專利名稱：基于無線傳感器網絡的無線萬能空調遙控插座的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種遙控器插座，尤其是基于無線傳感器網絡的無線萬能空調遙控插座。
背景技術：
目前，空調已廣泛進入了人們的日常生活當中，實現對空調更加方便、安全的控制與監(jiān)測已成為了人們的普遍要求。對于空調的操作一般使用廠家配置好的遙控器，其控制距離有限，控制范圍僅限于一室之內，無法實現遠程遙控，這給常奔波于外的用戶帶來了不便。另外，目前的空調遙控器大多不具有報警功能，當用戶忘記關閉空調電源外出時，既浪費能源，又會帶來火災隱患?，F有的空調遙控插座產品多為通過檢測空調的工作電流來自 動打開或切斷空調電源，既無法對空調的模式、溫度、風量、風向等工作狀態(tài)進行控制，又不能實現用戶對空調的遠程監(jiān)控與報警，截止目前尚未有公開的解決辦法。
發(fā)明內容為了克服現有空調遙控插座的不足，本實用新型提供了一種基于無線傳感器網絡、GPRS/GSM、電能檢測、計算機以及傳統萬能遙控技術的無線萬能空調遙控插座。為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種基于無線傳感器網絡的無線萬能空調遙控插座，包括插座電路，市電220V插座、空調插頭、GPRS/GSM模塊、計算機無線通信模塊、手機以及計算機，手機通過GPRS/GSM模塊與計算機通信，計算機通過計算機無線通信模塊向插座電路發(fā)送指令和接收來自插座電路的電參數信號，插座電路由220V市電插頭、插座、電源模塊、微處理器、電參數檢測模塊、空調控制驅動模塊、萬能遙控模塊、插座無線通信模塊、聲光報警模塊和液晶顯示模塊組成；微處理器采用C8051F320微處理器芯片，插座無線通信模塊選用APC200A-43無線模塊，微處理器通過串行通訊口與插座無線通信模塊相連；220V市電插頭插接在市電220V插座上，空調插頭插接在插座上；電源模塊由一個固態(tài)繼電器及降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路構成，市電220V火線與空調電源火線接在固態(tài)繼電器觸點兩端，微處理器的輸入輸出口 PO. 6與固態(tài)繼電器線圈控制端相連，市電220V火線連接到降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路上，降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路的輸出為系統電源；電參數檢測模塊由電壓互感器GPT-206B、電流互感器GCT207和電能芯片CS5460A構成，電壓互感器的初級線圈并聯在空調電源火線與空調電源零線之間，電壓互感器的次級線圈連接在電能芯片VIN+端口，電流互感器的初級線圈串聯在空調電源火線上，電流互感器的次級線圈連接在電能芯片IIN+端口，電能芯片的SCLK, SDO、SDI.INT ,RESET 端口分別與微處理器的 PO. O、PO. I、PO. 2、PO. 3、RES 端口相連；空調控制驅動模塊由譯碼器74HC138、第一反相器74HC04、第二反相器74HC04、第一模擬開關⑶4066BE及第二模擬開關⑶4066BE組成，譯碼器的輸入端A0、Al、A2與微處理器端口 P1.0、P1. 1、P1. 2相連，譯碼器的輸出端而至分別與第一反相器的輸入端IA至6A相連，譯碼器的輸出端與第二反相器的輸入端IA相連，第一反相器的輸出端IY至4Y分別與第一模擬開關⑶4066BE的IE端至4E端相連,第一反相器的輸出端5Y、6Y分別與第二模擬開關⑶4066BE的IE端、2E端相連，第二反相器的輸出端IY與第二模擬開關⑶4066BE的3E端相連；萬能遙控模塊(47)為萬能空調遙控器RM-1000C+，將萬能空調遙控器的Cl至C7端子引出，萬能空調遙控器的Cl端子與第一模擬開關的IY端連接，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的IZ端連接，連通Cl端子、C5端子實現空調開或關的控制，萬能空調遙控器的C4端子與第一模擬開關的Ti端連接，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的2Z端連接，連通C5端子、C4端子實現增加空調溫度的控制，萬能空調遙控器的C6端子與第一模擬開關的3Y端連接，萬能空調遙控器的Cl端子與第一模擬開關的3Z端連接，連通C6端子、Cl端子實現降低空調溫度的控制，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的4Y端連接，萬能空調遙控器的C3端子與第一模擬開關的4Z端連接，連通C5端子、C3端子實現調節(jié)空調工作模式的控制，萬能空調遙控器的C6端子與第二模擬開關的IY端連接，萬能空調遙控器的C3端子與第二模擬開關的IZ端連接，連通C6端子、C3端子實現調節(jié)空調風量的控制，萬能空調遙控器的C5端子與第二模擬開關的2Y端連接，萬能空調遙控器的C2端子與第二模擬開關的2Z端連接，連通C5端子、C2端子實現調節(jié)空調風向的控制，萬能 空調遙控器的C7端子與第二模擬開關的3Y端連接，萬能空調遙控器的C2端子與第二模擬開關的3Z端連接，連通C7端子、C2端子實現遙控器對空調的自動設置。與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下I.本實用新型可以直接插接在現有的220V電源插座上，空調電源插頭可插接在本實用新型的插座上，實現了空調電源插頭和現有220V電源插座的轉接，使用方便，快捷；2.本實用新型使用了 GPRS/GSM模塊、計算機無線通信模塊、插座無線通信模塊，微處理器、空調控制驅動模塊、萬能遙控模塊，并編寫了友好的計算機虛擬儀器界面，可以通過GPRS/GSM模塊完成手機和計算機間的遠程無線通信，通過計算機無線通信模塊、插座無線通信模塊完成計算機和微處理器間的遠程無線通信，并根據手機或計算機的指令，通過微處理器以及空調控制驅動模塊驅動萬能遙控模塊對任意品牌的空調進行設置與操作，從而實現利用手機或計算機對任意品牌空調的遠程遙控，使用方便，適用范圍廣；多個遙控插座可以自動組網，實現一臺手機或計算機對多臺空調的“一對多”遙控操作；3.本實用新型利用電參數檢測模塊可以實時監(jiān)測空調的電壓、電流、功率等工作參數，并通過檢測空調的電壓、電流參數是否超出安全閾值范圍的方法判斷空調是否出現故障，同時可以通過聲光報警模塊及時報警并切斷空調電源，保證了使用的安全性。

圖I為無線萬能空調遙控插座系統原理框圖；圖2為本實用新型電源模塊原理圖；圖3為本實用新型電參數檢測模塊電路圖；圖4為本實用新型空調控制驅動模塊電路圖；圖5為本實用新型微處理器、插座無線通信模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊電路圖；圖6為基于無線傳感器網絡的多個無線萬能空調遙控插座組網結構圖；圖7為本實用新型微處理器工作流程圖；[0017]圖8為本實用新型計算機工作流程圖；圖9為本實用新型計算機虛擬儀器界面結構框圖。圖中，I.計算機；2. GPRS/GSM模塊；3.計算機無線通信模塊；4.插座電路；5.市電220V插座；6.空調；7.手機；9.空調插頭；11.地；12.系統電源；41.插座無線通信模塊；42.微處理器；43.電源模塊；44.電參數檢測模塊；45.聲光報警模塊；46.空調控制驅動模塊；47.萬能遙控模塊；48.液晶顯示模塊；49. 220V市電插頭；410.插座；421.微處理器輸入輸出口 P0.6 ;431.固態(tài)繼電器；432.降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路；491.市電220V火線；91.空調電源火線；92.空調電源零線；93.空調電源地線。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步說明。一種基于無線傳感器網絡的無線萬能空調遙控插座，參見圖1，包括插座電路4，市電220V插座5、空調插頭9、GPRS/GSM模塊2、計算機無線通信模塊3、手機7以及計算機I，手機7通過GPRS/GSM模塊2與計算機I通信，計算機I通過計算機無線通信模塊3向插座電路4發(fā)送指令和接收來自插座電路4的電參數信號，插座電路4由220V市電插頭49、插座410、電源模塊43、微處理器42、電參數檢測模塊44、空調控制驅動模塊46、萬能遙控模塊47、插座無線通信模塊41、聲光報警模塊45和液晶顯示模塊48組成；參見圖5，微處理器42采用C8051F320微處理器芯片，插座無線通信模塊41選用APC200A-43無線模塊，微處理器42通過串行通訊口與插座無線通信模塊41相連；220V市電插頭49插接在市電220V插座5上，空調插頭9插接在插座410上；參見圖2，電源模塊43由一個固態(tài)繼電器431及降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路432構成，市電220V火線491與空調電源火線91接在固態(tài)繼電器431觸點兩端,微處理器的輸入輸出口 PO. 6 421與固態(tài)繼電器431線圈控制端相連，市電220V火線491連接到降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路432上，降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路432的輸出為系統電源12 ;參見圖3，電參數檢測模塊44由電壓互感器GPT-206B、電流互感器GCT207和電能芯片CS5460A構成，電壓互感器的初級線圈并聯在空調電源火線91與空調電源零線92之間，電壓互感器的次級線圈連接在電能芯片VIN+端口，電流互感器的初級線圈串聯在空調電源火線91上，電流互感器的次級線圈連接在電能芯片IIN+端口，電能芯片的 SCLK、SDO、SDI、fi〒、RESET 端口分別與微處理器的 PO. O、PO. I、PO. 2、PO. 3、RES 端口相連；空調控制驅動模塊46由譯碼器74HC138、第一反相器74HC04、第二反相器74HC04、第一模擬開關⑶4066BE及第二模擬開關⑶4066BE組成,譯碼器的輸入端A0、Al、A2與微處理器端口 Pl. O、Pl. I、Pl. 2相連,譯碼器的輸出端YO至Y 5分別與第一反相器的輸入端IA至6A相連,譯碼器的輸出端Y 6與第二反相器的輸入端IA相連,第一反相器的輸出端IY至4Y分別與第一模擬開關⑶4066BE的IE端至4E端相連，第一反相器的輸出端5Y、6Y分別與第二模擬開關CD4066BE的IE端、2E端相連，第二反相器的輸出端IY與第二模擬開關⑶4066BE的3E端相連；萬能遙控模塊47為萬能空調遙控器RM-1000C+，將萬能空調遙控器的Cl至C7端子引出，萬能空調遙控器的Cl端子與第一模擬開關的IY端連接，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的IZ端連接，連通Cl端子、C5端子實現空調開或關的控制，萬能空調遙控器的C4端子與第一模擬開關的Ti端連接，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的TL端連接，連通C5端子、C4端子實現增加空調溫度的控制，萬能空調遙控器的、C6端子與第一模擬開關的3Y端連接，萬能空調遙控器的Cl端子與第一模擬開關的3Z端連接，連通C6端子、Cl端子實現降低空調溫度的控制，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的4Y端連接，萬能空調遙控器的C3端子與第一模擬開關的4Z端連接，連通C5端子、C3端子實現調節(jié)空調工作模式的控制，萬能空調遙控器的C6端子與第二模擬開關的IY端連接，萬能空調遙控器的C3端子與第二模擬開關的IZ端連接，連通C6端子、C3端子實現調節(jié)空調風量的控制，萬能空調遙控器的C5端子與第二模擬開關的2Y端連接，萬能空調遙控器的C2端子與第二模擬開關的2Z端連接，連通C5端子、C2端子實現調節(jié)空調風向的控制，萬能空調遙控器的C7端子與第二模擬開關的3Y端連接，萬能空調遙控器的C2端子與第二模擬開關的3Z端連接，連通C7端子、C2端子實現遙控器對任意品牌空調的自動設置；參見圖5，液晶顯示模塊48由IXD1602構成，液晶顯示模塊48的引腳4至引腳6分別與微處理器的輸入輸出端口 Pl. 5至Pl. 7相連，液晶顯示模塊48的引腳7至引腳14分別與微處理器的輸入輸出端口 P2. O至P2. 7相連；聲光報警模塊45由揚聲器和發(fā)光二極管及外圍電路構成，微處理器輸入輸出端口 Pl. 3與揚聲器電路控制端相連,微處理器輸入輸出端口Pl. 4與發(fā)光二極管電路控制端相連。參見圖7，所述的微處理器42首先用于控制電源模塊43將市電220V火線491與空調電源火線91接通；接著循環(huán)判斷計算機I是否有指令傳來，一旦指令傳來，微處理器42通過插座無線通信模塊41接收指令，在微處理器42中判斷出需要調節(jié)的空調狀態(tài)參數，微處理器42產生相應操作指令，并送給空調控制驅動模塊46，空調控制驅動模塊46就會自動按照微處理器42的操作指令，將萬能遙控模塊47的七個引出端子Cl至C7中滿足指令要求的兩個端子連接起來，從而使萬能遙控模塊47產生紅外控制信號，操作空調6進行自動設置以及狀態(tài)調節(jié)，改變空調6的開關、工作模式、風量、風向等狀態(tài)；接下來，微處理器42將調節(jié)后空調6的狀態(tài)送到液晶顯示模塊48進行顯示；然后，微處理器42從電參數檢測模塊44讀取電參數檢測模塊44所測得的空調6的實時工作電壓、電流、功率，并將這些參數通過插座無線通信模塊41發(fā)送給計算機I，等待計算機I處理結果；當計算機I處理完成后，微處理器42通過插座無線通信模塊41接收計算機的處理結果；如果處理結果表
明空調6工作異常，微處理器42會控制電源模塊切斷空調電源，并控制聲光報警模塊45報
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目O參見圖9，所述的計算機I以和真實遙控器按比例縮放的畫面，構建了虛擬儀器界面，包含開關按鍵、工作模式按鍵、溫度加減按鍵、風量按鍵、風向按鍵、設置按鍵，利用這些虛擬按鍵對空調6進行遙控操作。參見圖8，計算機I首先發(fā)送打開空調6的命令，接著循環(huán)判斷是否有外部指令傳來，當有外部指令傳來時，如果是開關指令，計算機I發(fā)送關閉命令關閉空調6，如果不是開關指令，計算機I通過指令的信息得到需要調節(jié)的空調參數，并取得相應操作碼，所述的操作碼為，I代表開關空調，2代表增加溫度，3代表降低溫度，4代表工作模式調節(jié)，5代表風量調節(jié)，6代表風向調節(jié)，7代表設置空調；計算機I將該操作碼通過計算機無線通信模塊3發(fā)給插座無線通信模塊41 ;接著，計算機I命令微處理器42發(fā)送空調工作電流、電壓、功率參數，在接收成功后，計算機I設定空調工作電壓、電流的安全閾值，所述電壓安全閾值范圍是200V至240V，所述電流安全閾值范圍是0. OlA至0. 0045PA，P為空調額定功率，當電壓、電流處于安全閾值范圍內時，計算機I發(fā)出空調工作正常信號，當電壓或電流超出安全閾值范圍時，計算機I發(fā)出報警指令，同時發(fā)出關閉空調指令；任意時刻，當計算機I接收到GPRS/GSM模塊2發(fā)送的特定字符時，計算機I立即判斷是否接收到用戶短信，如果確實接收到用戶短信，計算機I將短信內容譯碼得到短信指令，計算機I再通過計算機無線通信模塊3將短信指令發(fā)送給微處理器42，從而完成一次手機7對空調6的控制操作。例如計算機收到短信內容為102610，譯碼得到短信指令為將空調打開，調節(jié)到制冷模式、26度、小風以及不改變風向的狀態(tài)，將該指令通過計算機無線通信模塊3發(fā)送給微處理器42，完成一次手機7對空調6的控制操作。參見圖6，當有多個無線萬能空調遙控插座4時，可以通過插座電路4中的插座無線通信模塊41自動組網。以連接在計算機I上的計算機無線通信模塊3為主控制節(jié)點，對多個無線萬能空調遙控插座4進行“一對多”的控制。本實用新型的工作過程如下首先，用戶利用手機7通過GPRS/GSM模塊2向計算機I發(fā)送指令，或者用戶直接在計算機I上輸入指令，指令通過計算機無線通信模塊3無線發(fā)送至插座電路4，插座電路4中的微處理器42通過插座無線通信模塊41接收指令，根據指令內容，微處理器42產生相應操作指令，并送給空調控制驅動模塊46，空調控制驅動模塊46就會自動按照微處理器42的操作指令，將萬能遙控模塊47的七個引出端子Cl至C7中滿足指令要求的兩個端子連接起來，從而使萬能遙控模塊47產生紅外控制信號，操作空調6進行自動設置以及狀態(tài)調節(jié)，改變空調6的開關、工作模式、風量、風向等狀態(tài)；接下來，微處理器42將調節(jié)后空調6的狀態(tài)送到液晶顯示模塊48進行顯示；然后，微處理器42從電參數檢測模塊44讀取電參數檢測模塊44所測得的空調6的實時工作電壓、電流、功率，并將這些參數通過插座無線通信模塊41發(fā)送給計算機1，計算機I接收成功以后，將電壓、電流值與設置好的電壓、電流安全閾值相比較，如果電壓或電流值超出安全閾值范圍，則計算機I通過計算機無線通信模塊3發(fā)送報警信號，微處理器42通過插座無線通信模塊41接收到計算機I的報警信號后，將控制電源模塊43切斷空調電源，并控制聲光報警模塊45報警。
權利要求1.一種基于無線傳感器網絡的無線萬能空調遙控插座，其特征為包括插座電路(4)，市電220V插座(5 )、空調插頭(9 )、GPRS/GSM模塊(2 )、計算機無線通信模塊(3 )、手機(7 )以及計算機(I)，手機(7 )通過GPRS/GSM模塊(2 )與計算機(I)通信，計算機(I)通過計算機無線通信模塊(3)向插座電路(4)發(fā)送指令和接收來自插座電路(4)的電參數信號，插座電路(4)由220V市電插頭(49)、插座(410)、電源模塊(43)、微處理器(42)、電參數檢測模塊(44)、空調控制驅動模塊(46)、萬能遙控模塊(47)、插座無線通信模塊(41)、聲光報警模塊(45)和液晶顯示模塊(48)組成；微處理器(42)采用C8051F320微處理器芯片，插座無線通信模塊(41)選用APC200A-43無線模塊，微處理器(42)通過串行通訊口與插座無線通信模塊(41)相連；220V市電插頭(49)插接在市電220V插座(5)上，空調插頭(9)插接在插座(410)上；電源模塊(43)由一個固態(tài)繼電器(431)及降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路(432)構成，市電220V火線(491)與空調電源火線(91)接在固態(tài)繼電器(431)觸點兩端，微處理器的輸入輸出口 PO. 6 (421)與固態(tài)繼電器(431)線圈控制端相連，市電220V火線(491)連接到降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路(432)上，降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路(432)的輸出為系統電源(12);電參數檢測模塊(44)由電壓互感器GPT-206B、電流互感器GCT207和電能芯片CS5460A構成，電壓互感器的初級線圈并聯在空調電源火線(91)與空調電源零線(92)之間，電壓互感器的次級線圈連接在電能芯片VIN+端口，電流互感器的初級線圈串聯在空調電源火線(91)上，電流互感器的次級線圈連接在電能芯片IIN+端口，電能芯片的SCLK、SDO,SDI,INT >RESET 端口分別與微處理器的 PO. O、PO. I、PO. 2、PO. 3、RES 端口相連；空調控制驅動模塊(46)由譯碼器74HC138、第一反相器74HC04、第二反相器74HC04、第一模擬開關⑶4066BE及第二模擬開關⑶4066BE組成，譯碼器的輸入端A0、Al、A2與微處理器端口Pl. O、Pl. I、Pl. 2相連，譯碼器的輸出端？！至FT分別與第一反相器的輸入端IA至6A相連，譯碼器的輸出端與第二反相器的輸入端IA相連，第一反相器的輸出端IY至4Y分別與第一模擬開關⑶4066BE的IE端至4E端相連,第一反相器的輸出端5Y、6Y分別與第二模擬開關⑶4066BE的IE端、2E端相連，第二反相器的輸出端IY與第二模擬開關⑶4066BE的3E端相連；萬能遙控模塊(47)為萬能空調遙控器RM-1000C+，將萬能空調遙控器的Cl至C7端子引出，萬能空調遙控器的Cl端子與第一模擬開關的IY端連接，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的IZ端連接，連通Cl端子、C5端子實現空調開或關的控制，萬能空調遙控器的C4端子與第一模擬開關的Ti端連接，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的TL端連接，連通C5端子、C4端子實現增加空調溫度的控制，萬能空調遙控器的C6端子與第一模擬開關的3Y端連接，萬能空調遙控器的Cl端子與第一模擬開關的3Z端連接，連通C6端子、Cl端子實現降低空調溫度的控制，萬能空調遙控器的C5端子與第一模擬開關的4Y端連接，萬能空調遙控器的C3端子與第一模擬開關的4Z端連接，連通C5端子、C3端子實現調節(jié)空調工作模式的控制，萬能空調遙控器的C6端子與第二模擬開關的IY端連接，萬能空調遙控器的C3端子與第二模擬開關的IZ端連接，連通C6端子、C3端子實現調節(jié)空調風量的控制，萬能空調遙控器的C5端子與第二模擬開關的2Y端連接，萬能空調遙控器的C2端子與第二模擬開關的2Z端連接，連通C5端子、C2端子實現調節(jié)空調風向的控制，萬能空調遙控器的C7端子與第二模擬開關的3Y端連接，萬能空調遙控器的C2端子與第二模擬開關的3Z端連接，連通C7端子、C2端子實現遙控器對空調的自動設置。
2.根據權利要求I所述的基于無線傳感器網絡的無線萬能空調遙控插座，其特征為液晶顯示模塊(48)由IXD1602構成，液晶顯示模塊(48)的引腳4至引腳6分別與微處理器的輸入輸出端口 Pl. 5至Pl. 7相連，液晶顯示模塊(48)的引腳7至引腳14分別與微處理器的輸入輸出端口 P2. O至P2. 7相連；聲光報警模塊(45)由揚聲器和發(fā)光二極管及外圍電路構成，微處理器輸入輸出端口 Pl. 3與揚聲器電路控制端相連,微處理器輸入輸出端口Pl. 4與發(fā)光二極管電路控制端相連。
專利摘要一種基于無線傳感器網絡的無線萬能空調遙控插座，包括插座電路，市電220V插座、空調插頭、GPRS/GSM模塊、計算機無線通信模塊、手機以及計算機，采用了無線傳感器網絡、GPRS/GSM、電能檢測、計算機以及傳統萬能遙控技術，插座電路實現了空調插頭和市電220V插座的轉接，用戶可以用手機通過GPRS/GSM模塊向計算機發(fā)送指令，或者直接在計算機上輸入指令，指令通過計算機無線通信模塊無線發(fā)送至插座電路，插座電路根據指令要求，可對任意品牌空調進行設置及狀態(tài)調節(jié)，同時插座電路不斷檢測空調的工作參數，并發(fā)送給計算機處理，當空調工作參數超出安全閾值范圍時，插座電路會及時切斷電源并報警，從而實現利用手機或計算機對任意品牌空調的遠程操控和實時監(jiān)測。
文檔編號H01R13/719GK202474490SQ201120284088
公開日2012年10月3日 申請日期2011年8月7日 優(yōu)先權日2011年8月7日
發(fā)明者嚴如強, 盧偉, 孫行行, 錢宇寧 申請人:東南大學