专利名称：粘贴式物联仿生按钮器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种远程控制技术领域的装置，具体是一种粘贴式物联仿生按钮
器O
背景技术：
近年来，物联网技术发展迅速，并逐渐深入普通民众的日常生活。通过技术手段将各种电器及其他相关设备纳入物联网，并由终端计算机或手机远程控制各种家电设备的使用，是今后物联网技术应用的重要趋势。现有此类技术的基本思路为在电器设备中安装嵌入式芯片以及GPRs模块，并通过无线网络实现信息的远程双向通讯。然而，要达成该思路， 必须由厂家研发相应物联模块、并在生产过程中就将其内置于电器设备之中；另一方面，目前现实是，对于绝大多数电器而言并无相关功能或预设外接插口，因此要想实现远程控制， 就只能改造现有设备的电路，或淘汰旧设备，这对于普通用户而言，技术实现的成本过高。经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号200910023950. 5记载了 “一种家用电器的智能远程遥控装置及控制方法”，该技术通过“短信等方式发送手机信号，智能终端接收信息后通过控制电路对手机音频信号整形放大，触发控制电路产生控制信号，智能插座接收控制信号后，产生脉冲控制触发器，实现对家用电器的控制。”该装置虽然可实现远程控制，且无需改造现有设备的内部电路，但是该技术中所述实现对电器设备的远程控制的核心部件主要为智能插座，即通过内置继电器的闭合来实现强制性的通断电，这种方式必须将原有普通插座更换为智能插座，只能控制电器总电源的开启与关闭，而且对于一些工业电器设备在事故检修时的临时控制等情景，以及一些不插电设备如照相机等都并不适用；同时该设备采用改造的旧手机为智能终端来接受远程声音讯号，触发控制电路，采用此方法时旧手机的可靠性难以确保，而且传输质量和效果也受制于声音讯号质量，在实际运行中可能出现失控现象。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种粘贴式物联仿生按钮器，本发明通过无线远程双向通讯模块于远程终端感知装置工作状态，利用控制模块控制机械结构按按钮，从而实现远程控制。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括粘贴式外壳以及分别固定于其上的无线远程双向通讯模块、仿生机械按钮模块、控制模块和供电模块，其中无线远程双向通讯模块向控制模块传输用户的控制指令并接受控制模块反馈的按钮状态信息，仿生机械按钮模块的步进电机驱动电路与控制模块的控制总线相连接并接受正转或反转指令实现仿生机械按钮的按下或弹起动作，控制模块与无线远程双向通讯模块和仿生机械按钮模块相连接并将无线远程双向通讯模块接受的用户信息解析后向仿生机械按钮模块输出相应的动作指令，控制模块采集仿生机械按钮模的位置状态并将其通过无线远程双向通讯模块反馈给用户，供电模块分别与无线远程双向通讯模块、仿生机械按钮模块和控制模块相连并提供相应功率的电压。所述的无线远程双向通讯模块包括GPRS模块和信号收发天线，其中GPRS模块与控制模块相连接并将接收的无线信号转换成数字信号发送给控制模块，GPRS模块将控制模块发出的按钮位置信息接收并将其转换成GPRS无线信号发给信号收发天线，信号收发天线与GPRS模块相连接完成无线信号的收发工作。所述的仿生机械按钮模块包括微型步进电机、驱动电路、触压头、伸缩杆和接近开关，其中微型步进电机的头部与伸缩杆相焊接，伸缩杆的头部与触压头相焊接，驱动电路与控制模块的控制总线相连接并接收微型步进电机的正反转开关量信号及旋转步数的脉冲信号，接近开关与控制模块的传感总线相连并向其提供伸缩杆的位置信息。所述的位置信息是指通过0 5V的变化电压对应0_6mm的位置状态，所述的伸缩杆伸缩范围在3-6mm;当启动微型步进电机时，带动伸缩杆与触压头，实现按钮的按下与弹起动作。所述的接近开关的检测范围为0_2mm，接近开关触发表明微型步进电机伸缩杆在 “缩”状态，反之为“伸”状态。所述的控制模块通过MCU控制器实现，该控制模块利用内置的UART接口与GPRS 模块进行通信，通过P 口获得接近开关的状态，使用其TimerA对微型步进电机驱动芯片进行控制。所述的供电模块由锂电池及充电电路组成，该锂电池为与之相连的无线远程双向通讯模块、仿生机械按钮模块和控制模块提供直流3. 3V电源，充电电路与锂电池相连并采用双色发光为二极管指示电量的变化。所述的粘贴式外壳采用金属、工程塑料等常用硬质耐候材料制成，壳体旁侧带有粘贴片或固定孔。所述的粘贴式外壳的表面分别设有指示系统电池电量的电量指示灯。本发明工作原理为利用远程双向通讯模块与手机等无线网络终端设备进行交互并将接受的指令传递给控制模块，由控制模块控制仿生机械按钮模块进行按按钮的动作； 由接近开关感知仿生机械按钮模块的工作状态，并通过远程双向通讯模块将当前状态回传给手机。本发明的优点在于，无需改造现有设备的内部电路，并可依据各类设备按钮的外形特点制成一系列通用装置，用户可根据实际需求和设备按钮型号购买对应装置，即买即用。因此，较现有技术而言，更易于推广。
图1为本发明结构示意图。图2为本发明的主要模块示意图。图3为实例电路示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图1所述，本实施例包括粘贴式外壳1以及分别固定于其上的无线远程双向通讯模块2、仿生机械按钮模块3、控制模块4和供电模块5，其中无线远程双向通讯模块2向控制模块4传输用户的控制指令并接受控制模块4反馈的按钮状态信息；仿生机械按钮模块3的步进电机驱动电路与控制模块4的控制总线相连接并接受正转或反转指令(仿生机械按钮3的按下或弹起动作)；控制模块4与无线远程双向通讯模块2和仿生机械按钮模块相连接，将无线远程双向通讯模块2接受的用户信息解析后向仿生机械按钮模块3输出相应的动作指令，控制模块4采集仿生机械按钮模块3的位置状态并将其通过无线远程双向通讯模块2反馈给用户；供电模块5为其他模块提供相应功率的电压。所述的无线远程双向通讯模块2由GPRS模块6和信号收发天线7组成，其中GPRS 模块6与控制模块4相连接并将接收的无线信号转换成数字信号发送给控制模块4，同时将控制模块4发出的按钮位置信息接收并将其转换成GPRS无线信号发给信号收发天线7 ；信号收发天线7与GPRS模块6相连接完成无线信号的收发工作。所述的仿生机械按钮模块3包括微型步进电机8、驱动电路9、触压头10、伸缩杆 11和接近开关12，其中微型步进电机8头部与伸缩杆11焊接，伸缩杆11头部与触压头10 相焊接，驱动电路9与控制模块4的控制总线相连接并接收微型步进电机8的正反转开关量信号及旋转步数的脉冲信号，接近开关12与控制模块4的传感总线相连并向其提供伸缩杆的位置信息(0 5V的变化电压对应0-6mm的位置状态)。所述的伸缩杆11伸缩范围在3_6mm ；当启动微型步进电机8时，带动伸缩杆11与触压头10，实现按钮的按下与弹起动作。所述的接近开关12的检测范围为0_2mm，接近开关12触发表明微型步进电机8伸缩杆11在“缩”状态，反之为“伸”状态。所述的控制模块4通过MCU控制器实现，该控制模块4利用内置的UART接口与 GPRS模块6进行通信，通过P 口获得接近开关12的状态，使用其TimerA对微型步进电机8 驱动芯片进行控制。所述的供电模块5由锂电池13及充电电路14组成，该供电模块5为其他模块提供直流3. 3V电源。模块中的锂电池13自带控制及充电保护电路，并采用双色发光为二极管指示电量的变化。所述的粘贴式外壳1采用金属、工程塑料等常用硬质耐候材料制成，壳体旁侧带有粘贴片或固定孔，两者的目的为使整个装置附着于设备表面，其中粘贴片采用柔性塑料形成锥型吸盘式结构，即挤压出粘贴片与附着面之间的空气后，粘贴片及整个装置可牢固粘贴于目标电器的按钮表面，用户也可以通过基座固定孔用螺丝将系统固定在被控制设备的表面。所述的粘贴式外壳1的表面设有三盏指示灯，分别为指示系统电池电量的电量指示灯(绿灯表示电量充足，红灯表示电量不足)、指示系统通讯状态的通讯指示灯(绿灯长亮表示GPRS连接正常，绿灯闪烁表示正在数据交换，黄灯长亮表示短信在线，黄灯闪烁表示短信收发正在进行)、指示按钮状态的按钮指示灯(灭表示按钮弹起，红表示按钮按下)。如图2所示，利用GPRS模块6与手机进行交互并将接受的指令传递给控制模块4 的MCU控制器，控制微型步进电机8工作；接近开关12感知伸缩杆11的工作状态，装置表面指示灯显示系统当前状态，并通过GPRS模块6将当前状态回传给手机；另外，MCU控制器可以采集按钮电池电量信息，并在远程手机连接时将电量信息发给手机。
如图3所示，本发明实例中使用MSP430F1232作为控制模块4的MCU控制芯片，该芯片自带UART引脚(URXD0、UT)(D0)，直接与GPRS模块6的串口引脚(Tx,Rx)相连接，组成 UART串行总线，实现控制模块4与无线远程双向通讯模块2的GPRS模块(本发明实例采用 GTM900无线GPRS收发模块)数据交互。控制芯片的P0. 1、P0. 2、P0. 3管脚与仿生机械按钮模块3中的步进电机驱动电路9的脉冲输入接口相连接，驱动电机正转/反转一定的步数以达到模拟人工按下或弹起按钮的操作。控制芯片的PI. 1、P1.2、P1.3管脚与一只普通发光二极管和一只双色发光二极管相连接，指示按钮状态及通讯状态。供电模块5为控制模块4、无线远程双向通讯模块2和步进电机驱动电路9提供电源，并通过一只双色二极管指示电池电量。另外，供电模块5提供充电接口，可以接5V的电源适配器给系统进行充电。
权利要求
1.一种粘贴式物联仿生按钮器，其特征在于，包括粘贴式外壳以及分别固定于其上的无线远程双向通讯模块、仿生机械按钮模块、控制模块和供电模块，其中无线远程双向通讯模块向控制模块传输用户的控制指令并接受控制模块反馈的按钮状态信息，仿生机械按钮模块的步进电机驱动电路与控制模块的控制总线相连接并接受正转或反转指令实现仿生机械按钮的按下或弹起动作，控制模块与无线远程双向通讯模块和仿生机械按钮模块相连接并将无线远程双向通讯模块接受的用户信息解析后向仿生机械按钮模块输出相应的动作指令，控制模块采集仿生机械按钮模的位置状态并将其通过无线远程双向通讯模块反馈给用户，供电模块分别与无线远程双向通讯模块、仿生机械按钮模块和控制模块相连并提供相应功率的电压。
2.根据权利要求1所述的粘贴式物联仿生按钮器，其特征是，所述的无线远程双向通讯模块包括GPRS模块和信号收发天线，其中GPRS模块与控制模块相连接并将接收的无线信号转换成数字信号发送给控制模块，GPRS模块将控制模块发出的按钮位置信息接收并将其转换成GPRS无线信号发给信号收发天线，信号收发天线与GPRS模块相连接完成无线信号的收发工作。
3.根据权利要求1所述的粘贴式物联仿生按钮器，其特征是，所述的仿生机械按钮模块包括微型步进电机、驱动电路、触压头、伸缩杆和接近开关，其中微型步进电机的头部与伸缩杆相焊接，伸缩杆的头部与触压头相焊接，驱动电路与控制模块的控制总线相连接并接收微型步进电机的正反转开关量信号及旋转步数的脉冲信号，接近开关与控制模块的传感总线相连并向其提供伸缩杆的位置信息。
4.根据权利要求2或3所述的粘贴式物联仿生按钮器，其特征是，所述的位置信息是指通过0 5V的变化电压对应0-6mm的位置状态，所述的伸缩杆伸缩范围在3_6mm ；当启动微型步进电机时，带动伸缩杆与触压头，实现按钮的按下与弹起动作。
5.根据权利要求3所述的粘贴式物联仿生按钮器，其特征是，所述的接近开关的检测范围为0-2mm，接近开关触发表明微型步进电机伸缩杆在“缩”状态，反之为“伸”状态。
6.根据权利要求1或2或3所述的粘贴式物联仿生按钮器，其特征是，所述的控制模块通过MCU控制器实现，该控制模块利用内置的UART接口与GPRS模块进行通信，通过P 口获得接近开关的状态，使用其TimerA对微型步进电机驱动芯片进行控制。
7.根据权利要求1所述的粘贴式物联仿生按钮器，其特征是，所述的供电模块由锂电池及充电电路组成，该锂电池为与之相连的无线远程双向通讯模块、仿生机械按钮模块和控制模块提供直流3. 3V电源，充电电路与锂电池相连并采用双色发光为二极管指示电量的变化。
8.根据权利要求1所述的粘贴式物联仿生按钮器，其特征是，所述的粘贴式外壳采用金属、工程塑料等常用硬质耐候材料制成，壳体旁侧带有粘贴片或固定孔。
9.根据权利要求1或8所述的粘贴式物联仿生按钮器，其特征是，所述的粘贴式外壳的表面分别设有指示系统电池电量的电量指示灯。
全文摘要
一种远程控制技术领域的粘贴式物联仿生按钮器，包括粘贴式外壳以及分别固定于其上的无线远程双向通讯模块、仿生机械按钮模块、控制模块和供电模块，其中无线远程双向通讯模块向控制模块传输用户的控制指令并接受控制模块反馈的按钮状态信息，仿生机械按钮模块的步进电机驱动电路与控制模块的控制总线相连接并接受正转或反转指令，控制模块与无线远程双向通讯模块和仿生机械按钮模块相连接并将无线远程双向通讯模块接受的用户信息解析后向仿生机械按钮模块输出相应的动作指令，控制模块采集仿生机械按钮模的位置状态并将其通过无线远程双向通讯模块反馈给用户。
文档编号H04L29/08GK102323763SQ20111010120
公开日2012年1月18日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者陈尚俭, 陈雪初 申请人:上海交通大学