CN208174746U - 一种控制终端和控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种控制终端和控制系统。所述控制终端通过设置两种不同的无线通信单元，并设置可以切换供电电源的供电单元，根据外部电源的检测结果切换不同无线通信单元的工作状态。由此，能够使控制终端在外部供电中断后，上位机仍然可以远程监控控制终端，从而获取和控制受控设备的工作状态。
Description
技术领域
本申请涉及无线控制领域，尤其涉及一种控制终端和控制系统。
背景技术
目前，中央空调的温控器专为控制中央空调的末端产品风机盘管开发设计。风机盘管是由热交换器，水管，过滤器，风扇，接水盘，排气阀等组成，其工作原理是通过机组内不断的再循环所在房间或室外的空气，使空气通过冷水(热水)盘管后被冷却(加热)，以保持房间温度的恒定。
现有技术中的风机盘管智能控制系统通常包括温控器终端、无线网关和上位机。各风机盘管对应的温控器终端中设置有无线通信单元，其可以以无线方式与无线网关进行通信。无线网关可以通过RJ45输出接口或RS485输出接口接入上位机。由此，上位机可以可通过上述系统实现远程控制风机盘管，也可以实时获取温控器终端和受其控制的风机盘管的状态。
但是，一旦外部供电中断，整个温控器终端会停止工作，上位机无法远程监控温控器终端，从而无法获取风机盘管的工作状态并对其进行控制。
实用新型内容
有鉴于此，本申请提供了一种控制终端和控制系统，使得在控制终端的外部供电中断后，仍然可以远程监控控制终端，获取受控设备的工作状态。
第一方面，提供了一种控制终端，包括：
第一无线通信单元，被配置为基于第一通信方式进行无线通信；
第二无线通信单元，被配置为基于第二通信方式进行无线通信；
供电单元，被配置为根据对外部电源的检测结果切换供电电源；
控制单元，被配置为根据对外部电源的检测结果切换所述第一无线通信单元和所述第二无线通信单元的工作状态；以及
继电器单元，响应于所述控制单元的控制指令控制受控设备的工作状态；
其中，所述第二无线通信单元的功耗低于所述第一无线通信单元。
优选的，所述控制单元被配置为在供电单元检测到外部电源供电正常时，控制所述第一无线通信单元切换为工作状态并发送供电正常通知，第二无线通信单元切换为休眠状态，并根据通过第一无线通信单元接收到的指令控制所述继电器单元。
优选的，所述控制单元被配置为在供电单元检测到外部电源供电中断时，控制所述继电器单元和所述第一无线通信单元关闭，控制所述第二无线通信单元切换为工作状态并发送故障告警。
优选的，所述供电单元包括：
电源切换电路，用于对外部电源接口进行检测，根据检测结果切换供电电源；以及
电源电路，用于根据所述电源切换电路切换的供电电源为所述第一无线通信单元、第二无线通信单元、控制单元和所述继电器单元供电。
优选的，所述供电单元还包括：
充电电路，用于在所述电源切换电路检测到外部电源供电正常时通过外部电源对电池充电。
优选的，所述第二无线通信单元为NB-IOT通信单元。
优选的，所述控制单元还被配置为检测到所述第一无线通信单元出现网络故障时控制所述第一无线通信单元重启。
优选的，所述控制单元还被配置为在第一无线通信单元重启预定次数仍存在网络故障时控制所述第二无线通信单元工作。
优选的，所述受控设备为空调风机。
第二方面，提供了一种控制系统，用于控制受控设备，所述控制系统包括：
如第一方面所述的控制终端；以及
上位机，被配置为与所述控制终端以无线方式通信。
本申请通过供电单元根据对外部电源的检测结果切换供电电源，控制单元根据对外部电源的检测结果切换所述第一无线通信单元和所述第二无线通信单元的工作状态，克服了现有技术中控制终端在外部电源中断后上位机无法及时获取受设备工作状态的问题，使得在控制终端在外部电源中断后，上位机仍然可以远程监控控制终端，从而获取受控设备的工作状态。
附图说明
通过以下参照附图对本申请实施例的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本申请实施例的控制系统的示意图；
图2是本申请实施例的控制终端的示意图；
图3是本申请实施例的供电单元的示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本申请进行描述，但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本申请实施例提供的一种控制终端克服了现有技术中因外部电源中断后上位机无法获取受控设备状态的问题，使控制终端在外部电源中断后，仍然可以使上位机远程监控控制终端的状态，避免对受控设备完全失去控制。
下面结合附图及具体实施方式对本申请作进一步说明。
图1是本申请实施例的控制系统示意图。如图1所示，控制系统包括控制终端1、无线网关2和上位机3。在本实施例中，一个上位机3可以控制多个控制终端1。无线网关2用于控制终端1与上位机3之间的通信，无线通信模块安装在控制终端1中，无线网关2通过RJ45输出接口或RS485输出接口接入上位机3。无线网关2以无线方式与控制终端1通信。用户可通过上位机3对控制终端1进行远程控制，从而实现对受控设备的控制。应理解，在上位机3中设置有无线通信单元的情况下，或者无线网关2被集成在上位机3中的情况下，可以不设置独立的无线网关。在本实施例中，控制终端1可以在外部电源41中断的情况下，依靠切换输入电源，通过备用电源42继续工作。同时，为了在备用电源42的支持下尽可能长时间地工作，控制终端1在切换为备用电源42后，将无线通信的方式切换为功耗较低的方式。由此，可以在备用电源42供电的情况下，延长工作时间，等待外部电源41恢复，保证在断电场景下仍然可以有效地控制受控设备和获取受控设备的状态。
在本实施例中，受控设备(图中未标出)为中央空调的风机盘管。应理解，本实施例的控制终端和控制系统可以用于控制其他类型的受控设备，例如，中央空调的其它部件、供暖系统的电子阀和智能家居等。
图2是本申请实施例的控制终端的示意图。如图2所示，本实施例的控制终端1包括第一无线通信单元11、第二无线通信单元12、控制单元13、供电单元14和继电器单元15。在本实施例中，第一无线通信单元11和第二无线通信单元12被配置为可以分别通过与之相对应的通信方式与上位机3进行无线通信。具体地，第一无线通信单元11基于第一通信方式进行无线通信。第二无线通信单元12基于第二通信方式进行无线通信。其中，第二无线通信单元12的功耗低于第一无线通信单元11的功耗。
供电单元14被配置为检测外部电源41是否正常，并根据对外部电源41的检测结果切换供电电源，同时将所述对外部电源41的检测结果发送给控制单元13。具体地，供电单元14连接到外部电源41和设置在控制终端1内部或外部的备用电源42。所述备用电源42可以为电池。优选地，所述电池为可充电电池。所述外部电源41可以是220v或380v交流电线路。供电单元14被配置为在外部电源41供电正常时，对外部电源41提供的电能进行转换后为控制终端1的其它模块供电，在外部电源41供电中断时，切换为对备用电源42的电能进行转换后为控制终端1的其它模块供电。
控制单元13被配置为根据接收到的对外部电源41的检测结果来切换第一无线通信单元11和第二无线通信单元12的工作状态。继电器单元15连接到外部电源41，用于控制受控设备的状态。控制单元13连接到继电器单元15，通过控制继电器单元15来控制受控设备。
具体地，在本实施例中，当对外部电源41的检测结果提示供电正常时，控制单元13控制第二无线通信单元12保持或切换到休眠状态，同时控制第一无线通信单元11为工作状态。此时控制单元13能够通过第一无线通信单元11接收到的上位机3的指令，并基于该指令控制继电器单元15。当对外部电源41的检测结果提示供电中断时，控制单元13控制继电器单元15和第一无线通信单元11关闭，同时控制第二无线通信单元12切换为工作状态。控制单元13还通过第二无线通信单元12持续给上位机3发送故障告警，直到接收到上位机3的响应。在检测到外部电源41供电中断后，可以通过关闭继电器单元15切断受控设备和外部电源41之间的供电连接，从而防止突然恢复供电对于受控设备构成损害。同时，切换为功耗较低的第二无线通信单元12来对外通信，从而可以在备用电源42的支持下，尽可能长时间地维持控制终端1工作，接收上位机3的指令以及向上位机3上报状态，使得控制终端1在断电情况下仍然可以保持在线，增强了系统的容错性。
供电单元14会持续地检测外部电源41。在检测到外部电源41的供电恢复正常时，控制单元13控制第一无线通信单元11切换为工作状态，第二无线通信单元12为休眠状态。同时控制单元13控制第一无线通信单元11给上位机3发送供电正常通知，请求上位机3恢复到外部电源41故障前的控制状态，重新开启继电器单元15，直到上位机3响应为止。其中，所述第二无线通信单元12的功耗低于所述第一无线通信单元11。本实施例保证了即使控制终端1在外部电源41中断后，在使用备用电源42的情况下仍然可以较长时间的工作，同时可以尽可能的节省通信成本，避免了在外部电源41恢复正常之后受控设备进入混乱控制。
应理解，本实施例的中无线网关2或集成有无线通信单元的上位机3也应配置对应的可以以不同的通信方式通信的无线通信单元，以保持在任何状态下均可以与控制终端通信。
图3是本申请实施例的供电单元示意图。如图3所示，供电单元14包括电源切换电路141、电源电路142和充电电路143。电源切换电路141连接到外部电源41和设置于控制终端1内部或外部的备用电源42。所述备用电源42可以为电池。优选地，所述电池为可充电电池。电源切换电路141被配置为对连接的外部电源41接口进行检测，根据检测结果切换供电电源。在本实施例中，当对外部电源41检测结果提示正常时，电源切换电路141切换将外部电源41连接到电源电路142的输入端。当对外部电源41的检测结果提示中断时，电源切换电路141切换将备用电源42连接到电源电路142的输入端。电源电路142根据对输入端的供电进行功率变换输出预定电压的供电信号为所述控制终端1中的各单元供电。备用电源42为充电电池时，外部电源41在供电正常时通过充电电路143给备用电源42充电，可选地，在备用电源42不是充电电池时，供电单元14可以不设置充电电路143。本实施例保证了即使控制终端1在外部电源41中断的情况下仍有备用电源42为其供电，使控制终端1可以继续工作。
在本实施例中，所述第一无线通信单元11可以是ZigBee(紫蜂)无线模块。ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一种低功耗、低成本、近距离无线组网通讯技术。ZigBee物理层采用了扩频技术，能够在一定程度上抵抗干扰，底层采用了直扩技术，使节点加入网络和重新加入网络的过程很快，一般可以做到1秒以内，甚至更快。因此，使用ZigBee无线模块作为第一无线通信单元11使通信在可靠性方面得到了更多的保证，同时具有大规模的组网能力。也就是说，在通过一个上位机3控制较大数量的节点。而且ZigBee是一种免费网络，可以节省通信成本。
在本实施例中，第二无线通信单元12可以是NB-IoT无线模块。窄带物联网(NarrowBand Internet of Things,NB-IoT)具有以下特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。但是NB-IoT通信模块的使用需要收费，所以在频繁通信的场合下会产生较高的通信费用。
在本实施例中，使用NB-IoT无线模块作为第二无线通信单元12，可以使控制终端1在使用备用电源42的情况下仍可以进行较长时间的工作。但是，在供电正常时，采用ZigBee无线模块作为第一无线通信单元11可以减少通信费用。
在本实施例中，控制单元13可以通过MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、FPGA(Field－ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)、DSP
(Digital Signal Processor，数字信号处理器)或专用集成电路来实现。
进一步地，在一个可选实现方式中，控制终端1还可以在网络不稳定的情况下借助配置的第二无线通信单元12来保证通信质量。具体地，控制单元13连接到第一无线通信单元11和第二无线通信单元12，并可以检测上述两个无线通信单元的状态。当检测到第一无线通信单元11网络不稳定时，控制单元13被配置为控制第一无线通信单元11重启。由此，通过重启来使得第一无线通信单元11恢复正常状态，重新接入网络，防止第一无线通信单元11掉线或死机无法接入网络的情况出现。如果第一无线通信单元11损坏或第一无线通信单元11所在的无线网络崩溃，则通过重启无法使得控制终端1重新与上位机3建立连接。控制单元13可以被配置为当将第一无线通信单元11重启预定次数(例如3次)后仍然网络不稳定，则控制第二无线通信单元12切换为工作状态。这样使得控制终端1在网络不稳定时，可以使用其它通信方式与上位机3进行通信，保证控制终端1持续在线。
本实施例通过根据对外部电源和第一无线通信单元通信状况的检测结果，来自动切换电源电路和无线通信方式，克服了现有技术中因外部电源中断或网络不稳定而导致上位机无法及时获取受控设备工作状态的问题，使得控制终端在外部电源中断或网络不稳定，上位机仍可远程监控控制终端的状态，避免对受控设备完全失去控制，同时避免了在外部电源恢复正常之后受控设备进入混乱控制。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员而言，本申请可以有各种改动和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种控制终端，其特征在于，包括：
第一无线通信单元，被配置为基于第一通信方式进行无线通信；
第二无线通信单元，被配置为基于第二通信方式进行无线通信；
供电单元，被配置为根据对外部电源的检测结果切换供电电源；
控制单元，被配置为根据对外部电源的检测结果切换所述第一无线通信单元和所述第二无线通信单元的工作状态；以及
继电器单元，响应于所述控制单元的控制指令控制受控设备的工作状态；
其中，所述第二无线通信单元的功耗低于所述第一无线通信单元。
2.根据权利要求1所述的控制终端，其特征在于，所述控制单元被配置为在供电单元检测到外部电源供电正常时，控制所述第一无线通信单元切换为工作状态并发送供电正常通知，第二无线通信单元切换为休眠状态，并根据通过第一无线通信单元接收到的指令控制所述继电器单元。
3.根据权利要求1所述的控制终端，其特征在于，所述控制单元被配置为在供电单元检测到外部电源供电中断时，控制所述继电器单元和所述第一无线通信单元关闭，控制所述第二无线通信单元切换为工作状态并发送故障告警。
4.根据权利要求1所述的控制终端，其特征在于，所述供电单元包括：
电源切换电路，用于对外部电源接口进行检测，根据检测结果切换供电电源；以及
电源电路，用于根据所述电源切换电路切换的供电电源为所述第一无线通信单元、第二无线通信单元、控制单元和所述继电器单元供电。
5.根据权利要求4所述的控制终端，其特征在于，所述供电单元还包括：
充电电路，用于在所述电源切换电路检测到外部电源供电正常时通过外部电源对电池充电。
6.根据权利要求1所述的控制终端，其特征在于，所述第二无线通信单元为NB-IOT通信单元。
7.根据权利要求1所述的控制终端，其特征在于，所述控制单元还被配置为检测到所述第一无线通信单元出现网络故障时控制所述第一无线通信单元重启。
8.根据权利要求7所述的控制终端，其特征在于，所述控制单元还被配置为在第一无线通信单元重启预定次数仍存在网络故障时控制所述第二无线通信单元工作。
9.根据权利要求1所述的控制终端，其特征在于，所述受控设备为空调风机。
10.一种控制系统，用于控制受控设备，其特征在于，所述控制系统包括：
多个如权利要求1-9中任一项所述的控制终端；以及
上位机，被配置为与所述控制终端以无线方式通信。
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Legal Events
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