CN202331688U - 一种具有低功耗的无线门磁装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有低功耗的无线门磁装置，其包括电源、主控制器、磁簧管和射频发射电路，电源分别连接主控制器和磁簧管，磁簧管连接主控制器的信号输入端，主控制器的信号输出端连接射频发射电路。本实用新型利用该装置实现了低功耗无线门磁报警控制，其中包括主控操作处理和中断控制操作处理，主控操作处理中，主控制器判断是否从磁簧管接收到告警信号，是否满足欠压报警条件及是否达到定时心跳维护条件，进入中断程序操作后，主控制器通过射频发射电路发送欠压信息、心跳信息或告警信息，从而实现与3G无线座机实现无线交互，使本实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置可以方便地应用于基于3G网络的智能安防预警系统中。
Description
技术领域
本实用新型涉及安防产品技术领域，特别涉及无线门磁装置技术领域，具体是指一种具有低功耗的无线门磁装置。
背景技术
随着3G移动网络的普及，新一代的基于3G网络的智能安防预警系统应运而生。在具备3G无线座机功能之余，基于3G网络的智能安防预警系统更从门窗告警、烟雾燃气监测、紧急呼叫等方面全方位提供安心居家。通常，智能安防预警系统由四大部分组成，一是感应物体变化的探头，如防盗门磁、烟雾探测器、窗户红外感应等；二是实现交互的终端3G无线座机；三是接收信息或指挥物体动作的3G移动终端，通常是用户手中的3G手机；四是将这些设备连结成一张网的3G无线网络。之前市场上的大部分门磁无法用于基于3G网络的智能安防预警系统中，其原因在于，防盗门磁需采用无线方式实现与3G无线座机的交互，且其需要采用特定的无线数据通讯方法。目前市场上的防盗门磁均无法满足上述要求，因此，该技术领域中亟需一种能与3G无线座机实现无线交互，从而可以方便地应用于基于3G网络的智能安防预警系统中的无线门磁装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能与3G无线座机实现无线交互，从而可以方便地应用于基于3G网络的智能安防预警系统中，且结构简单，成本低廉，应用范围较为广泛的一种具有低功耗的无线门磁装置。
为了实现上述的目的，本实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置具有如下构成：
该一种具有低功耗的无线门磁装置包括电源、主控制器、磁簧管和射频发射电路，所述的电源分别连接所述的主控制器和磁簧管，所述的磁簧管连接所述的主控制器的信号输入端，所述的主控制器的信号输出端连接所述的射频发射电路。
该一种具有低功耗的无线门磁装置中，所述的主控制器包括控制单元、看门狗定时单元、比较单元、存储单元和输入输出单元，所述的看门狗定时单元、比较单元、存储单元和输入输出单元均连接所述的控制单元，所述的比较单元连接所述的电源，所述的磁簧管和射频发射电路均连接所述的输入输出单元。
该一种具有低功耗的无线门磁装置中，所述的主控制器为PIC12LF1822型CPU芯片。
本实用新型还提供一种利用所述的装置实现低功耗无线门磁报警控制的方法，该方法包括主控操作处理和中断控制操作处理，所述的主控操作处理包括以下步骤：
(11)主控制器初始化；
(12)主控制器判断是否从所述的磁簧管接收到告警信号，若是，则进入所述的中断程序操作，若否，则进入步骤(13)；
(13)主控制器判断是否满足欠压报警条件，若是，则进入所述的中断程序操作，若否，则进入步骤(14)；
(14)当主控制器判断达到定时心跳维护条件时，进入所述的中断程序操作，并返回步骤(12)；
所述的中断控制操作处理包括以下步骤：
(21)主控制器判断中断类型，欠压中断进入步骤(22)，心跳中断进入步骤(23)，告警中断进入(24)；
(22)主控制器通过所述的射频发射电路发送欠压信息；
(23)主控制器通过所述的射频发射电路发送心跳信息；
(24)主控制器通过所述的射频发射电路发送告警信息。
该实现低功耗无线门磁报警控制的方法中，所述的主控制器包括控制单元、看门狗定时单元、比较单元、存储单元和输入输出单元，所述的看门狗定时单元、比较单元、存储单元和输入输出单元均连接所述的控制单元，所述的比较单元连接所述的电源，所述的磁簧管和射频发射电路均连接所述的输入输出单元，所述的主控制器初始化包括：比较单元基准电压设定、看门狗定时单元溢出时间设定、看门狗定时单元溢出次数置0、看门狗定时单元最大溢出次数设定、比较单元中断使能以及看门狗定时单元中断使能。
该实现低功耗无线门磁报警控制的方法中，所述的主控制器判断是否从所述的磁簧管接收到告警信号，具体为：所述的控制单元从所述的输入输出单元接收到磁簧管发出的告警信号。
该实现低功耗无线门磁报警控制的方法中，所述的主控制器判断是否满足欠压报警条件，具体包括以下步骤：
(13-1)所述的看门狗定时单元溢出，所述的控制单元维护所述的看门狗定时单元溢出次数加1；
(13-2)所述的比较单元获取所述的电源电压；
(13-3)所述的比较单元判断所获取的电源电压是否低于所述的基准电压，若是，则满足欠压报警条件，若否，则不满足欠压报警条件。
该实现低功耗无线门磁报警控制的方法中，所述的主控制器判断达到定时心跳维护条件，具体包括是指：所述的看门狗定时单元溢出次数大于所述的看门狗定时单元最大溢出次数。
该实现低功耗无线门磁报警控制的方法中，所述的欠压信息、心跳信息和告警信息均通过ASK码发送。
该实现低功耗无线门磁报警控制的方法中，所述的ASK码的发送时序包括前导码发送阶段、消息帧发送阶段和发送结束阶段。
该实现低功耗无线门磁报警控制的方法中，所述的发送时序包括6次所述的消息帧发送阶段。
采用了该实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置，其包括电源、主控制器、磁簧管和射频发射电路，所述的电源分别连接所述的主控制器和磁簧管，所述的磁簧管连接所述的主控制器的信号输入端，所述的主控制器的信号输出端连接所述的射频发射电路。利用该装置实现低功耗无线门磁报警控制的方法包括主控操作处理和中断控制操作处理，主控操作处理中，主控制器判断是否从所述的磁簧管接收到告警信号，是否满足欠压报警条件，及是否达到定时心跳维护条件，以进入中断程序操作，在中断控制操作中主控制器根据中断类型，通过所述的射频发射电路发送欠压信息、心跳信息或告警信息。从而实现与3G无线座机实现无线交互，使本实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置可以方便地应用于基于3G网络的智能安防预警系统中，且其结构简单，成本低廉，应用范围较为广泛。
附图说明
图1为本实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置的结构示意图。
图2为本实用新型的无线门磁报警控制的方法的步骤流程图。
图3为本实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置与3G无线座机之间的消息交互形式示意图。
图4为本实用新型的无线门磁报警控制的方法在实际应用中的主控操作处理的流程示意图。
图5为本实用新型的无线门磁报警控制的方法在实际应用中的中断控制操作处理的流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1所示，为本实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置的结构示意图。
在一种实施方式中，该一种具有低功耗的无线门磁装置包括电源、主控制器、磁簧管和射频发射电路，所述的电源分别连接所述的主控制器和磁簧管，所述的磁簧管连接所述的主控制器的信号输入端，所述的主控制器的信号输出端连接所述的射频发射电路。
利用该实施方式所述的装置实现低功耗无线门磁报警控制的方法，如图2所示，包括主控操作处理和中断控制操作处理，所述的主控操作处理包括以下步骤：
(11)主控制器初始化；
(12)主控制器判断是否从所述的磁簧管接收到告警信号，若是，则进入所述的中断程序操作，若否，则进入步骤(13)；
(13)主控制器判断是否满足欠压报警条件，若是，则进入所述的中断程序操作，若否，则进入步骤(14)；
(14)当主控制器判断达到定时心跳维护条件时，进入所述的中断程序操作，并返回步骤(12)；
所述的中断控制操作处理包括以下步骤：
(21)主控制器判断中断类型，欠压中断进入步骤(22)，心跳中断进入步骤(23)，告警中断进入(24)；
(22)主控制器通过所述的射频发射电路发送欠压信息；
(23)主控制器通过所述的射频发射电路发送心跳信息；
(24)主控制器通过所述的射频发射电路发送告警信息。
在一种较优选的实施方式中，所述的主控制器包括控制单元、看门狗定时单元、比较单元、存储单元和输入输出单元，所述的看门狗定时单元、比较单元、存储单元和输入输出单元均连接所述的控制单元，所述的比较单元连接所述的电源，所述的磁簧管和射频发射电路均连接所述的输入输出单元。该主控制器可以为PIC12LF1822型CPU芯片。
利用该实施方式所述的装置实现低功耗无线门磁报警控制的方法中，所述的主控制器初始化包括：比较单元基准电压设定、看门狗定时单元溢出时间设定、看门狗定时单元溢出次数置0、看门狗定时单元最大溢出次数设定、比较单元中断使能以及看门狗定时单元中断使能。
在进一步优选的实施方式中，所述的主控制器判断是否从所述的磁簧管接收到告警信号，具体为：所述的控制单元从所述的输入输出单元接收到磁簧管发出的告警信号。
所述的主控制器判断是否满足欠压报警条件，具体包括以下步骤：
(13-1)所述的看门狗定时单元溢出，所述的控制单元维护所述的看门狗定时单元溢出次数加1；
(13-2)所述的比较单元获取所述的电源电压；
(13-3)所述的比较单元判断所获取的电源电压是否低于所述的基准电压，若是，则满足欠压报警条件，若否，则不满足欠压报警条件。
所述的主控制器判断达到定时心跳维护条件，具体包括是指：所述的看门狗定时单元溢出次数大于所述的看门狗定时单元最大溢出次数。
在更优选的实施方式中，所述的欠压信息、心跳信息和告警信息均通过ASK码发送。该ASK码的发送时序包括前导码发送阶段、消息帧发送阶段和发送结束阶段。其中，所述的消息帧发送阶段重复6次。
在实际应用中，本实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置满足以下技术要求：
1、硬件：
执行标准：GB15209-2006，符合3C认证标准；
工作电压：DC：3V/12V；
待机电流：＜3uA；
发射次数：≥1万次；
工作频率：433.92+0.1MHz；
工作温度：-10℃---+50℃；
发射距离：空旷距离大于100M；
探测间隙：＞15mm；
安装方式：表面安装；
稳定性：漏报或误报率不超过1％；
具有发射指示和低电指示功能。
2、调制方式：ASK调制方式
发射功率：10dbm±1dbm；
接收灵敏度：大于-100dbm；
载波频率：433.92MHz±150KHz；
传输波特率：1200±250bps；
数据传送方式：二进制异步串行方式；
数据1由如下3T高电平和1T低电平组成：
数据0由如下1T高电平和3T低电平组成：
T的时间为200±40uS；
前导码由如下1T高电平和31T低电平组成：
3、接口概述
门磁与TD座机的之间进行无线数据通讯，通讯协议采用如下表1所示的精简模式帧结构：
| 标识码 | Res ID | CMD | 校验和 |
| 1 | 5 | 2 | 1 |
表1精简模式帧结构表
所述的各字段中，标识码为1个字节，标识帧结构为完整模式还是精简模式；Res ID为设备自身编号；CMD为命令字，其命名规则见下表2；校验和＝Res ID+CMD。
表2CMD命名规则表
本实用新型的无线门磁装置与主机间有三种消息，分别为报警消息，心跳消息和低电告警。门磁与主机消息交互形式如图3所示。
本实用新型的无线门磁装置如图1所示，主要电路采用CPU和433M射频电路组成，根据《宜居通终端技术规范》要求，门磁平常待机功耗要小于3uA，CPU芯片选用PIC12LF1822，这是一款高性能，低功耗芯片，它的睡眠功耗小于1uA。
如图1所示，RA0作为检测门窗开动事件管脚，当门窗开动时，外部磁铁离开磁簧管，RA0将有一上升沿，作为报警信号。RA1作为检测电池低压管脚。RA4把数据串行发给433M射频发送电路。
PIC18F1822芯片具有以下特点：
可选择内部和外部振荡器；
高精度内部4MHz振荡器，其出厂时精度已校准为±1％；
可使用晶振和谐振器作为外部振荡器；
电压典型值为3.0V时，将CPU从休眠模式唤醒需5μs；
省电休眠模式；
宽工作电压范围，从2.0V到5.5V；
工业级和扩展级温度范围；
低功耗上电复位(POR)；
上电延时定时器(PWRT)和振荡器起振定时(OST)；
欠压检测(BOD)；
带有独立振荡器的看门狗定时器(WDT)，可以保证可靠的运行；
复用MCLR输入引脚；
引脚电平变化可触发中断；
独立的可编程弱上拉功能；
可编程代码保护；
高耐久性的闪存/EEPROM存储单元。
外设功能：
6个具有独立方向控制功能的I/O引脚；
高灌/拉电流能力，可直接驱动LED。
模拟比较器模块带有：
一个模拟比较器；
片上可编程比较器参考电压(CVREF)模块；
来自器件输入引脚的可编程输入复用；
可外部访问比较器输出。
模数转换器模块：
10位分辨率；
可编程的4通道输入；
参考电压输入；
Timer0：带有8位可编程预分频器的8位定时器/计数器；
增强的Timer1：带有预分频器的16位定时器/计数器。
外部选通输入模式：
如果已选用INTOSC模式的话，那么在LP模式中可选择OSC1和OSC2作为Timer1的振荡器。
本实际应用中，本实用新型的无线门磁报警控制的方法如图4、图5所示，实现方法如下：
1、PIC18F1822芯片配置字配成：高精度内部4MHz振荡器，WDT由软件位控制。
2、消息标志位定义
报警消息----WarnFlag，当外部磁铁离开磁簧管时产生，0：无消息，1：有消息。
欠压消息----LowPowerFlag，当电池低压时产生，0：无消息，1：有消息。
心跳消息----TickFlag，当每隔6小时产生，0：无消息，1：有消息。
3、发送消息帧采用冗余发送，当有事件发生时，消息帧重复发送6次。
4、实现方法分为如图4所示的主控操作处理和如图5所示的中断控制操作处理两部分，在主控操作处理中，利用了WDT每32秒溢出唤醒，开启比较器及比较器参考电压(CVREF)对RA1管脚进行欠压检测，如果电池低压，会产生比较器中断，生成欠压消息。每6小时(利用WDT计时)生成心跳消息。外部磁铁离开磁簧管时，会产生RA0管脚正边沿中断，生成报警消息。在定时器1中断中，负责消息帧的发送。在每个消息帧之前，需附上前导码。按照ASK码发送的特点，发送时序分为5个阶段：前导码高电平阶段，前导码低电平阶段，消息帧高电平阶段，消息帧低电平阶段，发送结束阶段。
采用了该实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置，其包括电源、主控制器、磁簧管和射频发射电路，所述的电源分别连接所述的主控制器和磁簧管，所述的磁簧管连接所述的主控制器的信号输入端，所述的主控制器的信号输出端连接所述的射频发射电路。利用该装置实现低功耗无线门磁报警控制的方法包括主控操作处理和中断控制操作处理，主控操作处理中，主控制器判断是否从所述的磁簧管接收到告警信号，是否满足欠压报警条件，及是否达到定时心跳维护条件，以进入中断程序操作，在中断控制操作中主控制器根据中断类型，通过所述的射频发射电路发送欠压信息、心跳信息或告警信息。从而实现与3G无线座机实现无线交互，使本实用新型的一种具有低功耗的无线门磁装置可以方便地应用于基于3G网络的智能安防预警系统中，且其结构简单，成本低廉，应用范围较为广泛。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (3)
1.一种具有低功耗的无线门磁装置，其特征在于，所述的装置包括电源、主控制器、磁簧管和射频发射电路，所述的电源分别连接所述的主控制器和磁簧管，所述的磁簧管连接所述的主控制器的信号输入端，所述的主控制器的信号输出端连接所述的射频发射电路。
2.根据权利要求1所述的一种具有低功耗的无线门磁装置，其特征在于，所述的主控制器包括控制单元、看门狗定时单元、比较单元、存储单元和输入输出单元，所述的看门狗定时单元、比较单元、存储单元和输入输出单元均连接所述的控制单元，所述的比较单元连接所述的电源，所述的磁簧管和射频发射电路均连接所述的输入输出单元。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有低功耗的无线门磁装置，其特征在于，所述的主控制器为PIC12LF1822型CPU芯片。
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