一种短距离无线家电电流信号反馈器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种短距离无线家电电流信号反馈器，包括对被控家电的工作电流进行实时检测的电流检测电路、与电流检测电路相接的A/D转换器和与A/D转换器相接的无线信号收发器，所述无线信号收发器包括主处理器以及与主处理器相接的Zigbee短距离无线通信模块、串行接口和USB接口；所述电流检测电路包括电流传感器和与所述电流传感器相接的电压放大电路，所述电压放大电路的输出端与A/D转换器的输入端相接，A/D转换器的输出端与主处理器相接。本实用新型电路简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，使用户能简便、快速了解被控家电的工作状态。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于家用电器电流监测【技术领域】，具体涉及一种短距离无线家电电流 信号反馈器。 一种短距离无线家电电流信号反馈器
【背景技术】
[0002] 随着智能家居系统行业的发展以及价格越来越亲民化，导致民众接受度不断提 高，智能家居产品逐渐走入寻常百姓家里。现如今，以红外、Zigbee短程无线通讯电路等方 式对家电进行控制时，主要实现远程控制及联动模式来实现。但现有家电大多都不具备工 作状态的反馈功能，即用户在离家状态下无法得知家中电器处于开启、关闭、待机状态，或 者无法确认远程操作开启/关闭是否成功，被控家电工作状态的反馈信息缺失，因而存在 使用操作不便、使用效果较差、不能了解被控家电实际工作状态等缺陷。另外，阶梯电价实 施之后，智能用电成为一种新的需求，包含实时监控电流变化并相应制定用电计划等，这也 需要对掌握家电实际工作状态，以便对家电进行有效控制，达到在满足日常生活需求的同 时，也能达到节约用电的目的。综上，现如今缺少一种电路简单、设计合理且使用操作简便、 使用效果好的短距离无线家电电流信号反馈器，使用户能简便、快速了解被控家电的工作 状态。 实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种短距 离无线家电电流信号反馈器，其电路简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，使用户 能简便、快速了解被控家电的工作状态。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种短距离无线家电电流 信号反馈器，其特征在于：包括对被控家电的工作电流进行实时检测的电流检测电路、与电 流检测电路相接的A/D转换器和与A/D转换器相接的无线信号收发器，所述无线信号收发 器包括主处理器以及与主处理器相接的Zigbee短距离无线通信模块、串行接口和USB接 口；所述电流检测电路包括电流传感器和与所述电流传感器相接的电压放大电路，所述电 压放大电路的输出端与A/D转换器的输入端相接，A/D转换器的输出端与主处理器相接。
[0005] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：还包括与主处理器相接的 WIFI无线通信模块。
[0006] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：还包括与主处理器相接的 红外信号收发电路。
[0007] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：还包括对继电器JDQ进行 控制的继电器控制电路，所述继电器控制电路与主处理器相接，所述继电器JDQ的常开触 点串接在被控家电的供电回路中。
[0008] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：所述主处理器为芯片 RT5350。
[0009] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：所述电流传感器为霍尔电 流传感器ACS712。
[0010] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：所述电压放大电路包括运 算放大器U7,霍尔电流传感器ACS712的输出端接运算放大器U7的反相输入端，运算放大器 U7的反相输入端与其输出端之间接有电阻R10,运算放大器U7的输出端与A/D转换器的输 入端相接。
[0011] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：所述Zigbee短距离无线通 信模块为基于CC2530的ZigBee射频收发模块且其与主处理器之间通过串口进行连接。
[0012] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：所述红外信号收发电路包 括红外信号发射电路和红外信号接收电路；
[0013] 所述红外信号发射电路包括红外发射二极管D15和三极管Q12,三极管Q12的基极 经电阻R29后接主处理器，三极管Q12的发射极接地且其集电极接红外发射二极管D15的 阴极，红外发射二极管D15的阳极经电阻R26后接VCC电源端；
[0014] 所述红外信号接收电路包括红外接收二极管D16和三极管Q11，红外接收二极管 D16的阳极接三极管Q11的基极，红外接收二极管D16的阴极接VCC电源端，三极管Q11的 集电极经电阻R27后接VCC电源端且其发射极接地；三极管Q11的集电极接主处理器。
[0015] 上述一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征是：所述串行接口为RS232接 □。
[0016] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0017] 1、电路简单、设计合理且接线方便，投入成本较低。
[0018] 2、通过电流检测电路对被控家电的工作电流进行检测，用户根据电流检测电路所 检测的电流值能简便、准确判断出当前状态下被控家电的工作状态，即处于开启、关闭或待 机状态。
[0019] 3、使用操作简便且使用效果好，用户采用手机、电脑等设备且通过Zigbee短距离 无线通信模块或WIFI无线通信模块与主处理器建立通信，便能获知当前状态下电流检测 电路所检测被控家电的工作电流；同时，用户也可以通过串行接口或USB接口查询当前状 态下电流检测电路所检测被控家电的工作电流，从而能有效掌握家用电器的用电状态，用 户能随时随地了解自家家电的开关及用电状态。并且，通过红外遥控器便能简便对本实用 新型进行开关控制。同时，通过本实用新型能对被控家电进行开启或关闭控制，实现简便， 与现有远程家电控制方法相同。另外，用户通过本实用新型获知家电的用电状态后，对自家 的用电计划进行相应调整。
[0020] 综上所述，本实用新型电路简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，使用户 能简便、快速了解被控家电的工作状态。
[0021] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型的电路原理框图。
[0023] 图2为本实用新型电流检测电路的电路原理图。
[0024] 图3为本实用新型红外信号收发电路的电路原理图。
[0025] 图4为本实用新型Zigbee短距离无线通信模块的电路原理图。
[0026] 图5为本实用新型继电器控制电路的电路原理图。
[0027] 附图标记说明：
[0028] 1 一电流检测电路； 2 -A/D转换器； 3-无线彳目号收发器；
[0029] 3-1-主处理器； 3-2 - Zigbee短距离无线通信模块；
[0030] 3-3-红外信号收发电路；3-4-串行接口； 3-5-USB接口；
[0031] 3-6-WIFI无线通信模块；3-7-继电器控制电路；
[0032] 3-8 - SDRAM 存储器； 3-9 - FLASH 存储器。
【具体实施方式】
[0033] 如图1、图2所示，本实用新型包括对被控家电的工作电流进行实时检测的电流检 测电路1、与电流检测电路1相接的A/D转换器2和与A/D转换器2相接的无线信号收发器 3,所述无线信号收发器3包括主处理器3-1以及与主处理器3-1相接的Zigbee短距离无 线通信模块3-2、串行接口 3-4和USB接口 3-5。所述电流检测电路1包括电流传感器和与 所述电流传感器相接的电压放大电路，所述电压放大电路的输出端与A/D转换器2的输入 端相接，A/D转换器2的输出端与主处理器3-1相接。
[0034] 本实施例中，本实用新型还包括与主处理器3-1相接的WIFI无线通信模块3-6。
[0035] 本实施例中，所述主处理器3-1为芯片RT5350。
[0036] 实际使用时，所述主处理器3-1也可以采用其它类型的处理器芯片。
[0037] 本实施例中，本实用新型还包括与主处理器3-1相接的红外信号收发电路3-3。实 际使用时，通过红外遥控器对本实用新型进行开关控制。
[0038] 实际接线时，所述红外信号收发电路3-3与主处理器3-1的I/O端口相接。
[0039] 同时，本实用新型还包括对继电器JDQ进行控制的继电器控制电路3-7,所述继电 器控制电路3-7与主处理器3-1相接，所述继电器JDQ的常开触点串接在被控家电的供电 回路中。
[0040] 如图5所示，继电器控制电路3-7包括三极管Q10,三极管Q10串接在继电器JDQ 的继电器线圈的供电回路中。
[0041] 实际接线时，所述继电器线圈的一端接地且另一端与三极管Q10的集电极相接， 三极管Q10的发射极接+5V电源，三极管Q10的基极经电阻R18后与主处理器3-1的一个 I/O端口相接。所述继电器线圈的两端接有二极管D4。本实施例中，所述继电器JDQ的常 开触点通过接插件CN8串接在被控家电的供电回路中。所述继电器JDQ的常开触点为单刀 双掷开关且其三个接线端分别与接插件CN8的三个接线端相接。实际使用时，主处理器3-1 控制三极管Q10工作于导通或截止状态，当三极管Q10处于导通状态时，所述继电器线圈得 电，继电器JDQ的常开触点闭合，接通被控家电的供电回路，从而达到控制被控家电启动的 目的；反之，当三极管Q10处于截止状态时，所述继电器线圈失电，继电器JDQ的常开触点打 开，断开被控家电的供电回路，从而达到控制被控家电关闭的目的。
[0042] 本实施例中，所述电流传感器为霍尔电流传感器ACS712。实际使用时，也可以采用 其它类型的电流传感器。
[0043] 本实施例中，如图2所示，所述电压放大电路包括运算放大器U7,霍尔电流传感器 ACS712的输出端接运算放大器U7的反相输入端，运算放大器U7的反相输入端与其输出端 之间接有电阻R10,运算放大器U7的输出端与A/D转换器2的输入端相接。
[0044] 实际接线时，霍尔电流传感器ACS712的第1和第2引脚相接后为IP+接线端，霍 尔电流传感器ACS712的第3和第4引脚相接后为IP-接线端，所述IP+接线端和IP-接线 端与被控家电的供电回路连接。
[0045] 本实施例中，运算放大器U7为芯片LM321。
[0046] 所述霍尔电流传感器ACS712的第7引脚经电阻R12后与芯片LM321的第3引脚 相接，芯片LM321的第1引脚分两路，一路经电阻R13后接地，另一路经典组R11后接VCC 电源端。所述霍尔电流传感器ACS712的第5引脚接地且其第6引脚经电容C13后接地，所 述霍尔电流传感器ACS712的第8引脚接VCC电源端且其第8引脚经电容C11后接地，电阻 R10上并接有电容C22。本实施例中，所述VCC电源端为+5V电源端。
[0047] 实际使用时，通过霍尔电流传感器ACS712所检测的电流值，便能准确判断出被控 家电的工作状态。
[0048] 本实施例中，所述红外信号收发电路3-3包括红外信号发射电路和红外信号接收 电路。
[0049] 如图3所不，所述红外信号发射电路包括红外发射二极管D15和三极管Q12,三极 管Q12的基极经电阻R29后接主处理器3-1，三极管Q12的发射极接地且其集电极接红外发 射二极管D15的阴极，红外发射二极管D15的阳极经电阻R26后接VCC电源端。
[0050] 所述红外信号接收电路包括红外接收二极管D16和三极管Q11，红外接收二极管 D16的阳极接三极管Q11的基极，红外接收二极管D16的阴极接VCC电源端，三极管Q11的 集电极经电阻R27后接VCC电源端且其发射极接地；三极管Q11的集电极接主处理器3-1。 同时，三极管Q11的基极经电阻R28后接地。
[0051] 本实施例中，所述Zigbee短距离无线通信模块3-2为基于CC2530的ZigBee射频 收发模块且其与主处理器3-1之间通过串口进行连接。
[0052] 同时，所述WIFI无线通信模块3-6与主处理器3-1之间也通过串口进行连接。
[0053] 如图4所示，所述Zigbee短距离无线通信模块3-2包括芯片CC2530,所述芯片 CC2530的第17和18引脚分别与主处理器3-1的RXD和TXD引脚相接。
[0054] 所述芯片CC2530的第40引脚经电容C1后接地，芯片CC2530的第10引脚接 (2. 0V?3. 6V)电源端，芯片CC2530的第21、24、27、28. 29、31和39引脚均与其第10引脚 相接。芯片CC2530的第22和23引脚接晶振Y1的两个接线端，芯片CC2530的第22和23 引脚分别经电容C7和C8后接地。芯片CC2530的第25引脚经电容C5后分两路，一路经电 容C6后接地，另一路经电感L2和电容C4后接天线E1。芯片CC2530的第26引脚经电容 C2后分两路，一路经电感L1后接地，另一路经电容C3和电容C4后接天线E1。芯片CC2530 的第30引脚经电阻R1后接地。
[0055] 本实施例中，所述串行接口 3-4为RS232接口。
[0056] 同时，所述无线信号收发器3还包括与主处理器3-1相接的SDRAM存储器3-8和 FLASH存储器3-9。
[0057] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：包括对被控家电的工作电流进 行实时检测的电流检测电路（1)、与电流检测电路⑴相接的A/D转换器⑵和与A/D转 换器（2)相接的无线信号收发器（3)，所述无线信号收发器（3)包括主处理器（3-1)以及 与主处理器（3-1)相接的Zigbee短距离无线通信模块（3-2)、串行接口（3-4)和USB接口 (3-5);所述电流检测电路（1)包括电流传感器和与所述电流传感器相接的电压放大电路， 所述电压放大电路的输出端与A/D转换器（2)的输入端相接，A/D转换器（2)的输出端与 主处理器（3-1)相接。
2. 按照权利要求1所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：还包括 与主处理器（3-1)相接的WIFI无线通信模块（3-6)。
3. 按照权利要求1或2所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：还 包括与主处理器（3-1)相接的红外信号收发电路（3-3)。
4. 按照权利要求1或2所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：还 包括对继电器JDQ进行控制的继电器控制电路（3-7)，所述继电器控制电路（3-7)与主处理 器（3-1)相接，所述继电器JDQ的常开触点串接在被控家电的供电回路中。
5. 按照权利要求1或2所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：所 述主处理器（3-1)为芯片RT5350。
6. 按照权利要求1或2所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：所 述电流传感器为霍尔电流传感器ACS712。
7. 按照权利要求6所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：所述电 压放大电路包括运算放大器U7,霍尔电流传感器ACS712的输出端接运算放大器U7的反相 输入端，运算放大器U7的反相输入端与其输出端之间接有电阻R10,运算放大器U7的输出 端与A/D转换器（2)的输入端相接。
8. 按照权利要求1或2所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：所 述Zigbee短距离无线通信模块（3-2)为基于CC2530的ZigBee射频收发模块且其与主处 理器（3-1)之间通过串口进行连接。
9. 按照权利要求3所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：所述红 外信号收发电路（3-3)包括红外信号发射电路和红外信号接收电路； 所述红外信号发射电路包括红外发射二极管D15和三极管Q12,三极管Q12的基极经 电阻R29后接主处理器（3-1)，三极管Q12的发射极接地且其集电极接红外发射二极管D15 的阴极，红外发射二极管D15的阳极经电阻R26后接VCC电源端； 所述红外信号接收电路包括红外接收二极管D16和三极管Q11，红外接收二极管D16的 阳极接三极管Q11的基极，红外接收二极管D16的阴极接VCC电源端，三极管Q11的集电极 经电阻R27后接VCC电源端且其发射极接地；三极管Q11的集电极接主处理器（3-1)。
10. 按照权利要求1或2所述的一种短距离无线家电电流信号反馈器，其特征在于：所 述串行接口（3-4)为RS232接口。
【文档编号】H04L29/06GK203894937SQ201420330455
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】程小葛, 任文韬, 苏菲菲 申请人:掌握主动科技（北京）有限公司