專利名稱：一種電腦適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能家電控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，特別地，涉及一種電腦適配器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代家庭中往往擁有眾多的家用電器，智能家電控制首先應(yīng)該對(duì)各類電器的電源通斷進(jìn)行控制，例如，打開或關(guān)閉一盞燈、一套音響、一臺(tái)空調(diào)。
同時(shí)，家中有很多電器設(shè)備需要根據(jù)時(shí)間、環(huán)境而改變它的工作狀態(tài)，例如，主人在家時(shí)，背景音樂(lè)系統(tǒng)應(yīng)該啟動(dòng)，而在深夜卻應(yīng)關(guān)閉；中央空調(diào)只應(yīng)在主人在家或被遠(yuǎn)程控制時(shí)啟動(dòng)；窗戶打開時(shí)，不建議啟動(dòng)空調(diào)；這些細(xì)節(jié)原來(lái)基本需要主人親自管理，而在家電自動(dòng)化系統(tǒng)中，將由一整套邏輯體系來(lái)適時(shí)調(diào)整。這不僅帶來(lái)更多的便利，也會(huì)給主人節(jié)省能源方面的消耗。
智能的控制家電，還應(yīng)提供更豐富的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)功能。例如，當(dāng)您準(zhǔn)備看電視時(shí)，客廳燈光自動(dòng)調(diào)到您喜歡的亮度(通過(guò)調(diào)光控制模塊實(shí)現(xiàn))、窗簾自動(dòng)拉上(通過(guò)窗簾控制模塊實(shí)現(xiàn))、電視機(jī)打開并調(diào)整到最喜歡的頻道。
另外，還應(yīng)提供基于電話網(wǎng)絡(luò)或Wab的異地或遠(yuǎn)程的控制。例如，我們可通過(guò)固定電話或移動(dòng)電話，也可通過(guò)電腦網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行家電的智能控制。
要實(shí)現(xiàn)智能家電的智能控制，單靠傳統(tǒng)的一對(duì)一的控制控制方式，顯然是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，我們必須建立一個(gè)基于無(wú)線或有線的控制網(wǎng)絡(luò)，采用集中控制與分散控制相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
目前在家庭中電腦的使用已經(jīng)越來(lái)越普遍，結(jié)合電腦強(qiáng)大的管理以及網(wǎng)絡(luò)功能，把它作為智能家電控制的主控器應(yīng)該是一個(gè)很好的選擇，它不僅可以實(shí)現(xiàn)家電的集中控制，還可實(shí)現(xiàn)家電的遠(yuǎn)程控制與網(wǎng)絡(luò)化控制。但要實(shí)現(xiàn)這些功能的首要條件是將電腦接入到家電控制網(wǎng)絡(luò)中來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種適合電腦接入家電控制網(wǎng)絡(luò)的適配裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種電腦適配器，其特征在于，它包括電腦接口單元、中央處理單元和控制網(wǎng)絡(luò)接口單元；中央處理單元分別與電腦接口單元和控制網(wǎng)絡(luò)接口單元相連。
它具有接收來(lái)自電腦的各類控制信號(hào)的功能；通過(guò)裝置內(nèi)中央處理單元的分析和轉(zhuǎn)換處理；再通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)接口單元，以有線或無(wú)線的方式發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電控制網(wǎng)絡(luò)中其它電器的智能控制。
同時(shí)，本實(shí)用新型還可具有群組控制功能(即，同時(shí)發(fā)送多個(gè)控制信號(hào)去控制多個(gè)電器)以及定時(shí)控制功能。定時(shí)控制既可定時(shí)控制單一電器，也可定時(shí)控制多個(gè)電器。


圖1是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型中電腦接口單元原理圖；圖3是本實(shí)用新型中中央處理單元原理圖；圖4是本實(shí)用新型中控制網(wǎng)絡(luò)接口單元所采用的低壓電力線接口原理圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。
本實(shí)用新型采用多種無(wú)線/有線通信技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電腦的串行口(包括RS232與USB)通信信號(hào)至家電控制網(wǎng)絡(luò)中控制信號(hào)的轉(zhuǎn)換與適配。該裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如附圖所示。
如圖1所示，該裝置主要由電腦接口單元、中央處理單元和控制網(wǎng)絡(luò)接口單元組成；另外，存儲(chǔ)單元和時(shí)鐘單元作為輔助部分，不一定是必備的；輸入接口單元將電腦傳來(lái)的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為能與中央處理單元相適配的數(shù)字信號(hào)傳送給中央處理單元；中央處理單元對(duì)電腦接口單元傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分析、處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換，繼而輸出到控制網(wǎng)絡(luò)接口單元；網(wǎng)絡(luò)接口單元在中央處理單元的控制下發(fā)送/接收相應(yīng)的有線或無(wú)線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)中家用電器的各種控制或從控制網(wǎng)絡(luò)中獲取家電的狀態(tài)信息。
一、電腦接口單元電腦接口單元可有一個(gè)或多個(gè)接口，接口方式也多種多樣，主要的接口有RS232異步串行接口和USB通用串行接口，但也不僅限于這些接口。
1.RS232異步串行接口主要用于接收來(lái)自電腦的RS232異步串行信號(hào)，該接口可以是雙向的，既可以接收電腦的數(shù)據(jù)，把它傳送給中央處理單元，也可把中央處理單元采集到的控制網(wǎng)絡(luò)或其本身的狀態(tài)信息傳送給電腦。
2.USB通用串行接口與以上接口類似，該接口也是電腦與適配器連接的橋梁；此外，USB通用串行接口還能為電腦適配器提供電源。
在本例中，采用了RS232異步串行接口作為電腦接口單元。其電路原理圖如圖2所示。R5、O2、R6與R7、O1、R4分別組成兩個(gè)具有電平隔離功能的電平轉(zhuǎn)換器前一部分電路將從電腦COM接口傳來(lái)的RS232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平信號(hào)送中央處理單元；后一部分電路將中央控制器產(chǎn)生的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS232信號(hào)送電腦的COM接口。
二、中央處理單元中央處理單元是本實(shí)用新型的核心。可以采用通用單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，在本例中采用ATMEL公司的AT89C2051單片機(jī)實(shí)現(xiàn)；中央處理單元對(duì)電腦接口單元傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分析、處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換，繼而輸出到控制網(wǎng)絡(luò)接口單元。
本例中的中央處理單元如圖3所示，它是由U2、C8、R13、Y1、C6和C7組成，其中U2就是我們所選用的單片機(jī)AT98C2051；C8和R13構(gòu)成單片機(jī)的上電復(fù)位電路；Y1、C6、C7構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘電路。
三、控制網(wǎng)絡(luò)接口單元控制網(wǎng)絡(luò)接口單元所采用的接口視控制網(wǎng)絡(luò)的類型而定，可以是低壓電力線接口、RF無(wú)線接口、紅外線接口、藍(lán)牙接口或RS485接口的一種或同時(shí)具有其中的幾種。這些接口，可以是單向，也可以是雙向的。
在本例中，我們采用了低壓電力線接口，適合于利用低壓電力線通信組網(wǎng)的家電控制網(wǎng)絡(luò)。它是單向的，即，只輸出控制信號(hào)，不能獲取網(wǎng)絡(luò)中家電的工作狀態(tài)。如圖4所示電路主要分為輸出放大部分和信號(hào)耦合部分。輸出放大部分以Q1為核心，加之R8、R10、R2、DW2和TR1共同組成，其中的DW2用于保護(hù)Q1，TR1既是放大器的負(fù)載，也是信號(hào)耦合變壓器；信號(hào)耦合部分由TR1、L2、C2、CR1和JP1組成，C2和L2構(gòu)成串聯(lián)諧振回路，其諧振點(diǎn)選擇在調(diào)制載波上；CR1是可恢復(fù)保險(xiǎn)絲，用于保護(hù)接口電路；JP1是一個(gè)接線柱，用于連接電力線。
存儲(chǔ)單元和時(shí)鐘單元與中央處理單元相連，是本實(shí)用新型的輔助單元，分別用于記錄一些控制命令和作為系統(tǒng)時(shí)間基準(zhǔn)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)中其它設(shè)備的定時(shí)控制和群組控制。
上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電腦適配器，其特征在于，它包括電腦接口單元、中央處理單元和控制網(wǎng)絡(luò)接口單元；中央處理單元分別與電腦接口單元和控制網(wǎng)絡(luò)接口單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦適配器，其特征在于，所述電腦適配器還包括與中央處理器相連的存儲(chǔ)單元和時(shí)鐘單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦適配器，其特征在于，所述電腦接口單元是RS232接口或USB接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦適配器，其特征在于，所述控制網(wǎng)絡(luò)接口單元是低壓電力線接口、RF無(wú)線接口、紅外線接口、藍(lán)牙接口或RS485接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦適配器，其特征在于，所述控制網(wǎng)絡(luò)接口單元的信號(hào)流程是單向的或是雙向的。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于智能家電控制網(wǎng)絡(luò)的電腦適配器。它是由電腦接口單元、中央處理單元、控制網(wǎng)絡(luò)接口單元、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘單元組成；本實(shí)用新型以中央處理單元為核心，通過(guò)電腦接口單元與電腦相連接，獲取來(lái)自電腦的控制命令，并對(duì)這些命令進(jìn)行分析處理；通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)接口單元與控制網(wǎng)絡(luò)相連接，將經(jīng)過(guò)處理和轉(zhuǎn)換后的控制信號(hào)發(fā)送到控制網(wǎng)絡(luò)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的智能控制；與中央處理單元連接的存儲(chǔ)單元和時(shí)鐘單元，是本實(shí)用新型的輔助單元，分別用于記錄一些控制命令和作為系統(tǒng)時(shí)間基準(zhǔn)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)中其它設(shè)備的定時(shí)控制和群組控制。
文檔編號(hào)H04L29/10GK2741282SQ20042003724
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者金向東, 王曰海, 汪衛(wèi)國(guó), 許志華 申請(qǐng)人:湖州求是信息電子制造有限公司