CN203443016U

CN203443016U - 适合盲人操作的空气调节装置及其遥控器

Info

Publication number: CN203443016U
Application number: CN201320187810.3U
Authority: CN
Inventors: 王贤辰; 戴佳信
Original assignee: Shenzhen No1 Vocational School Of Technology
Current assignee: Shenzhen No1 Vocational School Of Technology
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2023-04-15

Abstract

一种适合盲人操作的空气调节装置及其遥控器，包括该空调装置本体（10），和与之分体的遥控器（20），所述装置本体（10）包括第一控制模块（11）、第一无线传输模块（12）、第一温度传感器（13）、语音模块（14）、外围电路（15）和复位按键（16）；所述遥控器（20）包括第二控制模块（21）、第二无线传输模块（22）、第二温度传感器（23）和键盘（26）；所述装置本体（10）和所述遥控器（20）分别通过各自的第一和第二无线传输模块（12,22）发送/接收射频电波完成数据交换，改进了传统红外遥控器需对准方向发射遥控指令的弊端，并实行双点采集温度，更加准确的检测室内温度。

Description

适合盲人操作的空气调节装置及其遥控器

技术领域

本实用新型涉及空气调节技术领域，尤其涉及空气调节装置的零部件，特别是涉及适合盲人操作的空气调节装置及其遥控器。

背景技术

现有技术空气调节装置，包括窗式的和分体式的，其本体部分和用以控制它运行的遥控器之间通信，基本上都采用红外发射/接收方式。盲人使用使用此类遥控器，很难对准空调机上红外接收器，操作不便，此其一；其二，现有空调遥控器对室内温度检测及控制不准确，对盲人而言，更加不方便。国内针对盲人空调遥控器的实用新型专利有两个：一个是一键通智能空调遥控器的控制方法（200910234882），使用这种空调遥控器，只要按遥控器上的一只智能按键，空调就能根据室内温度自动开机并选择制冷、制热、通风或抽湿的运行模式。但该实用新型过于简单，使用者不能根据自己的需要随意设定室内温度及空调的运行模式。

另一个实用新型提供了一种盲人用空调系统和盲人用遥控器，（200920178968），该盲人用遥控器采用传统的红外发射方式，对于使用者是个头痛的问题，因为拿到遥控器后还要寻找空调红外接收器的方向。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出适合盲人操作的空气调节装置及其遥控器，该空调遥控器采用无线传输模块进行数据传输，从而实现了万向遥控。另外，在遥控器上采集温度并发送至空调内部，实行双点采集温度，同时，从室内温度达到设置温度所需要的时间采用空调机自学习的方式，更加准确的检测室内温度。

本实用新型解决所述技术问题提出的技术方案是：设计一种适合盲人操作的空气调节装置，包括该空调装置本体，和与之分体的遥控器，所述装置本体包括第一控制模块、第一无线传输模块、第一温度传感器、语音模块、外围电路和复位按键；所述语音模块通过反相器芯片连接第一控制模块，而第一无线传输模块、第一温度传感器和复位按键则分别电连接至第一控制模块的各I/O端口；所述遥控器包括第二控制模块、第二无线传输模块、第二温度传感器和键盘；第二无线传输模块、第二温度传感器和键盘分别同第二控制模块各I/O端口电连接，所述装置本体和所述遥控器分别通过各自的第一和第二无线传输模块发送/接收射频电波完成数据交换，实现遥程控制。

进一步地，所述装置本体内安装有将所述语音模块处理结果变换为声音的器件，以及用于指示所述空气调节装置当前工作状态的发光器件。

进一步地，所述第一控制模块内安装有空调控制芯片和第一微处理器，该第一微处理器内贮存着用于控制所述空气调节装置运行的微程序。

本实用新型还设计了一种适合盲人操作的空气调节遥控器，包括第二控制模块、第二无线传输模块、第二温度传感器和键盘；所述第二无线传输模块、第二温度传感器和键盘分别同第二控制模块各I/O端口电连接。

进一步地，所述键盘上的各按键为独立按键，各独立按键分别与所述第二控制模块各I/O端口电连接。

进一步地，所述第二控制模块内安装有专用于遥控器的第二微处理器，所述第二温度传感器采用数字温度传感器，进一步地，所述按键包括电源按键和编码按键，并且各按键表面均有可用手触摸识别的盲文标记。

同现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

1、利用nRF2401无线传输模块进行数据传输，改进了传统红外遥控器需对准方向发射遥控指令的弊端，从而实现了万向遥控。

2、在遥控器上采集温度并发送至空调内部，实行双点采集温度，同时从室内温度达到设置温度所需要的时间，采用空调机自学习方式，更加准确的检测室内温度。

3、在空调装置上增加扬声器进行语音播报室内温度、设置温度、空调运行模式等。

附图说明

图1是本实用新型适合盲人操作的空气调节装置优选实施例之遥控器20的电路逻辑框图；

图2是所述优选实施例之遥控器20的电路原理图；

图3是分别安装于所述装置本体10和遥控器20的第一、第二无线传输模块12和22的原理电路图；

图4是所述装置本体10内部第一控制模块11内安装的空调控制芯片之外围电路逻辑框图；

图5是所述装置本体10内安装的第一控制模块11之原理电路图；

图6是所述装置本体10内部语音模块14的原理电路图；

图７是所述优选实施例之控制微程序和用户操作程序融合在一起的简明流程图。

具体实施方式

下面结合各附图对本明的内容进一步详述。

如图1和图4所示，一种适合盲人操作的空气调节装置，包括该空调装置本体10，和与之分体的遥控器20，所述装置本体10包括第一控制模块11、第一无线传输模块12、第一温度传感器13、语音模块14、外围电路15和复位按键16。所述装置本体10内安装有将所述语音模块14处理结果变换为声音的器件，以及用于指示所述空气调节装置当前工作状态的发光器件。所述第一控制模块11内安装有空调控制芯片和第一微处理器，该第一微处理器贮存着用于控制所述空气调节装置运行的微程序。所述语音模块14通过反相器芯片连接第一控制模块11，而第一无线传输模块12、第一温度传感器13和复位按键16则分别电连接至第一控制模块11的各I/O端口。所述遥控器20包括第二控制模块21、第二无线传输模块22、第二温度传感器23和键盘26；第二无线传输模块22、第二温度传感器23和键盘26分别同第二控制模块21各I/O端口电连接，所述装置本体10和所述遥控器20分别通过各自的第一和第二无线传输模块12,22发送/接收射频电波完成数据交换，实现遥程控制。所述第一无线传输模块11和第二无线传输模块21均为nRF2401无线传输模块，以实现空调遥控器在距离空调至少15米的范围内与空调进行无线通信。

本实用新型通过两个nRF2401无线模块，实现了万向遥控，即在遥控器工作范围内（约15米），无论对哪个方向进行指令发送，接收方都能收到指令。在空调内部加入扬声器进行语音提示，遥控器的处理器采用数字量的温度传感器采集温度，实行温度双点采集，更加准确的检测室内温度，空调主芯片进行智能判温，即在用户设定温度后，工作一段时间，实际室内温度还达不到设定温度的要求，则系统判断用户忘记关门或者窗户，并通过语音进行提示。遥控器按键采用盲文，让用户使用更方便。

电路部分包括遥控器电路和空调内部电路两个部分。遥控器电路和空调内部电路采用2.4GHz的频段进行通信。遥控器和空调内部通信数据格式如下：

8位	8位	8位	8位
				遥控器身份标识	按键码值	遥控器采集的温度值	通信校验码

因为遥控器和空调采用无线通信方式，为了避免遥控器控制一个空调的时候，干扰另外一个空调工作，在遥控器内设置一个8位的编码，作为身份标识，被遥控的空调也设置同样的8位编码作为身份标识。设置遥控器身份标识的过程如下：当新安装好空调或者需要新配置一个遥控器时，长按空调上的复位按钮（为了方便盲人用户使用，该按钮会比较突出）2S，空调进入编码学习状态，此时按下遥控器上的编码按键，遥控器通过获取遥控器内部时钟的瞬间时钟值，产生一个随机编码作为身份标识，存储在内部flash，同时发送给空调，空调上的控制器把该编码存储在内部flash，作为后续通信的身份标识。空调学习完编码后，自动结束编码学习的状态。

本实用新型所用部分电子元器件列表如下：

序号	电路符号	名称	型号	制造商
					1	U1	无线通信芯片	nRF2401	挪威Nordic公司
2	U2	单片机	MSP430F123	美国TI公司
					3	U3	温度传感器	DS18B20	美国DALLAS公司
4	U4	单片机	ATmega64	ATMEL公司
					5	U5	语音芯片	AK040	台湾AKW

如图1所示，一种适合盲人操作的空气调节遥控器20，包括第二控制模块21、第二无线传输模块22、第二温度传感器23和键盘26；所述第二无线传输模块22、第二温度传感器23和键盘26分别同第二控制模块21各I/O端口电连接。所述按键26包括电源按键和编码按键，并且各按键表面均有可用手触摸识别的盲文标记。所述键盘26上的各按键为独立按键，各独立按键分别与所述第二控制模块21各I/O端口电连接。所述第二控制模块21内安装有专用于遥控器的第二微处理器，所述第二温度传感器23采用数字温度传感器。

遥控器采用MSP430F123作为控制器，无线传输模块采用nrf2401，数字温度传感器通过MSP430F123的IO口进行采集，按键可适当搭配。遥控器在按下电源按键后，处理器从睡眠模式被唤醒，采集温度，系统通过无线传输模块发送按键码值以及遥控器采集到的温度到空调内部控制器，空调内部控制器收到相关的码值后，反馈一个确认信号给空调遥控器，同时驱动扬声器发出开启电源，以及室内温度和运行模式的提示音。

如图2所示，遥控器内部处理器采用MSP430低功耗处理芯片。MSP430微处理器是一种基于RISC的16位混合信号处理器，专为满足超低功耗需求而精心设计。其高度灵活的时钟系统、多种低功耗模式、即时唤醒以及只智能的全自动外设，不仅实现真正的超低功耗优化，同时还能显著延长电池寿命。这部分电路为遥控器处理器电路，处理器采用MSP430F123，其超低功耗符合设计本意。为了控制方便，空调遥控器按键部分，采用独立按键的实现方式，每个按键对应一个单片机IO口，分别为P1.0——P1.7和P3.3—P3.7端口。单片机的P2.5口连接DS18B20的数据端口，用于读写DS18B20。nRF2401有两个数据通道进行通信，该方案使用nRF2401的数据通道1。nRF2401有配置模式、工作模式和掉电模式三种工作方式，配置不同模式的接口由CE、PWR、CS组成。单片机P2.0端口连接nRF2401芯片的片选端，P2.1连接nRF2401芯片的数据通道1数据发送准备端口，P2.2连接nRF2401芯片的时钟输入和输出端，P3.0连接nRF2401芯片的使能端口，P3.1连接nRF2401芯片的上电控制端口，P3.2连接nRF2401芯片的数据通道端口。

如图3所示，无线收发芯片采用nRF2401芯片完成，nRF2401是单片2.4GHz无线收发一体芯片，nRF2401支持多点通信，最高传输速率超过1Mbit/s。它采用Soc方法设计，只需要少量外围元件便可组成射频收发电路。nRF2401是业界体积最小、功耗最少、外围元件最少的低成本射频系统级芯片。这部分电路为遥控器与空调主机之间的通信电路，遥控器和空调内部电路都有这部分电路，数据通过这部分电路以射频方式进行收发。

如图4所示，温度传感器模块、无线传输模块、复位按键、外围空调电路模块都是通过控制器的IO口和控制器相连接，语音模块通过74HC04和控制器相连接。

空调内部电路控制器采用ATmega64为控制核心，无线传输模块采用nRF2401模块，温度传感器采用DS18B20，语音模块用AK040驱动扬声器发出语音提示，用两个LED灯代表电源、运行状态灯，外围空调电路可适当搭配。空调内部电路在上电的状态下，通过无线传输模块接收到遥控的开启指令后，马上反馈确认信号，以及开启空调外围电路，采集温度，根据采集到的温度和接收到遥控器发送的温度数据，取平均值作为室内温度，根据接收到的设置温度进行判断温度差，如果室内温度大于设置温度，则控制外围空调电路进行制冷，驱动语音模块进行播报设置温度、室内温度、运行模式等，同时开启计时，当计时到一定周期后，如果室内温度无法下降到设置温度，则系统自动判断房间门或者窗没有关上或关紧，系统发出提示音提示用户，如果确认门或者窗户关闭，可通过遥控器上的按键，取消提示音，直到室内温度与设置温度匹配后，关闭计时，如果达到该温差需要的新的时间比已经记录的时间长，控制器记录达到该温差需要的新的时间，同时覆盖达到相同温差的历史时间。在空调制冷期间，如果接收到设置温度变化，立即关闭计时，反馈确认信号后，重新判断温度进行相应操作。

由于房间大小等环境因素的不同，室内温度变化到设置值，需要的时间也有不同。为了更准确的判断空调工作的房间门或者窗户是否关上，判定空调需要工作的时间，是根据记录的上次达到温差需要的时间自学习的方式。

如图5所示，AVR单片机将Flash技术与EEPROM结合，与传统的采用复杂指令系统（CISC）的8051单片机不同的是， AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行。多累加器型，数据处理速度快。AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行。本系统采用ATmega64，其内部集成了AD转换器，以及53个I/O可以为空调外部电路提供丰富的输入输出口。

如图6所示，AK040是语音芯片：将语音信号通过采样转化为数字，存储在IC的ROM中，再通过电路将ROM中的数字还原成语音信号。本系统的语音芯片采用AK040，其具有可存储63段语音。即预先把需要播放的语音信号烧录到AK040中，当需要播放某段语音信号时，单片机通过发送信号至74HC04反相器控制AK040自动提取及输出信号至扬声器中播放。74HC04这起到隔离作用即是输入引脚处高阻特性，使得信号上升沿陡峭程度不受内部电路的影响。稳定了输出信号不在受输入的干扰信号的影响，保持一定电平状态。

如图7所示，一种适合盲人操作的空气调节遥控方法，包括以下步骤：

A、用户按下遥控器20键盘26上的“电源”按键；如果是新安装空调装置本体10，或者是重新配置遥控器20，继续执行步骤Ｂ，如果不是，则跳过步骤B、C，直接执行步骤D ；

B、用户再按下所述键盘26上的“编码”按键，并同时长按所述装置本体10上的“复位”按钮２秒钟；该装置本体10内的第一控制模块11等待所述遥控器20内的第二控制模块21发送编码数据；

C、所述第二控制模块21获取内部时钟值，产生随机编码，同时通过无线传输模块22将其发送给第一控制模块11；所述第一、第二控制模块11、21分别把所述随机编码值贮存在各自内部的闪存介质内，用作后续通信的身份标识；

D、用户在所述键盘26上设置温度值；

E、由第一、第二温度传感器13、23双点测量，确定室内温度；

F、根据室内温度和设置温度确定温差A ；

G、所述空调装置本体10运行，第一控制模块11开始计时；

H、所述第一控制模块11内部是否贮存有达到温差A所需要的时间T ；如果是，继续执行步骤I ，如果不是，则跳过步骤I、J、K、L、M ,直接执行步骤N ;

I、在T时间内，室内温度是否达到设置温度？如果是，直接到达步骤J ，如果不是，则跳过步骤J ，执行步骤K ；

J、结束；

K、空调装置本体报警；

L、用户确认门窗是否关闭？如果是，继续执行步骤M，如果不是，则跳过步骤M，执行步骤Q，然后直接到达步骤J；

M、用户取消报警；

N、所述第一控制模块11内的计时器继续计算达到温差A所需的时间；

O、室内温度是否到达设置温度？如果是，则执行步骤P，如果不是，则跳过步骤P，执行步骤N；

P、计时器结束计时，计时值为t,更新T，使T=t, 并存储在所述第一控制模块11内部，然后到达步骤J。

Claims

1.一种适合盲人操作的空气调节装置，包括该空调装置本体（10），和与之分体的遥控器（20），所述装置本体（10）包括第一控制模块（11）、第一无线传输模块（12）、第一温度传感器（13）、语音模块（14）、外围电路（15）和复位按键（16）；所述语音模块（14）通过反相器芯片连接第一控制模块（11），而第一无线传输模块（12）、第一温度传感器（13）和复位按键（16）则分别电连接至第一控制模块（11）的各I/O端口；

所述遥控器（20）包括第二控制模块（21）、第二无线传输模块（22）、第二温度传感器（23）和键盘（26）；第二无线传输模块（22）、第二温度传感器（23）和键盘（26）分别同第二控制模块（21）各I/O端口电连接；

所述装置本体（10）和所述遥控器（20）分别通过各自的第一和第二无线传输模块（12,22）发送/接收射频电波完成数据交换，实现遥程控制。

2.根据权利要求1所述的适合盲人操作的空气调节装置，其特征在于：

所述装置本体（10）内安装有将所述语音模块（14）处理结果变换为声音的器件，以及用于指示所述空气调节装置当前工作状态的发光器件。

3.根据权利要求1所述的适合盲人操作的空气调节装置，其特征在于：所述键盘（26）上的各按键为独立按键，各独立按键分别与所述第二控制模块（21）各I/O端口电连接。

4.根据权利要求1所述的适合盲人操作的空气调节装置，其特征在于：

所述按键（26）包括电源按键和编码按键。

5.一种适合盲人操作的空气调节遥控器（20），包括第二控制模块（21）、第二无线传输模块（22）、第二温度传感器（23）和键盘（26）；所述第二无线传输模块（22）、第二温度传感器（23）和键盘（26）分别同第二控制模块（21）各I/O端口电连接。

6.根据权利要求5所述的一种适合盲人操作的空气调节遥控器（20），其特征在于：所述键盘（26）上的各按键为独立按键，各独立按键分别与所述第二控制模块（21）各I/O端口电连接。

7.根据权利要求5所述的空气调节遥控器（20），其特征在于：

所述按键（26）包括电源按键和编码按键。