器保持断开

第一路继电器上电后15脚与18脚保持闭合，延时t时间后继电器15脚与18脚保持断开并且一直维持这个断开状态；第二路继电器一直保持一个25脚与28脚闭合状态；

功能f循环延时，off开始

第一路继电器上电后15脚与18脚保持断开，延时t时间后继电器15脚与18脚保持闭合，然后并且周而复始不断循环；第二路继电器一直保持一个25脚与28脚闭合状态。

这样可以通过外部智能设备以蓝牙信号或usb接口连接智能多功能时间继电器装置，从而灵活设定6种工作模式和延时时间，并在显示屏21上显示。

上述智能多功能时间继电器装置的通信方法，如图15和表2所示，它包括以下步骤：

(a)使所述蓝牙通信单元5与外部智能设备相通讯(打开外部智能设备的应用程序，通过无线蓝牙方式(或者专用的连接线)连接智能多功能时间继电器装置；连接成功后外部智能设备应用程序的界面中会显示连接状态)；

(b)使所述单片机4串口初始化；

(c)利用所述单片机4检测是否接收到所述蓝牙通信单元5的蓝牙数据；当所述单片机4检测到所述蓝牙数据时，进行步骤(d)，否则重复步骤(c)；

(d)中断蓝牙通讯；

(e)点击外部智能设备的蓝牙标志位置位，重新实现蓝牙通讯，利用所述单片机(4)读取蓝牙数据、解析蓝牙数据并执行对应功能；具体为，(1)点击“获取配置信息和状态”按钮，会通过表2的通信协议获取时间继电器装置的当前的配置信息和当前的工作状态，并显示在应用程序的界面中；(2)点击“保存配置信息”按钮，会将当前的配置信息保存为配置文件，可以取合适的文件名称以便于区分；(3)击“设置”按钮，会进入到配置设置界面，这里可以手动选择和输入各个参数的值，也可以点击“导入配置数据”按钮来导入预先设置好的各个参数，来提高批量配置的效率；(4)设置数据正确输入完成后，点击“下发配置”按钮，外部智能设备应用程序会将所有的设置参数传输到智能多功能时间继电器装置中；同时在应用程序界面会显示设置成功的提示画面或出错的提示信息；如果出现错误，请根据提示信息操作直到显示成功；(5)点击“断开连接”按钮，断开继电器与应用程序的连接(如果采用有线方式连接之后需要拔除连接线)。

表2外部智能设备与智能多功能时间继电器装置的报文格式

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。