CN200976516Y - 多点远程开关控制装置 - Google Patents

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姜平
李俊红
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Abstract

本实用新型公开了一种多点远程开关控制装置，包括主控单元，主控单元通过由+12V、DATA、GND三根线组成的单总线与多个远程开关控制单元连接；主控单元包括高速单片机，高速单片机与触摸屏连接。本实用新型结构合理，布线、维护方便，控制快速方便。

Description

多点远程开关控制装置
技术领域：
本实用新型涉及一种开关控制装置。
背景技术：
现实工作和生活中，有很多场合需要进行多点远程开关的控制，如各种家用电器、照明灯的开关控制、空调自动化子系统中的各种空调、风机的起停和故障报警；照明子系统中各楼层照明灯及外墙广告装饰彩灯的控制；消防保安子系统中的火灾、防盗监控措施；生产现场中各种远程设备的启动与停止；供电系统电力开关的远程控制(合闸-跳闸)；采矿地下作业各种通风设备的启停控制等等。
目前在多点远程开关控制中，针对开关点数多、距离长、位置分散等主要特点，往往采用分布式集散控制或现场总线控制结构，即控制系统由主控制室中的主控单元和现场各个开关控制单元组成，主控单元、开关控制单元均采用单片机等微机系统，两者通过有线或无线方式实现信息交换，如参考文献[1]提出了一种无线多点远程开关控制方案：系统由设在控制指挥中心的主控制器(MCU)和分布在受控设备现场的数字控制单元(DCU)组成，它们均采用单片机89C51作为中心处理器，主控室处理器通过数字调频电台，以无线调频传输方式与各现场控制单元进行通讯，控制远程继电器的通断。参考文献[2]则提出了一种单点远程开关控制方式，采用普通电话实现主控单元与开关控制单元之间的通讯，达到控制目的。参考文献[3]则提出了一种基于四总线(电源24V线、编码发射线(信息发送线)、A/D采样线(信息返回线)和地线DC24)的控制方式，实现火灾自动报警功能等。在国内专利中也可见到类似控制方案，如实用新型专利《一种近远程开关控制器》(专利号200420033812.7)提出了利用无线寻呼数据接收技术接收控制信号，达到控制输出继电器的目的；再如实用新型专利《智能开关控制器》(专利号200420030157.0)则提出了利用公用无线通讯网通讯模块实现控制、监测信号的传输。
纵观以上方案，具有如下一些特点：1、控制系统均由主控单元和开关控制单元组成，且这些单元核心是AT89C51等低速单片机，组成元件又较多，现场开关控制单元接收处理电路较复杂，当应用于点数较多的远程开关控制场合时，成本会急剧增加，同时系统的实时性、可靠性降低。2、主控单元和开关控制单元之间的通讯方式，有的用无线，有的是有线，无线方式可最大程度地节省电缆，但由于主控单元要有无线发射系统、每个开关控制点都需一套接收设备或模块，大大地增加了系统成本和复杂程度，另外无线传输过程中易受其它信号干扰，降低了系统的可靠性；有线方式与无线相比，线缆数量有所增加，但却可以减小主控单元与开关控制单元之间的通讯复杂程度和成本，提高了系统的可靠性。但上述方案中采用电话网络方式，信号接收电路相当复杂，而且电话方式使得具体应用场合大大受到限制，还有就是不适用于实时性要求很强的场合，采用四总线方式，将现场状态先以模拟电压形式返回，再通过A/D转换成数字量，处理电路相对复杂，更严重的缺陷是模拟电压长距离传输时不可避免地存在信号衰减，从而极大地影响采集精度，造成误动作。3、人机接口采用按键和数码管或液晶显示器结构，操作不直观，内容单调，难以胜任开关点数较多的应用场合。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种结构合理，布线、维护方便，控制快速方便的多点远程开关控制装置。
本实用新型的技术解决方案是：
一种多点远程开关控制装置，其特征是：包括主控单元，主控单元通过由+12V、DATA、GND三根线组成的单总线与多个远程开关控制单元连接；主控单元包括高速单片机，高速单片机与触摸屏连接。
与主控单元连接的单总线有多根，每根单总线与多个远程开关控制单元连接。每个远程控制开关包括可寻址开关，可寻址开关与三极管连接，三极管与通过常开触点控制被控开关的继电器连接。
本实用新型结构合理，并具有下列优点：
1、所有现场开关控制单元直接挂接到3根线(电源线、数据线、地线)组成的单总线上，极大地节省了线缆成本、方便现场布线、维护检修容易；
2、系统结构简单合理，所需器件少，主控单元只有4个主要器件(高速单片机、RS-232接口芯片，电源芯片、触摸屏)，每个开关控制单元只有3个主要器件(单总线芯片、继电器、三极管)，整个系统成本低廉、体积小、安装方便；
3、人机接口简洁紧凑，操作方便，系统选用触摸屏为人机接口，将键盘、显示等人机接口功能合为一体，彻底摈弃了传统的具有大量控制按键、开关的控制屏方式；
4、系统组态简单，由于采用了总线结构及模块化控制单元，当需要增加、减少开关控制点时，只需简单地将模块化的开关控制单元从总线上“挂上”或“摘下”，然后通过单片机“在线刷新”所有控制点即可；
5、主控制器采用只有11个引脚的高速单片机C8051F300，工作频率为25MHz，极大地提高了系统的实时性和快速性。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一个实施例的结构示图。
图2是图1实施例的电路图。
具体实施方式：
图1为系统原理框图，由“主控单元”和64个远程“开关控制单元”组成，其中：1为主控单元，包括C8051F300高速单片机、A970触摸屏等，单片机与触摸屏通讯采用RS232串口(SCI口)；2、3、5、6、7、8、10、11为开关控制单元，包括DS2406单总线可寻址开关，可寻址开关与9013三极管连接，9013三极管与通过常开触点控制被控开关的继电器连接，由继电器的常开触点控制被控开关，系统一共有64个这样的控制单元，分别控制1～64#开关；4、9为单总线，每条总线由+12V、DATA和GND三根线组成，为了提高控制的快速性和可靠性，将64点开关分为4组，形成4个单总线控制网络，分别由微控制器的4个I/O口控制(图中为P1.2、P1.3、P1.4、P1.5)。
图2为系统电路原理图，其中：U67为高速单片机C8051F300；U66为RS-232接口芯片MAX3223；U65为5V-3.3V的低压差稳压芯片AS1117，以提供U66、U67等工作所需的3.3V电压；R6、R7、R8、S1、C13及JP1为单片机复位电路和JTAG仿真调试接口；R1-R4是4路单总线的上拉电阻；LS1为系统异常报警蜂鸣器；J65为+5V输入电源插座，J66为+12V输入电源插座，J66是与触摸屏通讯的DB9接口。以上器件形成一块主控制板，与触摸屏一起形成控制装置的主控单元。
U1-U64为单总线可寻址开关DS2406，J1-J64为远程开关控制继电器，由其常开触点实现相应开关的分/合功能，Q1-Q64为继电器驱动晶体管9013，D1-D64为继电器线圈续流二极管IN4007，以上器件组成64个远程开关控制单元，每个单元由单独一块电路板组成，由于这64个单元结构完全一样，图中只画出部分单元。
每个开关控制单元通过+12V、DATA和GND三根线接到单总线上，其中+12V对控制继电器供电，DATA线则是DS2406的数据线与供电线，当此线为高电平时，从单片机端“窃电”并对芯片内部电容充电，当此线为低电平时，则由内部电容充电对芯片供电。

Claims (3)

1、一种多点远程开关控制装置，其特征是：包括主控单元，主控单元通过由+12V、DATA、GND三根线组成的单总线与多个远程开关控制单元连接；主控单元包括高速单片机，高速单片机与触摸屏连接。
2、根据权利要求1所述的多点远程开关控制装置，其特征是：与主控单元连接的单总线有多根，每根单总线与多个远程开关控制单元连接。
3、根据权利要求1或2所述的多点远程开关控制装置，其特征是：每个远程控制开关包括可寻址开关，可寻址开关与三极管连接，三极管与通过常开触点控制被控开关的继电器连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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