CN203250198U - 一种基于ZigBee的家庭电源插座智控装置 - Google Patents

Abstract

一种基于ZigBee的家庭电源插座智控装置由总控制器和插座控制节点两大部分组成，通过采集光强强度传感器、温度传感器信号控制灯光和电热毯电源插座调压，实现灯光亮度、电热毯温度调节；控制GPRS模块远程通信并接收来自用户手机发出的通断操控指令短信远程控制厨卫电源插座通断；装置具有智能化程度高、远距离和短距离通信技术相结合功能实用性强等显著特点。

Description

一种基于ZigBee的家庭电源插座智控装置

技术领域

本实用新型涉及ZigBee无线单片机控制技术、GPRS技术、传感器技术、可控硅控制技术、继电器控制技术，尤其是一种基于ZigBee的家庭电源插座智控装置。 

背景技术

近年来，随着信息化建设的步伐越来越快，智能控制系统应运而生。智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的独特魅力，对于改善现代人类的生活质量，创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义，并具有广阔的市场前景。本装置采用遵循ZigBee协议的无线单片机CC2530为核心进行设计，实现家庭电源插座智能控制。 

CC2530是用于2.4-GHz IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统(SoC)解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8KB RAM和许多其他强大的功能。 

GPRS网络是一种数据分组传输业务的网络，GPRS已在全国的31个省共240多个城市有了良好的覆盖，接入时间短。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于ZigBee的家庭电源插座智控装置，通过采集光强强度传感器信号、温度传感器信号为装置提供智控依据，通过ZigBee控制技术实现家庭厨卫电源插座通断控制，灯光和电热毯电源插座调压控制，也可通过手机短信远程操控。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型以遵循ZigBee协议的无线单片机CC2530为核心结合GPRS技术、传感器技术、可控硅控制技术、继电器控制技术进行设计，由总控制器和插座控制节点两大部分组成，其特征在于：总控制器由CC2530无线单片机1、TSL256X光强强度传感器2、18B20温度传感器3、M23GPRS模块4、用户手机5共同构成，CC2530的P1.1、P1.2端口接TSL256X的SDA、SCL端口获取光强强度数据，P1.3端口接18B20的数据输入/输出DQ端获取温度数据，P0.1、P0.2端口接GPRS模块的通信接口RXD、TXD控制GPRS模块远程通信并接收来自用户手机发出的通断操控指令短信，采集的光强强度、温度数据通过CC2530无线发送给插座控制节点；插座控制节点由CC2530无线单片机6、S4015L可控硅控制器7、9012三极管构成的HF32继电器驱动器8、厨卫电源插座9、灯光和电热毯电源插座10、MK-12C03拨动开关构成的功能按键11共同构成，MK-12C03两端接CC2530的P2.3、P2.4端口，当拨向P2.4端口时插座控制节点不工作，厨卫电源插座、灯光和电热毯电源插座相当普通电源插座使用，当拨向P2.3端口时插座控制节点接受总控制器控制，根据总控制器采集的光强强度、温度数据控制CC2530的P2.1端口输出PWM脉冲控制S4015L的门极G实现灯光和电热毯电源插座调压控制，根据总控制器发送的通断操控指令P2.2端口输出高、低电平控制9012三极管的通断驱动HF32继电器实现厨卫电源插座通断控制。 

本实用新型的有益效果是：通过采集光强强度传感器、温度传感器信号控制灯光和电热毯电源插座调压，实现灯光亮度、电热毯温度调节；控制GPRS模块远程通信并接收来自用户手机发出的通断操控指令短信远程控制厨卫电源插座通断；采用遵循ZigBee协议的无线单片机结合GPRS技术、传感器技术、可控硅控制技术、继电器控制技术实现家庭中的电源插座智控操作；装置具有智能化程度高、远距离和短距离通信技术相结合功能实用性强等显著特点。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。 

图1是本实用新型结构框图，由总控制器和插座控制节点两大部分组成。 

图2是本实用新型总控制器电路结构框图。 

图3是本实用新型插座控制节点电路结构框图。 

具体实施方式

参见图1本实用新型由总控制器和插座控制节点两大部分组成，图2是本实用新型总控制器电路结构框图，总控制器由CC2530无线单片机1、TSL256X光强度传感器2、18B20温度传感器3、M23GPRS模块4、用户手机5共同构成。CC2530的P1.1端口模拟IIC总线的SDA数据端、P1.2端口模拟IIC总线的时钟SCL端口，P1.1端口接到TSL256X的SDA端口即第6个管脚，P1.2端口接到TSL256X的SCL端口即第4个管脚，实现与TSL256X通信获取光强强度数据。该数据还需进行转换才能得到以LUX为单位的光强强度值，转换公式如下：①0＜CH1/CH0≤0.50，E＝0.0304×CH0-0.062×CH0×(CH1/CH0)1/4；②0.50＜CH1/CH0≤0.61，E＝0.0224×CH0-0.031×CH1；③0.61＜CH1/CH0≤0.80，E＝0.0128×CH0-0.0153×CH1；④0.80＜CH1/CH0≤1.30，E＝0.00146×CH0-0.00112×CH1；⑤CH1/CH0＞1.30，E＝0；其中CH0是TSL256X通道0寄存器读出的数据，CH1是TSL256X通道1寄存器读出的数据，E是最终算出的以LUX为单位的光强强度值。DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，CC2530的P1.3端口设计成输入/输出端口接18B20的数据输入/输出DQ端获取温度数据，采集的光强强度、温度数据通过无线单片机无线发送给插座控制节点。CC2530的P0.1、P0.2端口设计成其串口1的RXD、TXD数据端口，GPRS模块采用内置TCP/IP协议的OEM板明基M23G，CC2530通过AT指令控制M23G接收来自用户手机发出的通断操控指令短信，并将该指令进一步发送给插座控制节点控制。 

图3是插座控制节点电路结构框图，由CC2530无线单片机6、S4015L可控硅控制器7、9012三极管构成的HF32继电器驱动器8、厨卫电源插座9、灯光和电热毯电源插座10、MK-12C03拨动开关构成的功能按键11共同构成。可控硅控制器采用型号为S4015L的可控硅，其阳极A、阴极K分别接灯光和电热毯电源插座的两接线端，其门极G接CC2530的P2.1端口，CC2530通过P2.1端口输出PWM脉冲控制S4015L的通断从而实现灯光和电热毯电源插座调压控制。MK-12C03拨动开关构成的功能按键11共同构成，MK-12C03两端接CC2530的P2.3、P2.4端口，当拨向P2.3端口时插座控制节点接受总控制器控制，当拨向P2.4端口时插座控制节点不工作，厨卫电源插座、灯光和电热毯电源插座相当普通电源插座使用，CC2530的P2.2端口输出高、低电平控制9012三极管的通断驱动HF32继电器实现厨卫电源插座通断控制。 

CC2530无线单片机移植TI ZigBee2007无线通信协议栈，其中总控制器移植的是FFD代码担当网络协调器，插座控制节点移植的是RFD代码实现终端控制功能。 

Claims (1)

1.一种基于ZigBee的家庭电源插座智控装置由总控制器和插座控制节点两大部分组成，其特征在于：a).总控制器由CC2530无线单片机(1)、TSL256X光强强度传感器(2)、18B20温度传感器(3)、M23GPRS模块(4)、用户手机(5)共同构成，CC2530的P1.1、P1.2端口接TSL256X的SDA、SCL端口获取光强强度数据，P1.3端口接18B20的数据输入/输出DQ端获取温度数据，P0.1、P0.2端口接GPRS模块的通信接口RXD、TXD控制GPRS模块远程通信并接收来自用户手机发出的通断操控指令短信，采集的光强强度、温度数据通过CC2530无线发送给插座控制节点；b).插座控制节点由CC2530无线单片机(6)、S4015L可控硅控制器(7)、9012三极管构成的HF32继电器驱动器(8)、厨卫电源插座(9)、灯光和电热毯电源插座(10)、MK-12C03拨动开关构成的功能按键(11)共同构成，MK-12C03两端接CC2530的P2.3、P2.4端口，当拨向P2.4端口时插座控制节点不工作，厨卫电源插座、灯光和电热毯电源插座相当普通电源插座使用，当拨向P2.3端口时插座控制节点接受总控制器控制，根据总控制器采集的光强强度、温度数据控制CC2530的P2.1端口输出PWM脉冲控制S4015L的门极G实现灯光和电热毯电源插座调压控制，根据总控制器发送的通断操控指令P2.2端口输出高、低电平控制9012三极管的通断驱动HF32继电器实现厨卫电源插座通断控制。 

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