CN207019238U

CN207019238U - 一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备

Info

Publication number: CN207019238U
Application number: CN201720418444.6U
Authority: CN
Inventors: 杨冠鲁; 万林
Original assignee: Huaqiao University
Current assignee: Huaqiao University
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-02-16
Anticipated expiration: 2027-04-20

Abstract

一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，包括第一微控制器、温湿度传感器、第一ZigBee模块、LCD显示模块和红外遥控装置；该温湿度传感器与第一微控制器相连以检测温度和湿度；该第一ZigBee模块与第一微控制器相连以发送温湿度数据；该LCD显示模块与第一微控制器相连以显示当前温湿度值及调节温度变化范围；该红外遥控装置设有第二ZigBee模块以与第一ZigBee模块通信，并根据接收的温湿度数据发送红外控制命令。本实用新型具有很好的移植性，可应用在各种家电设备中，实现温度的采集，无线的传输，功能的控制，进而实现远程监控，方便人们的生活、降低能耗。

Description

一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备

技术领域

本实用新型涉及智能空调监控设备领域，特别是一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备。

背景技术

当今社会人们更多的是追求智能化、人性化的生活方式，所以说智能家电在未来的生活中必不可少。而我国智能家电却还在起步时期，大多数的人并不了解，并且还存在很多的不足：标准不统一，有线设计，体积大，实用性不强等，而功耗更是智能家电需要考虑的重要因素，在智能家电系统中传感模块、采集模块、电源电路模块、传输通信模块都是耗能非常多的，因此设计一款智能家电控制系统，首先需要考虑的是如何降低这些模块的能耗问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中，提出一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，能实现温湿度的采集，采用无线传输实现远程监控，方便人们的生活。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：包括第一微控制器、温湿度传感器、第一ZigBee模块、LCD显示模块和红外遥控装置；该温湿度传感器与第一微控制器相连以检测温度和湿度；该第一ZigBee模块与第一微控制器相连以发送温湿度数据；该LCD显示模块与第一微控制器相连以显示当前温湿度值及调节温度变化范围；该红外遥控装置设有第二ZigBee模块以与第一ZigBee模块通信，并根据接收的温湿度数据发送红外控制命令。

所述红外遥控装置包括第二微控制器、红外发射模块、红外接收学习模块和声音报警模块；该红外发射模块与第二微控制器相连以发射红外信号；红外接收学习模块与第二微控制器相连以接收被控空调遥控器的红外发射信号进行学习；该声音报警模块与第二微控制器相连。

所述红外遥控装置还包括有第二电源模块，该第二电源模块与所述第二微控制器相连以供电。

所述声音报警模块包括蜂鸣器、三极管和限流电阻；该蜂鸣器与三极管的集电极相连，该限流电阻与三极管的基极和所述第二微控制器相连。

所述第二微控制器为STM32核心微控制器。

所述红外遥控装置还包括人机交互模块，该人机交互模块与所述第二微控制器相连。

还包括有第一电源模块，该第一电源模块与所述第一微控制器相连以供电。

所述温湿度传感器为DHT11温湿度检测芯片，其包括电阻式感湿元件和NTC 测温元件。

所述第一微控制器为单片机的M0微控制器。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的监控设备，包括温湿度检测部分和红外遥控装置，该温湿度检测部分实时检测环境的温度、湿度并显示，通过第一ZigBee模块将温度、湿度并发送至红外遥控装置进行判断，若超过预设的上、下限值时进行报警，并发送红外控制命令控制被控空调开启或关闭；当温度回到预设值时，控制关闭报警，智能化控制，十分方便。

2、本实用新型的监控设备，具有很好的移植性，可应用在各种家电设备中，实现温度的采集，无线的传输，功能的控制，进而实现远程监控，方便人们的生活、降低能耗。

3、本实用新型的监控设备，其红外遥控装置设有红外发射模块、红外接收学习模块和声音报警模块等，实现学习被控空调的红外控制编码，及发送红外遥控信号控制被控空调开启或关闭，通过声音报警模块实现提示或报警。

附图说明

图1为本实用新型主要模块图；

图2为本实用新型红外遥控装置的模块图；

图3为本实用新型红外接收学习模块电路图；

图4为本实用新型红外发射模块电路图；

图5为本实用新型声音报警模块图；

图6为本实用新型电源模块电路图；

图7为本实用新型稳压电源电路图

其中：10、第一微控制器，20、温湿度传感器，30、第一ZigBee模块，40、LCD显示模块，50、第一电源模块，60、复位模块，70、红外遥控装置，71、第二ZigBee模块，72、第二微控制器，73、红外发射模块，74、红外接收学习模块，75、声音报警模块，76、人机交互模块，77、第二电源模块，80、执行命令单元。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

参照图1至图7，一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，包括第一微控制器10、温湿度传感器20、第一ZigBee模块30、LCD显示模块40、第一电源模块50、复位模块60、红外遥控装置70和执行命令单元80等。该温湿度传感器20采用DHT11温湿度检测芯片以检测温度和湿度，通过单总线与第一微控制器10通讯，只需要一根线，一次传送40位数据，高位先出。该DHT11 温湿度检测芯片主要包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，其具有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，精度湿度±5％RH，温度±2℃，量程湿度20-90％RH，温度0-50℃。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。该第一电源模块50、复位模块60、执行命令单元80与第一微控制器10相连以分别实现供电、复位、命令执行等功能。

该第一ZigBee模块30采用CC2530芯板开发串口无线模块的CC2530ZigBee 模块，并连接有天线模块。工作在2.4GHz频段，其与第一微控制器10相连，将温湿度传感器20采集的温湿度数据存储在CC2530的Flash ROM中，当接收到第一微控制器10的读取指令时，通过ZigBee协议栈向红外遥控装置70发送温湿度数据。

该LCD显示模块40采用LCD1602显示屏，其为工业字符型液晶显示屏，能够同时显示16x02即32个字符，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)，其与第一微控制器10相连以实时显示当前环境的温湿度数值和显示调节温度范围变化状况等。

第一微控制器10采用单片机的M0微控制器，且第一微控制器10(M0)与温湿度传感通信约定：主从结构，DHT11温湿度检测芯片为从机，第一微控制器 10作为主机，只有主机呼叫从机，从机才能应答。

红外遥控装置70包括第二ZigBee模块71、第二微控制器72、红外发射模块73、红外接收学习模块74、声音报警模块74、人机交互模块76、第二电源模块77等。该红外发射模块73与第二微控制器72相连以发射红外信号，控制空调开关、温度调节等，参照图4，该红外发射模块73主要采用红外发光二极管。该红外接收学习模块74与第二微控制器72相连以接收被控空调遥控器的红外发射信号进行学习。参照图3，其主要采用红外接收管，为光敏二极管。该第二ZigBee模块71与第二微控制器72相连以接收温湿度信号，该第二ZigBee 模块71也可采用CC2530芯板开发串口无线模块的CC2530ZigBee模块，并连接有天线模块，工作在2.4GHz频段。该人机交互模块76用于提供人机操作界面，包括预设温度调节范围，温度最高值、最低值等。还包括有第二电源模块 77，第二电源模块77与第二微控制器72相连以供电。

该第一电源模块50、第二电源模块77均可采用USB供电(参照图6)，或采用稳压电源供电(参照图7)，该稳压电源可采用AMS1117在1A电流下压降为1.2V。AMS1117有两个版本：固定输出版本和可调版本，固定输出电压为1.5V、 1.8V、2.5V、2.85V、3.0V、3.3V、5.0V,具有1％的精度。AMS1117内部集成过热保护和限流电路，是电池供电和便携式计算机的最佳选择。

该声音报警模块74与第二微控制器72相连。声音报警模块74包括蜂鸣器 BL1、三极管Q1和限流电阻R6等。该蜂鸣器BL1正极与三极管Q1的集电极相连，负极接地，该限流电阻R6连接于三极管Q1的基极和第二微控制器72之间，三极管Q1发射极接VCC。当第二微控制器72控制三极管基极为高电平时，三极管Q1截止，没有电流流过蜂鸣器线圈，蜂鸣器BL1不发声；当基极为低电平时，三极管Q1导通，蜂鸣器BL1的电流形成回路，发出声音。

第二微控制器72可根据接收的温湿度数据控制红外发射模块73发送红外控制命令，同时控制蜂鸣器发声提示，及在温度超过预设值时控制蜂鸣器BL1 报警。该第二微控制器72采用STM32Cortex-M3 32bit STM32F103RCT6迷你时钟72mhz闪存256k RAM 48kArduino兼容的控制器。所用到的芯片功能：ADC 转换、蜂鸣器、系统时钟、RS485接口通信、Flash存储器、下载模式等。本实用新型的红外遥控装置70是以STM32系列芯片为核心。可学习、存贮、接收和转发电视机、空调及其他电器的遥控器红外信号，可通过485总线与控制器通讯，也可独立工作。

本实用新型的工作原理如下：

预先通过红外遥控装置70学习被控空调的红外遥控信号，包括开、关等，并设置温度上、下限值。

温湿度传感器20实时检测环境的温度、湿度，LCD显示模块40实时显示温度、湿度，第一微控制器10控制控制读取温度、湿度并通过第一ZigBee模块 30发送至第二ZigBee模块71，第二微控制器72接收温度、湿度数据并判断，若超过预设的上、下限值时，控制声音报警模块74的蜂鸣器报警，并控制红外发射模块73向被控空调发送开启或关闭命令；当温度回到预设值时，控制关闭报警。

本实用新型的上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims

1.一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：包括第一微控制器、温湿度传感器、第一ZigBee模块、LCD显示模块和红外遥控装置；该温湿度传感器与第一微控制器相连以检测温度和湿度；该第一ZigBee模块与第一微控制器相连以发送温湿度数据；该LCD显示模块与第一微控制器相连以显示当前温湿度值及调节温度变化范围；该红外遥控装置设有第二ZigBee模块以与第一ZigBee模块通信，并根据接收的温湿度数据发送红外控制命令。

2.如权利要求1所述的一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：所述红外遥控装置包括第二微控制器、红外发射模块、红外接收学习模块和声音报警模块；该红外发射模块与第二微控制器相连以发射红外信号；红外接收学习模块与第二微控制器相连以接收被控空调遥控器的红外发射信号进行学习；该声音报警模块与第二微控制器相连。

3.如权利要求2所述的一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：所述红外遥控装置还包括有第二电源模块，该第二电源模块与所述第二微控制器相连以供电。

4.如权利要求2所述的一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：所述声音报警模块包括蜂鸣器、三极管和限流电阻；该蜂鸣器与三极管的集电极相连，该限流电阻与三极管的基极和所述第二微控制器相连。

5.如权利要求2所述的一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：所述第二微控制器为STM32核心微控制器。

6.如权利要求2所述的一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：所述红外遥控装置还包括人机交互模块，该人机交互模块与所述第二微控制器相连。

7.如权利要求1所述的一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：还包括有第一电源模块，该第一电源模块与所述第一微控制器相连以供电。

8.如权利要求1所述的一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：所述温湿度传感器为DHT11温湿度检测芯片，其包括电阻式感湿元件和NTC测温元件。

9.如权利要求1所述的一种基于ZigBee通讯技术的智能空调监控设备，其特征在于：所述第一微控制器为单片机的M0微控制器。