CN102856741A

CN102856741A - 多通道远程遥控开关插座

Info

Publication number: CN102856741A
Application number: CN2012103386033A
Authority: CN
Inventors: 卢超
Original assignee: Shaanxi University of Technology
Current assignee: Nobot Intelligent Equipment (shandong) Co Ltd
Priority date: 2012-09-08
Filing date: 2012-09-08
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2032-09-08
Also published as: CN102856741B

Abstract

本发明公开了一种多通道远程遥控开关插座，包括受控模块和控制模块，受控模块包括第一微处理器、第二微处理器、GSM模块、多路继电器控制单元、按键模块、时钟模块、存储电路和显示模块，GSM模块和多路继电器控制单元与第一微处理器相连，按键模块、时钟模块、存储电路和显示模块均与第二微处理器相连，控制模块主要通过用户手机发出控制指令短信，或者通过按键模块输入定时关断的时间和控制指令。本发明设计新颖，结构简单，操作简便，利用GSM网络通过短信方式远程遥控用电器的通断，同时拥有友好的显示界面，可以设置多组定时开、关时间，使用方便灵活，适于广泛推广。

Description

多通道远程遥控开关插座

技术领域：

本发明涉及一种开关插座，具体涉及一种多通道远程遥控开关插座。

背景技术：

随着人民生活水平的提高，人们对于居住环境智能化，舒适程度等要求越来越高，人们逐渐意识到智能化的真正主体是家居的智能化，更多地体现在家庭内部自动化，所以20世纪90年代后期，一些企业开始引入国外的智能家居技术和产品在国内推广，还有一些集团公司也看好该领域，通过各种途径介入，促进整个行业迅速发展。智能的定时开关插座也因此成为电源开关领域的主流产品，被广泛应用于汽车、家用电器、仓库管理、照明设施等无人监控场所。

传统的定时开关插座大致分为两类：机械式定时开关插座和电子式定时开关插座，但都存在易磨损、稳定性差、难以操作、寿命短等缺点。目前最新的产品红外遥控定时开关插座操作方便，可靠性强，很好的弥补了传统产品的不足之处，但是同样有距离的约束，不能实现远距离控制。

随着全球移动通信系统和通信网络的迅速普及竞争的日益激烈，新技术和新业务的开发和应用十分重要，如果把GSM模块与微处理器控制相结合，就可以实现单片机上数据的远距离传输，设计的多通道远程遥控开关插座，将定时功能加入开关中，可以通过全球通信网络智能的定时控制用电器的自动通断，真正做到远程遥控。

发明内容：

为了解决现有技术存在的不足，本发明解决的技术问题是提供一种多通道远程遥控开关插座。其技术方案为：

多通道远程遥控开关插座，包括受控模块和控制模块，受控模块包括第一微处理器、第二微处理器、GSM模块、多路继电器控制单元、按键模块、时钟模块、存储电路和显示模块，GSM模块和多路继电器控制单元与第一微处理器相连，按键模块、时钟模块、存储电路和显示模块均与第二微处理器相连，控制模块主要通过用户手机发出控制指令短信，或者通过按键模块输入定时关断的时间和控制指令。

作为优选，第一微处理器和第二微处理器均为单片机。

作为优选，受控模块还包括SIM卡，SIM卡通过GSM模块与第一微处理器相连。

作为优选，多路继电器控制单元分别连接多个插座，插座上连接用电器，通过控制插座的通断来控制用电器的通断。

作为优选，存储模块为I²C总线的数据存储器EEPROM。

作为优选，显示模块为LCD显示屏。

本发明的有益效果：

设计新颖，结构简单，操作简便，利用GSM网络通过短信方式远程遥控用电器的通断，同时拥有友好的显示界面，可以设置多组定时开、关时间，使用方便灵活，适于广泛推广。

附图说明：

图1为本发明系统总体设计框图；

图2为本发明GSM模块外围电路连接图；

图3为本发明GSM模块和单片机的连接电路；

图4为本发明第一位微处理器的连接电路；

图5为本发明第一微处理器和第二微处理器的连接电路；

图6为本发明继电器控制单元和第一微处理器的连接电路；

图7为本发明显示模块、按键模块和第二微处理器的连接电路；

图8为本发明时钟模块和第二微处理器的连接电路；

图9为本发明GSM模块TC35i的电源电路；

图10为本发明第一微处理器程序设计的主流程图；

图11为本发明第一微处理器程序设计的SIM卡检测子程序流程图；

图12为本发明第二微处理器程序设计的主程序流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细地说明。

系统总体设计框图如图1所示：本发明包括受控模块和控制模块，受控模块包括第一微处理器、第二微处理器、GSM模块、多路继电器控制单元、按键模块、时钟模块、存储电路和显示模块，GSM模块和多路继电器控制单元与第一微处理器相连，按键模块、时钟模块、存储电路和显示模块均与第二微处理器相连，控制模块主要通过用户手机发出控制指令短信，或者通过按键模块输入定时关断的时间和控制指令。第一微处理器和第二微处理器均为单片机。受控模块还包括SIM卡，SIM卡通过GSM模块与第一微处理器相连。多路继电器控制单元分别连接多个插座，插座上连接用电器，通过控制插座的通断来控制用电器的通断。存储模块为I2C总线的数据存储器EEPROM。显示模块为LCD显示屏。

优选的是，所述的第一微处理器和第二微处理器均选用AT89S52单片机，所述的GSM模块选用TC35i模块，时钟模块选用DS1302时钟芯片，存储电路选用AT24C04芯片，显示模块选用LCD1602液晶显示器。

所述的GSM模块选用TC35i模块，GSM模块外围电路连接如图2所示。TC35i模块，可以实现无线数据传输，语音传输，短信功能，频段为双频GSM900MHz和GSM1800MHz，电源电压为单一电压3.3V-4.8V，其支持Text和PDU格式的短消息，可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。电路中各元件的参数取值如下：R1＝10KΩ，R2＝0.47KΩ，R3＝100KΩ，R4＝0.33KΩ，C1＝330uf，C2＝C3＝C4＝C5＝C6＝0.1uf。TC35i模块其引脚RXD0接单片机的RXD，TXD0接单片机的TXD，GND接单片机的GND，GSM模块和单片机的连接电路如图3所示。

所述的第一微处理器选用AT89S52单片机，其连接电路如图4所示。P0口接8个发光二极管，用来显示TC35i模块的工作状态：LED0亮表示初始化GSM；LED1亮表示选择短消息格式为TEXT；LED2亮表示检查网络的的注册状态；LED3亮表示设置短信通知命令，判断是否收到新的短信，并删除可能是上次收到的短信；LED4亮表示有新的短信进入；LED5亮，读取新短信；LED6亮，填写中心号码；LED7亮，填写目的手机号码；LED全亮表明填写发送内容，向用户手机发送回复短信。J1为10KΩ的排阻，P2.3、P2.4、P2.5、P2.6用于连接四路继电器控制单元，电路中各元件取值为：R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7均为1KΩ，R9取10KΩ，晶振CRYSTAL取11.0592MHz，C1和C2取30pf，C3取10uf，C4取0.1uf。

所述的第一微处理器和第二微处理器均选用AT89S52单片机，其连接电路如图5所示。两片AT89S52单片机通过8位的I/O口进行数据通信，单片机1的P1口和单片机2的P1口相连。

所述的继电器控制单元和第一微处理器的连接电路如图6所示。驱动芯片采用ULN2003，其具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点，单片通过控制I/O的高低电平来控制继电器的通断。当单片机的I/O口为高电平时，经过ULN2003，其变为低电平，此时继电器RL1、RL2通电，常开触点闭合，常闭触点断开；当I/O为低电平时，继电器没有通电，其触点不动作。COM脚的作用利用ULN2003内部的反向二极管作保护继电器，消除继电器闭合时产生的感应电压。上拉电阻R1、R2、R3和R4取1KΩ，单片机的P2.2、P2.3、P2.4、P2.5分别用于控制四路继电器控制单元，可以根据实际需要进行扩展。

所述的显示模块、按键模块和第二微处理器的连接电路如图7所示。显示模块采用点阵型液晶模块LCD1602，单片机的P0.0～P0.7接LCD1602的D0～D7，单片机的P3.7、P3.6和P3.5连接LCD1602的RS、RW和EN，LCD1602的第3引脚通过一个电位器接地，通过调节电阻器的阻值，可以改变LCD的对比度。SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6和SW7这七个独立的按键构成了按键模块，每个按键均连接单片机的I/O口，即分别连接P3.2、P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P3.1口，当有键按下时，单片机的I/O会被拉为低电平。

所述的时钟模块和第二微处理器的连接电路如图8所示。时钟模块采用DS1302芯片为设计提供基准时间，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，工作电压宽达2.5～5.5V。DS1302与单片机的连接仅需要3条线：CE引脚、I/O串行数据引脚和SCLK串行时钟引脚分别连接单片机的P2.5、P2.6和P2.7，Vcc2为备用电源，外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。BT1为3V纽扣电池，确保系统掉电后时钟仍能正常工作，其型号为CR1220。

GSM模块TC35i的电源电路如图9所示。由于TC35i对电源要求比较严格，其处于发射状态时，电流的峰值需要2.5A。LM2576为开关型降压稳压器，能驱动3A的负载，有优异的线性和负载调整能力，固定的输出电压有3.3V、5V、12V、15V。输入信号为适配器输出的12V直流电源，输出电压为VCC，该电压为TC35i模块供电。电路中各元件的参数为：R1＝3.6KΩ，R2＝1.5KΩR3＝10KΩ，C1＝100uf，C2＝C3＝C4＝470uf，C5＝0.1uf，L1＝100uH。

系统的软件主要分为第一微处理器程序设计和第二微处理器程序设计，第一微处理器程序设计的主程序流程图如图10所示，第一微处理器程序设计主要是检测用户是否通过手机给模块发送短消息，当用户通过手机给系统发送命令时，系统接收到短消息并将其通过串口发送给第一微处理器，第一微处理器解读出短信，然后控制继电器的触点做出相应的动作，从而实现用户远程遥控用电器的目的。在主程序中通过一个循环程序不停的检测SIM卡，在这个检测的子程序中，单片机1通过向TC35i写入不同的AT指令，可以完成单片机与TC35i之间的通信、用电器的开通与闭合。第一微处理器程序设计的SIM卡检测子程序流程图如图11所示，该子程序通过单片机向TC35i写入AT指令，对TC35i进行初始化设置，并使程序判断是否有新的短消息进入，一旦有短消息进入，TC35i就会通过串口将短消息发送给单片机，单片机解读短信，根据用户的指令控制用电器的通断。接着单片机控制TC35i通过填写短消息中心号码、目的手机号码、及发送的内容，给用户发送一条回应信息，最后程序会删除用户给TC35i发送的信息，再次判断是否有新的短消息进入，有新的短消息进入时会再次执行上述过程。第一微处理器与用户手机之间的编解码关系如下表1所示：

表1

第二微处理器程序设计的主程序流程图如图12所示，第二微处理器程序设计主要是通过控制DS1302为系统提供一个基准时间，在LCD上显示此时间，用户通过键盘模块可以设置不同的定时时间，当用户设定的时间与系统时间相同时，第二微处理器会发送一条指令给第一微处理器，第一微处理器收到这条指令后，会根据指令的内容去控制用电器的开通与关闭。如图12所示，向DS1302内写入时间数据的子程序，是在系统第一次上电时写入DS1302内部，为系统提供一个基准时间，当系统再次上电时，屏蔽掉此程序，因为DS1302接有备用电池，即使系统掉电，DS1302的内部时钟仍在运行。按键设定时间的子程序是在外部中断O的子程序中运行的。系统接有多路继电器控制单元，分别用于控制多路用电器的通断。L＝0表示当前设定的定时时间为用电器1的开通与关闭时间，L＝1表示当前设定的定时时间为用电器2的开通与关闭时间，L＝2表示当前设定的定时时间为用电器3的开通与关闭时间，L＝3表示当前设定的定时时间为用电器4的开通与关闭时间。L的值都是通过按键在中断服务的子程序中设定的。第一微处理器与第二微处理器是通过P1口进行数据通信的，系统判断设定的时间与当前的时间相等是通过小时和分钟来判定的。设定的时间与当前时间相同时，在这一分钟内，系统继电器的通断状态只受定时器控制。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.多通道远程遥控开关插座，包括受控模块和控制模块，受控模块包括第一微处理器、第二微处理器、GSM模块、多路继电器控制单元、按键模块、时钟模块、存储电路和显示模块，GSM模块和多路继电器控制单元与第一微处理器相连，按键模块、时钟模块、存储电路和显示模块均与第二微处理器相连，控制模块主要通过用户手机发出控制指令短信，或者通过按键模块输入定时关断的时间和控制指令。

2.根据权利要求1所述的多通道远程遥控开关插座，其特征在于：所述第一微处理器和第二微处理器均为单片机。

3.根据权利要求1所述的多通道远程遥控开关插座，其特征在于：所述受控模块还包括SIM卡，SIM卡通过GSM模块与第一微处理器相连。

4.根据权利要求1所述的多通道远程遥控开关插座，其特征在于：所述多路继电器控制单元分别连接多个插座，插座上连接用电器，通过控制插座的通断来控制用电器的通断。

5.根据权利要求1所述的多通道远程遥控开关插座，其特征在于：所述存储模块为I²C总线的数据存储器EEPROM。

6.根据权利要求1所述的多通道远程遥控开关插座，其特征在于：所述显示模块为LCD显示屏。