CN203083017U - 一种电暖器安全节能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电暖器安全节能控制装置，包括微控制器模块、与微控制器模块相接的数据存储电路模块和为装置中各用电模块供电的电源模块，微控制器模块的输入端接有参数设置电路模块和用于探测人体位移的双鉴式人体位移探测器，电源模块为微控制器模块供电的供电回路中串联有手动复位电路模块，微控制器模块的输出端接有用于显示控制参数及装置工作状态的LED显示模块、用于发出电暖气即将关闭语音提示信号的语音提示电路模块和用于接通或断开电暖器供电回路的通断控制电路模块。本实用新型结构简单，设计合理，使用操作便捷，抗干扰能力强，工作可靠性高，实用性强，节能效果好，安全性能好，实用性强，便于推广使用。

Description

一种电暖器安全节能控制装置

技术领域

本实用新型属于智能控制技术领域，尤其是涉及一种电暖器安全节能控制装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，电暖器（如小太阳）已经在广大家庭普及。但不管从节能环保的角度出发，还是保障财产安全，避免由于疏忽大意忘关小太阳电源造成事故的角度出发，研究能预防减少电器火灾的安全节能型电暖器是必要的。市售及现有家庭多数冬季取暖型电暖设备(电油汀\小太阳)具有定时控制、温度控制、功率控制和倾倒断电等功能，但缺乏断电保护和感应节能功能。而其某些型号标注的所谓过热保护功能，只针对电暖设备内部电路温度过高设置保护，对于其长时间工作照射导致外部物品温度过高发生挥发或点燃则无法保护。因而由于各种原因造成的电源未关（停电后外出忘记关闭、紧急事件外出忘记关闭、疏忽大意外出忘记关闭），导致电暖设备无人期间长时间工作，不但造成了能源浪费，更为严重的是容易造成电暖设备寿命受损、引发火灾等各种事故。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电暖器安全节能控制装置，其结构简单，设计合理，使用操作便捷，抗干扰能力强，工作可靠性高，实用性强，节能效果好，安全性能好，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：包括微控制器模块、与所述微控制器模块相接的数据存储电路模块和为装置中各用电模块供电的电源模块，所述微控制器模块的输入端接有用于设置控制参数的参数设置电路模块和用于探测人体位移的双鉴式人体位移探测器，所述电源模块为微控制器模块供电的供电回路中串联有用于进行手动复位重启操作的手动复位电路模块，所述微控制器模块的输出端接有用于显示控制参数及装置工作状态的LED显示模块、用于发出电暖气即将关闭语音提示信号的语音提示电路模块和用于接通或断开电暖器供电回路的通断控制电路模块。

上述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述微控制器模块为单片机。

上述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述单片机为芯片AT89C52。

上述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述数据存储电路模块主要由芯片AT29C010A构成。

上述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述参数设置电路模块为2×2行列式键盘，构成所述2×2行列式键盘的四个按键分别为加键、减键、切换键和确认键。

上述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述双鉴式人体位移探测器包括热释电红外传感器RE200B，热释电红外传感信号处理器BISS0001，微波传感器TX982，与门芯片SN74F08D，运算放大器芯片LM324，三极管Q1和Q2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14，以及电容C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7，所述热释电红外传感器RE200B的引脚D和电阻R13的一端，以及热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚1、引脚8、引脚9和引脚11均与所述电源模块的输出端VCC相接，所述热释电红外传感器RE200B的引脚S与电阻R1的一端、电容C1的一端和热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚14相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚10通过电阻R2接地，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚12与电阻R4的一端和电容C3的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚13与电阻R4的另一端、电阻R3的一端和电容C3的另一端相接，所述电阻R3的另一端与电容C2的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚15与电阻R5的一端和电容C5的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚16与电容C2的另一端、电阻R5的另一端和电容C4的一端相接，所述电容C5的另一端与电容C4的另一端和电阻R6的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚6与电阻R7的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚5与电阻R7的另一端和电容C6的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚4与电阻R8的一端和电容C7的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚3与电阻R8的另一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚2与电阻R14的一端、电阻R9的一端和与门芯片SN74F08D的引脚1相接，所述热释电红外传感器RE200B的引脚G、电阻R1的另一端、电容C1的另一端、电阻R6的另一端、热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚7、电容C6的另一端、电容C7的另一端和电阻R9的另一端均接地；所述微波传感器TX982的引脚1和运算放大器芯片LM324的引脚7均与所述电源模块的输出端VCC相接，所述微波传感器TX982的引脚2通过电阻R10与运算放大器芯片LM324的引脚3相接，所述运算放大器芯片LM324的引脚2与电阻R11的一端相接，所述电阻R11的另一端与运算放大器芯片LM324的引脚6和电阻R12的一端相接，所述电阻R12的另一端与三极管Q1的集电极和与门芯片SN74F08D的引脚2相接，所述三极管Q1的基极与电阻R13的另一端和三极管Q2的集电极相接，所述三极管Q2的基极与电阻R14的另一端相接，所述微波传感器TX982的引脚3、运算放大器芯片LM324的引脚4、三极管Q1的发射极和三极管Q2的发射极均接地，所述门芯片SN74F08D的引脚3为所述双鉴式人体位移探测器的输出端Port且与所述微控制器模块的输入端相接。

上述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述手动复位电路模块主要由复位按钮构成。

上述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述语音提示电路模块主要由语音芯片ISD1420P构成。

上述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述通断控制电路模块由继电器或可控硅构成。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便。

2、本实用新型使用时，只需连接在电源插座与电暖气的电源插头之间即可，可以在不购买新电暖气、不改变现有电暖器结构与功能的前提下，以最小成本实现现有家用电暖器的安全节能改进，使用操作便捷。

3、本实用新型采用由热释电红外传感器和微波传感器构成的双鉴式人体位移探测器进行人体感应，提高了本实用新型的抗干扰能力和工作的可靠性。

4、本实用新型的人性化程度高，用户使用时，可以根据自己的习惯和实际需求，通过操作参数设置电路模块进行控制参数（即延时时间）设置；语音提示电路模块还能提前通知用户电暖气即将关闭的信息，以便用户作出相应处理。

5、本实用新型的实用性强，节能效果好，且提高了使用电暖器的安全性，能够减少或避免火灾等安全事故的发生，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，使用操作便捷，抗干扰能力强，工作可靠性高，实用性强，节能效果好，安全性能好，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型双鉴式人体位移探测器的电路原理图。

附图标记说明:

1—微控制器模块；       2—数据存储电路模块；   3—电源模块；

4—参数设置电路模块；   5—双鉴式人体位移探测器；

6—手动复位电路模块；   7—LED显示模块；        8—语音提示电路模块；

9—通断控制电路模块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括微控制器模块1、与所述微控制器模块1相接的数据存储电路模块2和为装置中各用电模块供电的电源模块3，所述微控制器模块1的输入端接有用于设置控制参数的参数设置电路模块4和用于探测人体位移的双鉴式人体位移探测器5，所述电源模块3为微控制器模块1供电的供电回路中串联有用于进行手动复位重启操作的手动复位电路模块6，所述微控制器模块1的输出端接有用于显示控制参数及装置工作状态的LED显示模块7、用于发出电暖气即将关闭语音提示信号的语音提示电路模块8和用于接通或断开电暖器供电回路的通断控制电路模块9。

本实施例中，所述微控制器模块1为单片机。所述单片机为芯片AT89C52。所述数据存储电路模块2主要由芯片AT29C010A构成。所述参数设置电路模块4为2×2行列式键盘，构成所述2×2行列式键盘的四个按键分别为加键、减键、切换键和确认键；切换键在需要进行查询或修改延时时间时按下，用于切换显示在LED显示模块7的信息。

如图2所示，本实施例中，所述双鉴式人体位移探测器5包括热释电红外传感器RE200B，热释电红外传感信号处理器BISS0001，微波传感器TX982，与门芯片SN74F08D，运算放大器芯片LM324，三极管Q1和Q2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14，以及电容C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7，所述热释电红外传感器RE200B的引脚D和电阻R13的一端，以及热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚1、引脚8、引脚9和引脚11均与所述电源模块3的输出端VCC相接，所述热释电红外传感器RE200B的引脚S与电阻R1的一端、电容C1的一端和热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚14相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚10通过电阻R2接地，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚12与电阻R4的一端和电容C3的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚13与电阻R4的另一端、电阻R3的一端和电容C3的另一端相接，所述电阻R3的另一端与电容C2的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚15与电阻R5的一端和电容C5的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚16与电容C2的另一端、电阻R5的另一端和电容C4的一端相接，所述电容C5的另一端与电容C4的另一端和电阻R6的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚6与电阻R7的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚5与电阻R7的另一端和电容C6的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚4与电阻R8的一端和电容C7的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚3与电阻R8的另一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚2与电阻R14的一端、电阻R9的一端和与门芯片SN74F08D的引脚1相接，所述热释电红外传感器RE200B的引脚G、电阻R1的另一端、电容C1的另一端、电阻R6的另一端、热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚7、电容C6的另一端、电容C7的另一端和电阻R9的另一端均接地；所述微波传感器TX982的引脚1和运算放大器芯片LM324的引脚7均与所述电源模块3的输出端VCC相接，所述微波传感器TX982的引脚2通过电阻R10与运算放大器芯片LM324的引脚3相接，所述运算放大器芯片LM324的引脚2与电阻R11的一端相接，所述电阻R11的另一端与运算放大器芯片LM324的引脚6和电阻R12的一端相接，所述电阻R12的另一端与三极管Q1的集电极和与门芯片SN74F08D的引脚2相接，所述三极管Q1的基极与电阻R13的另一端和三极管Q2的集电极相接，所述三极管Q2的基极与电阻R14的另一端相接，所述微波传感器TX982的引脚3、运算放大器芯片LM324的引脚4、三极管Q1的发射极和三极管Q2的发射极均接地，所述门芯片SN74F08D的引脚3为所述双鉴式人体位移探测器5的输出端Port且与所述微控制器模块1的输入端相接。其中，微波传感器TX982采用微波多普勒技术感应人体反射波、内部包含了微波发射、接收及信号放大、识别等电路，能够以非接触形式探测出周围一定范围内的运动人体或物体，并转换成高电平信号输出；它具有探测灵敏度高、作用范围大、可靠性能好、安装使用简便等优点。

热释电红外传感器是将人体辐射出的波长7～14μm、中心波长9～10μm的红外线检测出来，并产生微弱的低频信号。它的优点是本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，价格低廉；缺点是易受热源和光源的影响，环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。微波传感器是由振荡电路产生并发射频率为700MHz～2GHz、其辐射面积约在50m²～80m²且无方向性的电磁波，当有人在该范围内活动时，根据多普勒效应，人体反射波将被微波传感器接收，处理后输出一个与人体运动速度有关的低频信号，微波传感器的优点是无方向性、无死角，缺点是易受电磁波干扰。本实用新型将热释电红外传感器与微波传感器相结合，制作成了双鉴式人体位移探测器5，优点是微波传感器静态时处于“睡眠”状态，只有热释电红外传感器测到红外能量发生变化时，微波传感器才被“唤醒”并投入工作。如果微波传感器在“唤醒”后的特定时间内也探测到物体的位移，才会给微控制器模块1发送一个检测到人体移动的低电平信号，由于热释电红外传感器与微波传感器两者的探测方式不同，在特定时间内同时受到干扰而引起误报的机率是很小的。

本实施例中，所述手动复位电路模块6主要由复位按钮构成，意外断电后需要手动按下复位按钮，所述微控制器模块1才得以供电，该安全节能控制装置才能重新启动。所述语音提示电路模块8主要由语音芯片ISD1420P构成。所述通断控制电路模块9由继电器或可控硅构成。

本实用新型使用时，将本实用新型连接在电源插座与电暖器的电源插头之间，实际上是将构成通断控制电路模块9的继电器或可控硅串联在了电暖器的供电回路中，本实用新型的工作原理及工作过程是：参数设置电路模块4用于设置自定义的延时时间，即无人体感应信号后切断电源的时间值；手动复位电路模块6用于实现意外断电保护,一旦意外断电后必须按下手动复位电路模块6后该安全节能控制装置才重新启动，否则即使后续电暖器开关处于连接导通状态且双鉴式人体位移探测器5感应到人体位移信号也无法开启电暖器；双鉴式人体位移探测器5用于将检测到的人体位移信号送给微控制器模块1，微控制器模块1对双鉴式人体位移探测器5检测到的信号进行分析处理，判断出是否有人在电暖器前或离开了电暖器；LED显示模块7用于显示控制参数（即通过参数设置电路模块4设置的延时时间）及该安全节能控制装置的工作状态；语音提示电路模块8用于通知电暖器即将关闭提示，假设用户设定好10分钟延时时间而离开双鉴式人体位移探测器5的感应区域（3米），那么在9分钟后系统检测无人体信号就会发出语音提示“请注意，您的电暖设备一分钟后即将关闭”；通断控制电路模块9受微控制器模块1控制，决定后续连接的电暖器电源接通或关断；当微控制器模块1接收到双鉴式人体位移探测器5送出的高电平信号时，就会控制通断控制电路模块9中的继电器或可控硅导通，准确做出为后续连接的电暖器接通电源的动作，若在设置的延时时间结束时微控制器模块1检测到双鉴式人体位移探测器5送出的为低电平，经判断确定为人员已离开，发出控制信号使通断控制电路模块9中的继电器或可控硅关断，马上切断后续连接的电暖器电源。

其中，所述双鉴式人体位移探测器5的工作原理及工作过程是：热释电红外传感器RE200B检测人体红外信号，感应信号从引脚S输出；微波传感器TX982检测到的人体信号从引脚2输出，经运算放大器芯片LM324构成的电压跟随器缓冲后加载在电阻R12一端。静态时，热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚2输出低电平，经电阻R14控制三极管Q2截止，电阻R13控制的三极管Q1饱和导通，微波传感器TX982输出的信号经缓冲后在电阻R12的另一端被饱和导通的三极管Q1接地，与门芯片SN74F08D的引脚2为低电平，也就是未接受到微波传感器TX982的有效信号，即微波传感器TX982处于“睡眠”状态。当热释电红外传感器RE200B接收到人体红外波后，经热释电红外传感信号处理器BISS0001内部处理后由引脚2输出一个高电平，一路送入与门芯片SN74F08D的输入端，一路控制电阻R14连接三极管Q2的基极，使其饱和导通，电阻R13连接其基极的三极管Q1截止，微波传感器TX982输出的有效信号不再被接地处理，相当于“唤醒”微波传感器TX982投入工作，将高电平送至与门芯片SN74F08D的脚2；在特定时间内热释电红外传感器RE200B和微波传感器TX982同时感应到人体信号，热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚2输出高电平至与门芯片SN74F08D的引脚1输入端，由于与门芯片SN74F08D的引脚1输入端和引脚2输入端都为高电平，与门芯片SN74F08D输出亦为高电平，提供给微控制器模块1作为有效检测信号处理。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：包括微控制器模块（1）、与所述微控制器模块（1）相接的数据存储电路模块（2）和为装置中各用电模块供电的电源模块（3），所述微控制器模块（1）的输入端接有用于设置控制参数的参数设置电路模块（4）和用于探测人体位移的双鉴式人体位移探测器（5），所述电源模块（3）为微控制器模块（1）供电的供电回路中串联有用于进行手动复位重启操作的手动复位电路模块（6），所述微控制器模块（1）的输出端接有用于显示控制参数及装置工作状态的LED显示模块（7）、用于发出电暖气即将关闭语音提示信号的语音提示电路模块（8）和用于接通或断开电暖器供电回路的通断控制电路模块（9）。

2.按照权利要求1所述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述微控制器模块（1）为单片机。

3.按照权利要求2所述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述单片机为芯片AT89C52。

4.按照权利要求1所述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述数据存储电路模块（2）主要由芯片AT29C010A构成。

5.按照权利要求1所述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述参数设置电路模块（4）为2×2行列式键盘，构成所述2×2行列式键盘的四个按键分别为加键、减键、切换键和确认键。

6.按照权利要求1所述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述双鉴式人体位移探测器（5）包括热释电红外传感器RE200B，热释电红外传感信号处理器BISS0001，微波传感器TX982，与门芯片SN74F08D，运算放大器芯片LM324，三极管Q1和Q2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14，以及电容C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7，所述热释电红外传感器RE200B的引脚D和电阻R13的一端，以及热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚1、引脚8、引脚9和引脚11均与所述电源模块（3）的输出端VCC相接，所述热释电红外传感器RE200B的引脚S与电阻R1的一端、电容C1的一端和热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚14相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚10通过电阻R2接地，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚12与电阻R4的一端和电容C3的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚13与电阻R4的另一端、电阻R3的一端和电容C3的另一端相接，所述电阻R3的另一端与电容C2的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚15与电阻R5的一端和电容C5的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚16与电容C2的另一端、电阻R5的另一端和电容C4的一端相接，所述电容C5的另一端与电容C4的另一端和电阻R6的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚6与电阻R7的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚5与电阻R7的另一端和电容C6的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚4与电阻R8的一端和电容C7的一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚3与电阻R8的另一端相接，所述热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚2与电阻R14的一端、电阻R9的一端和与门芯片SN74F08D的引脚1相接，所述热释电红外传感器RE200B的引脚G、电阻R1的另一端、电容C1的另一端、电阻R6的另一端、热释电红外传感信号处理器BISS0001的引脚7、电容C6的另一端、电容C7的另一端和电阻R9的另一端均接地；所述微波传感器TX982的引脚1和运算放大器芯片LM324的引脚7均与所述电源模块（3）的输出端VCC相接，所述微波传感器TX982的引脚2通过电阻R10与运算放大器芯片LM324的引脚3相接，所述运算放大器芯片LM324的引脚2与电阻R11的一端相接，所述电阻R11的另一端与运算放大器芯片LM324的引脚6和电阻R12的一端相接，所述电阻R12的另一端与三极管Q1的集电极和与门芯片SN74F08D的引脚2相接，所述三极管Q1的基极与电阻R13的另一端和三极管Q2的集电极相接，所述三极管Q2的基极与电阻R14的另一端相接，所述微波传感器TX982的引脚3、运算放大器芯片LM324的引脚4、三极管Q1的发射极和三极管Q2的发射极均接地，所述门芯片SN74F08D的引脚3为所述双鉴式人体位移探测器（5）的输出端Port且与所述微控制器模块（1）的输入端相接。

7.按照权利要求1所述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述手动复位电路模块（6）主要由复位按钮构成。

8.按照权利要求1所述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述语音提示电路模块（8）主要由语音芯片ISD1420P构成。

9.按照权利要求1所述的一种电暖器安全节能控制装置，其特征在于：所述通断控制电路模块（9）由继电器或可控硅构成。