CN205827163U - 基于wifi的写字台控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于wifi的写字台控制装置，包括下位机控制节点以及分别与其连接的温湿度传感器、超声波收发模块、电机模块、继电器、光控模块、光强采集模块、报警模块和wifi信号收发模块；本实用新型通过实现读取到环境温度与湿度；通过操作手机APP上的虚拟按键来手动调节写字台设备的灯光亮暗；通过手机上的虚拟按键来控制抽屉的运动、抽屉的上锁等多种功能，从而提供一种便捷，具有乐趣，能创造舒适学习环境的装置。

Description

基于wifi的写字台控制装置

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，具体说是一种通过无线信号控制家居设备的装置。

背景技术

智能家居是以家具为平台，兼有自动化、网络通信技术，其目的是打造一个便利、安全、舒适、高高效的生活环境。软件技术与计算机网络通信技术，推动着智能家居不断智能化。在这当中，无线通信技术是设备智能化的关键技术，为现代快节奏生活的人们提供了对家用设备的高效操作。在各种各样的无线通信技术中，wifi技术被广泛应用于工业生产，智能设备，环境监测等领域，原因在于，通过wifi技术组网方便，而且成本也比较低，传输数据可靠并且快速。wifi技术相对蓝牙技术而言传输速度快，覆盖范围广，成本低廉。另一方面，手机已经成为人们不可或缺的智能终端，wifi技术再配合智能应用软件（APP），最终可以实现对家居设备的无线掌上控制与参数监测，从而改善人们的居住环境和生活习惯，为人们的生活与学习提供了更有效的便捷，同时也增加了一定乐趣。

发明内容

本实用新型的目的是结合wifi技术的特点和优势，提供一种便捷，具有乐趣，能创造舒适学习环境的装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：包括下位机控制节点以及分别与其连接的温湿度传感器、超声波收发模块、电机模块、继电器、光控模块、光强采集模块、报警模块和wifi信号收发模块；所述温湿度传感器为集成了温度与湿度的采集功能的DHT11器件，所述超声波收发模块设有超声波信号发射电路与超声波信号接收电路，所述光强采集模块用于采集光强数据并反馈给下位机控制节点，包含硅光电池、由LM324构成的用于将光强信号转换为电压信号的转换电路和由PCF8591芯片构成的AD转换电路。

对上述技术方案的改进为：所述温湿度传感器用于采集温度与湿度数据，并将数据发送给下位机控制节点。

对上述技术方案的改进为：超声波信号发射电路与超声波信号接收电路分别使用了74LS04和CX20106A芯片；所述超声波收发模块用于测量工作者额头距桌面的距离并将数据发送给下位机控制节点，且接收来自下位机控制节点的控制信号。

对上述技术方案的改进为：所述电机模块为ULN2003芯片构成的驱动电路；用于控制写字台抽屉的开启和闭合。

对上述技术方案的改进为：所述继电器为单刀双掷型固态继电器，所述继电器包含于写字台的上锁的控制电路中，用于控制写字台抽屉的上锁与解锁。

对上述技术方案的改进为：所述光控模块为SN3350芯片构成的LED驱动电路；SN3350是一款降压型电感电流连续模式驱动芯片，适用于电源电压高于一颗或一串所需电压的应用场合，所述光控模块用于调节LED灯光的亮度。

对上述技术方案的改进为：对上述技术方案的改进为：所述报警模块为蜂鸣器构成的报警电路。

对上述技术方案的改进为：所述wifi信号收发模块为HX-M02模块，用于完成与手机之间的通信，向手机传送环境参数，并接收来自手机的控制指令；该模块采用红心物联科技生产的集wifi信号收发一体的电路模块，遵循IEEE802.11b/g标准，频率范围为2.412GHz-2.484GHz,具有启动速度快，配置简单等特点，是一款高性价比的无线透传模块。

对上述技术方案的改进为：所述下位机控制节点为由STC89LE54RD构成的单片机最小系统控制电路，该电路负责完成整个系统的初始化与外围设备的控制，无线数据的收发。

本实用新型的写字台控制装置，可以自动调节环境灯光亮度，也可通过手机APP软件操作对写字台进行开关与上锁操作，还可以在手机APP软件上手动调节灯光亮度，采集温度、湿度参数，或者对学习者的视距、学习时间进行实时提醒。

本实用新型的基于wifi的写字台控制装置通过在Android平台上开发相应的控制软件APP，在手机上安装此软件后可以配合该装置完成以下功能：1、可以读取到环境温度与湿度；2、可以通过操作手机APP上的虚拟按键，来手动调节写字台设备的灯光亮暗；3、可以通过手机上的虚拟按键来控制抽屉的运动，抽屉的上锁等；4、通过手机APP上虚拟按键可以进行无线设置工作人的学习时间，例如1个小时后进行闹铃，提醒休息；5、在写字台上安装此装置后，可以在下位机程序中设定临界视距为30厘米，那么当人的额头距桌面小于30厘米时会发出报警信号，以提示调整坐姿。

本实用新型具有以下突出有益效果：

本实用新型的基于wifi的写字台控制装置，依托计算机通信技术与网络技术，完成写字台环境温度与湿度的监测，发送至手机应用软件中，从而方便人们实时了解环境参数。当工作者在写字台前学习时，可通过手机应用软件经wifi信号来通过光控模块来手动调节灯光亮度，也可以通过装置中的光强采集模块实时采集照度参数后，通过光控模块自动调节LED灯光亮度，从而使得工作者在学习时，人眼舒适度达到最高。当工作者伏案学习时，通过超声波收发模块实时采集工作者额头距桌面距离，若小于30厘米，则报警模块会做出响应，以提示调整坐姿；通过手机应用软件，设定工作结束时间，到点后，自动发送指令至下位机控制节点，报警模块响应，以提示休息。该装置从多方面改善并增加了学习者伏案工作的乐趣，提供了一个舒适，健康的工作环境，具有一定的现实意义和实用价值。

附图说明

图1 是本实用新型的系统结构框图；

图2 是本实用新型中温湿度传感器的应用电路图；

图3 是本实用新型中超声波收发模块应用电路图；

图4 是本实用新型中光控模块应用电路图；

图5 是本实用新型中电机驱动应用电路图；

图6 是本实用新型继电器上锁应用电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实施例的基于wifi的写字台控制装置共包含9个模块，其中主控模块为：下位机控制节点9，其他八个模块均与它相连，分别为电机模块1，继电器2，光控模块3，光强采集模块4，温湿度采集模块5，wifi信号收发模块6，超声波收发模块7，报警模块8。温度采集模块5被初始化之后，可将温度与湿度数据发送下位机控制节点9。下位机控制节点9可以将温度与湿度数据经wifi信号收发模块6发送到人们所使用的手机上，实现了温湿度的实时监测功能。超声波收发模块7包含超声波信号收发两种电路，用于与下位机控制节点9之间传送数据信号与接收控制信号。报警模块8由一个蜂鸣器电路构成，接受下位机控制节点9的控制信号。电机模块1用于实现抽屉的开关运动，当学习者使用手机发送相关指令后，wifi信号收发模块6接收到此指令后，传送至下位机控制节点9，再查找由此指令对应的电机控制模式，最后由下位机控制节点9向电机模块1发送控制信号，电机发生不同方向的转动，由于电机的转轴上装有齿轮，与抽屉边沿下方的一排凹槽咬合，齿轮的转动带动了抽屉的运动，最终实现了抽屉的开关运动。

在本实施例中，传感器主要有温湿度传感器，如图2所示，DTH11共有4个引脚，其中3pin悬空，只有2pin与单片机STC89LE54RD的管脚P37相连，发生数据传送，在采集温湿度信号前，需对DTH11进行初始化操作。如图3所示，超声波发射电路与超声波接收电路共同构成了超声波收发模块7，在此实施例中，超声波发射电路主要由74LS04芯片构成，接收来自下位机控制节点9的控制信号，不断向外发射超声波信号，该超声波信号碰撞到物体反射后，由超声波接收电路接收，通过发送与接收时间差，可计算出发射点至物体的距离。在单片机的程序中，可以设置临界距离，当计算得出的距离小于临界距离时，可在程序中设置使得下位机控制节点9向报警模块8发送控制信号，触发视距过短的报警，以提醒工作者及时调整坐姿。如图4所示，光控模块3主要由SN3350芯片构成，单片机STC89LE54RD能够自行产生5V的PWM信号，SN3350的ADJ管脚输入，因此可以通过控制该PWM信号的占空比来控制SN3350的LX输出端的输出电流大小，电流的大小可以改变LED灯的亮度，从而环境的照度可以得到很好的控制。如图5所示，ULN2003芯片为电机驱动模块1的重要组成部分，共有7输入和7输出，输入TTL电平5V,输出可达500mA/50V, 该芯片可以驱动继电器，直流电机等负载，本实施例中采用的是四相输入的直流步进电机，通过改变四个输入的相位差可以调节步进电机的转动速度，当然也可以改变步进电机转向，在步进电机的转轴上加上齿轮，抽屉边沿安装上齿带，这样齿轮就可以沿着齿带转动，使得抽屉达到水平运动的效果，实现了抽屉的开关。本实例中是这样实现抽屉的上锁功能的，如图6所示，继电器2常开状态选择线圈不通电，通过单片机的P32管脚来控制继电器2的工作，当P32输出高电平时，继电器2所连接的三极管导通，此时继电器2吸合，线圈导通，产生电磁效应，吸引铁条向下运动，卡进凹槽，从而抽屉就被上锁了。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：包括下位机控制节点以及分别与其连接的温湿度传感器、超声波收发模块、电机模块、继电器、光控模块、光强采集模块、报警模块和wifi信号收发模块；所述温湿度传感器为集成了温度与湿度的采集功能的DHT11器件，所述超声波收发模块设有超声波信号发射电路与超声波信号接收电路，所述光强采集模块用于采集光强数据并反馈给下位机控制节点，包含硅光电池、由LM324构成的用于将光强信号转换为电压信号的转换电路和由PCF8591芯片构成的AD转换电路。

2.根据权利要求1所述的基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：超声波信号发射电路与超声波信号接收电路分别使用了74LS04和CX20106A芯片。

3.根据权利要求1所述的基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：所述电机模块为ULN2003芯片构成的驱动电路。

4.根据权利要求1所述的基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：所述继电器为单刀双掷型固态继电器。

5.根据权利要求1所述的基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：所述光控模块为SN3350芯片构成的LED驱动电路。

6.根据权利要求1所述的基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：所述报警模块为蜂鸣器构成的报警电路。

7.根据权利要求1所述的基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：所述wifi信号收发模块为HX-M02模块。

8.根据权利要求1所述的基于wifi 的写字台控制装置，其特征在于：所述下位机控制节点为由STC89LE54RD构成的单片机控制电路。