CN201698189U - 智能家居电源控制器 - Google Patents

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Abstract

智能家居电源控制器,涉及一种通过本地控制模块和远程控制接口控制家庭电源以及家用电器的工作状态的控制器。嵌入式微处理器接本地控制模块、远程控制接口、电源管理单元和执行器装置。本地控制模块为红外接收器组成。远程控制接口有ZigBee无线接口和CAN总线接口。执行器装置的数字功率开关的受控输出引脚与交流电源的火线相连,输出端接家庭电源、电器的电源插座。本实用新型通过本地控制模块和远程控制接口控制家庭电源以及家用电器的工作状态,满足用户在任意地点、任意时间、任意状态下控制家中电源与电器工作状态的需求,为实现家居生活智能化、人性化提供一种简单、便宜的方式。通过本实用新型控制家庭电源电器工作状态,达到节能的目的。

Description

智能家居电源控制器
技术领域
本实用新型涉及一种智能家居电源控制器。具体是通过本地控制模块和远程控制接口控制家庭电源以及家用电器的工作状态的控制器。
背景技术
实现家用电器的网络化、智能化是人们多年的梦想。因为网络化、智能化革新的概念加入到家电中后,可以形成新的热点,产生新的需求也是众多家用电器生产厂商努力研发的方向之一。随着现代科技的发展,各式各样的家电已经普及到每个家庭当中,然而这些家电的使用和运行都是各自独立的,各种家电的工作停止状态必须由人工控制。由于家庭中的各个电源和各种家电不带通信接口,不能接入智能家居控制网络中,也不能满足用户在任意地点、任意时间对家庭电源和家电的控制以及智能家居中央控制器的自动化控制。因此设计研制用户在任意地点、任意时间、任意状态下可以控制家中电源与电器工作状态的控制器很有必要。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现状,旨在提供一种可接入智能家居控制网络的家庭电源电器控制器,满足用户在任意地点、任意时间、任意状态下控制家中电源与电器工作状态的需求,通过控制家庭电源、电器工作状态,达到节能的目的的智能家居电源控制器。
本实用新型目的的实现方式为,智能家居电源控制器,智能控制器接本地控制模块、远程控制接口、电源管理单元和执行器装置,所述智能控制器为嵌入式微处理器,所述本地控制模块由一个红外接收器组成,所述远程控制接口包括有ZigBee无线接口和CAN总线接口,所述执行器装置由四个数字功率开关组成,数字功率开关的受控输出引脚与交流电源的火线相连,控制信号输入端和智能控制器输出端口相连,输出端接家庭电源、电器的电源插座。
本实用新型通过本地控制模块和远程控制接口控制家庭电源以及家用电器的工作状态,满足用户在任意地点、任意时间、任意状态下控制家中电源与电器工作状态的需求,为实现家居生活智能化、人性化提供一种简单、便宜的方式。通过本实用新型控制家庭电源电器工作状态,达到节能的目的。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图,
图2为红外接口电路图,
图3为CAN接口电路示意图,
图4为ZigBee接口电路示意图,
图5电源管理电路示意图,
图6为执行器装置电路示意图(单路),
图7为本实用新型工作原理图。
具体实施方式
下面参照附图详细本实用新型。
参照图1,本实用新型的智能控制器接本地控制模块2、远程控制接口1、电源管理单元4和执行器装置3。
智能控制器是一个由嵌入式微处理器系统构成的控制单元,用于解析接收的控制命令并向执行器装置发出动作信号,并反馈执行器的工作状态以供用户和智能家居中央控制器查询。MCU一般可采用目前市场上所提供的各种单片机或ARM处理器,如89C51、MSP430、C8051F120(集成CAN接口)、S3C2410(ARM9)等。
本地控制模块为用户提供直接控制对应电源的手段,由红外接收器组成,用于接收用户通过红外遥控器发送过来的直接控制指令。比如用户可用遥控器直接控制本房间内任何一个电源控制器,从而控制相应电源插座以及所连电器的通断电状态。
红外接口可以用一体化红外接收器实现,图2所示的HS0038就是一种红外一体化接收头,三个管脚分别是地、+5V电源、解调信号输出端。解调信号输出端直接接到嵌入式微处理器MCU的一个外部中断口INT0,由MCU进行指令译码。
远程控制接口有两类:CAN接口和无线ZigBee接口。两类接口使电源控制器以无线或有线的方式均可以组成家庭内部控制网络,满足不同布网-有线布网时或无线布网环境的需要。
CAN接口主要可用两种方式现实,一是直接选择带CAN接口的MCU,如C8051F120等;二是用MCU+CAN控制器+CAN驱动芯片实现。图3给出了以MCU和CAN控制器SJA1000、驱动芯片82c250的接口的例子。主要的电路连接。其中,SJA1000的8位数据总线AD0~AD7与MCU的一个数据端口P0口相连。VDD为+5V直流电源,VSS为接地,RST为芯片重启信号,INT为中断信号,RD和WR分别为读写控制信号,CS为片选信号,ALE为模式选择信号,RX0和TX0为CAN总线输出信号,这两个信号经过82c250驱动后成为CANH、CANL信号接入CAN总线物理网络。
ZigBee接口也可通过两种方式实现,一是选择集成处理器的ZigBee片上系统,如cc2530等;二是用ZigBee射频收发芯片和MCU级联实现。图4给出了以MCU和ZigBee射频收发芯片cc2520的例子。cc2520和MCU通过4线SPI总线(S1、S0、SCLK、CSn)进行接口连接,设置芯片的工作模式并实现读/写缓存数据、读/写状态寄存器等操作。
本实用新型的输入电源为220v的民用交流电压。参照图5,电源管理模块主要通过AC-DC和DC-DC的电压变换为MCU、接口芯片等提供5v、3.3v、1.8v的直流电压。AC-DC模块选用SPA10-220S05W(220v交流转12v直流)、DC-DC模块选PTH12050(1.2至5.5V输出,12V输入)等。
参照图6,执行器装置是由四个数字功率开关和电源插座组成,功率开关接收智能控制器发出的动作信号,实现电源插座火线的通断状态切换。对于一般家电,数字功率开关可选择220v交流的数字继电器,如HH52P(220v、5A)等,对于大功率家电,可选择交流接触器S-N10(10A 220V)。
参照图7,本实用新型的远程包括两个含义,一是家居内部实现不同房间,如房间一5和房间二6的远程控制。由于所有的电源控制器都连接在同一网络中(CAN网络或ZigBee网络),用户可就近选择任一电源控制器作为接入点,通过控制网络向家中其他任何地方的电源控制器发送指令,实现控制功能。二是家居环境之外的控制。由于所有的电源控制器都通过家庭控制网络和智能家居控制中心相连,用户在家居之外可以通过Internet、GPRS、PSTN等公共网络连接到智能家居控制器,再通过CAN网络或ZigBee网络向电源控制器发送指令,实现在任何地点对家庭电源、电器工作状态的远程控制。
目前,大部分电器,如灯、电视、电扇、电饭煲等,仅需要简单的电源控制即可,这类电器均可通过本发明实现远程及自动化控制。其工作过程主要有以下三种:
1、用户室内控制。用户在家居内通过遥控器就近向任一电源控制器发送控制指令,控制指令通过CAN网络或ZigBee网络由接入控制器向目标控制器传输,最终由目标控制器完成控制动作,并返回执行器装置的工作状态。
2、用户室外控制。用户在离开家时,可通过Internet、GSM、PSTN等公共网络向智能家居中央控制器发送指令,由中央控制器通过CAN网络或ZigBee网络向目标电源控制器传输命令,最终由目标控制器完成控制动作,并返回执行器装置的工作状态。
3、智能化自动控制。智能家居中央控制器可根据家庭传感器网络判断用户使用状态,并对相关电源控制器发出控制指令。如中央控制器判断某房间无人时,自动关闭该房间灯光、背景音乐等电器电源,达到节能的目的。
4、电源工作状态反馈。每个电源控制器均可扫描所控电源的通断状态,并通过家庭控制网反馈给中央控制器。用户根据这些反馈信息可及时了解室内所有电源状态,并及时调整不当的电源状态,如漏关的电灯等。

Claims (1)

1.智能家居电源控制器,其特征在于智能控制器接本地控制模块、远程控制接口、电源管理单元和执行器装置,所述智能控制器为嵌入式微处理器,所述本地控制模块由一个红外接收器组成,所述远程控制接口包括有ZigBee无线接口和CAN总线接口,所述执行器装置由四个数字功率开关组成,数字功率开关的受控输出引脚与交流电源的火线相连,控制信号输入端和智能控制器输出端口相连,输出端接家庭电源、电器的电源插座。
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