CN208224829U - 环境控制系统的无线组网设备控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环境控制系统的无线组网设备控制器，同房间内多路环境参数采集器、多路设备驱动器和主控制器各自均配置Zigbee无线收发电路模块，同房间内多路环境参数采集器及设备驱动器分别通过Zigbee无线收发电路模块与主控制器进行无线通讯连接；主控制器包括主控MCU控制电路模块，每路设备驱动器包括驱动器MCU控制电路模块以及与环境控制接口设备相输出对接开关量输出电路模块、RS485通信输出电路模块和红外控制输出电路模块；每路环境参数控制器包括采集MCU控制电路模块、温湿度和TVOC采集电路模块。可自动对各种环境调节机器或家电设备的自动驱动启动，布线及管理更加简捷，无需人工干预。

Description

环境控制系统的无线组网设备控制器

技术领域

本实用新型涉及一种环境设备控制器，尤其是涉及一种可对环境设备进行组网控制的无线组网设备控制器。

背景技术

环境控制是与人们生活息息相关的一部分，提高环境中的空气质量是改善人们的生活环境的重要一部分。虽然在市面上也推出了具有各种对应功能的空气净化器、空调、加湿除湿机等调节或改善环境效果的机器或家电设备，其中各大厂商还推出具有能去除环境中甲醛、有害气体、菌落等特性功能的净化器。然而这些家电或设备均是各自独立控制运行工作的，并且还需要人们根据环境的状态来手动启动开启这些设备，并且由于配置了这些不同功能设备，还存在着设备布线复杂，设备布线开槽多等现象，存在着较多使用不方便等因素。因此需要一套控制器或控制系统能够通过检测空气中的环境参数，通过运算分析，再驱动各种设备或机器，例如驱动：温度用空调来控制，湿度用加湿除湿机来控制，甲醛、有害气体、箘落等用净化器来控制改善环境，以来达到自动调节优化环境的目的。

实用新型内容

本实用新型为解决现有用于改善或调节环境控制效果的各种机器或家电设备存在着均是各自独立控制运行工作的，且还需要人们根据环境的状态来手动启动开启这些设备，存在着布线复杂、较多使用不够方便等现状而提供的一种可自动根据环境监测情况实现对改善或调节环境控制效果的各种机器或家电设备的自动驱动启动，布线更加简单便捷、操作控制管理简捷、无需人工干预的用于环境控制系统的无线组网设备控制器。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种用于环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：包括环境参数采集器、设备驱动器和主控制器，每个房间配置一套主控制器、多路环境参数采集器和多路设备驱动器，同一房间内的多路环境参数采集器、多路设备驱动器和主控制器各自均配置设有Zigbee无线收发电路模块，同一房间内的多路环境参数采集器和多路设备驱动器分别通过Zigbee无线收发电路模块与主控制器之间进行无线通讯连接；所述的主控制器包括主控MCU控制电路模块和分别接入主控MCU控制电路模块输入或输出端的Zigbee无线收发电路模块，每路设备驱动器包括驱动器MCU控制电路模块、分别接入驱动器MCU控制电路输入或输出端的Zigbee无线收发电路、开关量输出电路模块、RS485通信输出电路模块和红外控制输出电路模块；每路环境参数控制器包括采集MCU控制电路模块、分别接入采集MCU控制电路模块输入或输出端的温湿度采集电路模块、TVOC采集电路模块和Zigbee无线收发电路模块；开关量输出电路模块、RS485通信输出电路模块和红外控制输出电路模块分别与环境控制接口设备相输出对接。可自动根据环境监测情况实现对改善或调节环境控制效果的除湿机、加湿机和空调等各种环境控制接口设备的自动驱动启动，布线更加简单便捷、操作控制管理简捷、无需人工干预。自动根据环境监测情况实现对改善或调节环境控制效果的各种加湿、除湿、除醛和空调设备的自动驱动运行启动，自动根据多路环境参数采集器的监测采集数据进行自动完成环境参数处理，自动完成信息管理任务、驱动器控制任务和驱动管理任务，布线更加简单便捷、操作控制管理简捷、无需人工运行控制干预，减少人工操作开启或关闭环境控制接口设备的操作繁琐性，可对同个房间进行独立的空气环境状况自动监控，且也特别适用对提高大型的图书馆和/或档案馆等室内环境的环境自动监控操作控制，自动达到舒适生活与工作环境，降低人工管理操作控制成本。

作为优选，所述的主控制器设有WIFI无线收发电路模块、TCP网口收发电路模块和LED指示警示电路模块。提高同个房间内的主控制器与本房间内外设备，如智能手机和中央控制器之间的有效无线通讯连接；提高对房间内的环境参数在超越设定上下警示线时的指示警示作用以及对控制器启动控制环境调节设备的开启与关闭操作指示作用，为人们居住及生活室内环境提供及时有效的指示与警示作用，更好为人们提供室内环境状况的变化感知及预警效果。

作为优选，所述的主控制器、每路设备驱动器和每路环境参数采集器各自均设有独立的Zigbee无线收发电路模块、电源管理电路模块和LED指示警示电路模块。提高同个房间内的主控制器只在与本房间内的环境采集控制器、设备驱动器之间的稳定可靠的约定通讯连接方式，避免占用较多的存储空间，提高不同房间的主控制器与中央控制器之间的有效无线通讯连接，避免不同房间的设备无线通讯时相互干扰而产生错误控制现象发生。

作为优选，所述的多路环境参数控制器最大数量为20路，每路环境参数控制器包括采集MCU控制电路模块，分别接入采集MCU控制电路模块输入或输出端的温湿度采集电路模块、PM2.5采集检测电路模块、TVOC采集电路模块和LED指示电路模块。提高同个房间内的可采集控制的最大数据数量，提高环境参数采集获得准确可靠有效性。

作为优选，所述的多路设备驱动器最大数量为11路，每路设备驱动器中的开关量输出电路模块采用继电器输出模块，继电器输出模块包括继电器和开关电路，开关电路的JD-OUT1开关信号功能输入端与驱动器MCU控制电路模块中的开关信号JD-OUT1功能输出端相电连接。提高同个房间内的可驱动控制的设备驱动器的最大数量，提高开关量输出控制的可靠有效性。

作为优选，所述的主控MCU控制电路模块包括采用型号为IAP15W4K8S4 的主控芯片及其复位电路与下载接口电路，主控MCU控制电路模块上设有与TCP网口收发电路模块、Zigbee无线收发电路模块和WIFI无线收发电路模块相电连接的功能端引脚端口。提高同个房间内的主控制器只在与本房间内的环境采集控制器、设备驱动器之间的稳定可靠的约定通讯连接方式，避免占用较多的存储空间，提高不同房间的主控制器与房间外部设备或智能手机的有效无线通讯连接，避免不同房间的设备无线通讯时相互干扰而产生错误控制现象发生。

作为优选，所述的Zigbee无线收发电路模块采用型号为Z151-A的Zigbee芯片单元，Zigbee无线收发电路模块的USART4-TX功能端引脚与主控MCU控制电路模块的USART4-TX功能端引脚相通讯连接，Zigbee无线收发电路模块的USART4-RX功能端引脚与主控MCU控制电路模块的USART4-RX功能端引脚相通讯连接。提高Zigbee无线收发电路模块的无线通讯控制连接可靠有效性。

作为优选，所述的WIFI无线收发电路模块采用型号为WIFI-HEKR-V1.1的WIFI芯片模块构成的无线路由器，WIFI无线收发电路模块的USART3-TX功能端引脚与主控MCU控制电路模的USART3-TX功能端引脚相通讯连接，WIFI无线收发电路模块的USART3-RX功能端引脚与主控MCU控制电路模的USART3-RX功能端引脚相通讯连接。提高主控制器与手机通讯端间的无线通讯可靠有效性。

作为优选，所述的主控制器通过WIFI无线收发电路模块与智能移动终端相通讯连接。提高智能手机、智能平板等智能移动终端对监控操作灵活性。

作为优选，在各房间外部设有统一的中央控制器和云端服务器，每个房间内单独配置有独立的无线路由器，每个配置有无线组网设备控制器的房间内的主控制器通过其TCP网口收发电路模块和同房间内的无线路由器与中央控制器相通讯连接，中央控制器的数据存储于云端服务器中；中央控制器最大配置100个设有主控制器、多路设备驱动器和多路环境参数采集器的无线组网设备控制器房间。

本实用新型的有益效果是：自动根据环境监测情况实现对改善或调节环境控制效果的各种加湿、除湿、除醛和空调设备的自动驱动运行启动，自动根据多路环境参数采集器的监测采集数据进行自动完成环境参数处理，自动完成信息管理任务、驱动器控制任务和驱动管理任务，布线更加简单便捷、操作控制管理简捷、无需人工运行控制干预，减少人工操作开启或关闭环境控制接口设备的操作繁琐性，可对同个房间进行独立的空气环境状况自动监控，且也特别适用对提高大型的图书馆和/或档案馆等室内环境的环境自动监控操作控制，自动达到舒适生活与工作环境，降低人工管理操作控制成本。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1是本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器的结构原理框图示意图。

图2是本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器所用主控芯片及其复位电路与程序下载接口端口电路结构示意图。

图3是本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中环境参数采集器的温湿度采集电路模块电路结构示意图。

图4是本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中环境参数采集器的TVOC采集电路模块电路结构示意图。

图5是本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中环境参数采集器的LED指示电路模块电路结构示意图。

图6是本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中主控制器所设Zigbee无线收发电路模块电路结构示意图。

图7本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中环境参数采集器的电源管理电路模块电路结构示意图。

图8是本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中主控制器所设WIFI无线收发电路模块电路结构示意图。

图9 是本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中主控制器所设TCP网口收发电路模块电路结构示意图。

图10本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中设备驱动器的红外控制输出电路模块电路结构示意图。

图11本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中设备驱动器的开关量输出电路模块电路结构示意图。

图12本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中设备驱动器的RS485通信输出电路模块电路结构示意图。

图13本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中设备驱动器所用主控芯片电路结构示意图。

图14本实用新型环境控制系统的无线组网设备控制器中环境参数采集器所用主控芯片电路结构示意图。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14所示的实施例中，一种环境控制系统的无线组网设备控制器，包括环境参数采集器30、设备驱动器20和主控制器10，每个房间配置一套主控制器10、多路环境参数采集器30和多路设备驱动器20，同一房间内的多路环境参数采集器30、多路设备驱动器20和主控制器10各自均配置设有Zigbee无线收发电路模块，同一房间内的多路环境参数采集器和多路设备驱动器分别通过Zigbee无线收发电路模块与主控制器之间进行无线通讯连接；所述的主控制器包括主控MCU控制电路模块和分别接入主控MCU控制电路模块输入或输出端的Zigbee无线收发电路模块，每路设备驱动器包括驱动器MCU控制电路模块、分别接入驱动器MCU控制电路输入或输出端的Zigbee无线收发电路、开关量输出电路模块、RS485通信输出电路模块和红外控制输出电路模块；每路环境参数控制器包括采集MCU控制电路模块、分别接入采集MCU控制电路模块输入或输出端的温湿度采集电路模块、TVOC采集电路模块和Zigbee无线收发电路模块；开关量输出电路模块、RS485通信输出电路模块和红外控制输出电路模块分别与环境控制接口设备60相输出对接。多路设备驱动器最大数量为11路，多路环境参数控制器最大数量为20路，各房间内的环境调节设备仅对本房间内的设备之间进行无线通讯连接；主控制器通过WIFI无线收发电路模块与智能移动终端相通讯连接。主控制器通过WIFI无线收发电路模块与中央控制器相通讯连接，中央控制器接收存储各个房间通讯传输过来的环境监测数据，中央控制器设有云端服务器。主控制器、每路设备驱动器和每路环境参数采集器各自均设有独立的Zigbee无线收发电路模块、电源管理电路模块和LED指示警示电路模块。每路主控制器10设有WIFI无线收发电路模块、TCP网口收发电路模块、Zigbee无线收发电路模块和LED指示电路模块，TCP网口收发电路模块与无线路由器相通讯连接；主控MCU控制电路模块包括采用型号为IAP15W4K8S4 的主控芯片U8及其复位电路与程序下载接口端口J3，复位电路的复位接口信号端RST与主控芯片U8的RST复位功能引脚端相电连，程序下载接口端口J3的P3.0功能引脚与主控芯片U8的P3.0功能引脚相电连接，程序下载接口端口J3的P3.1功能引脚与主控芯片U8的P3.1功能引脚相电连接，提高主控MCU控制电路模块复位执行操作与程序下载或更新调试便捷灵活有效性；主控MCU控制电路模块上设有与TCP网口收发电路模块、Zigbee无线收发电路模块和WIFI无线收发电路模块相电连接的功能端引脚端口。每路环境参数控制器30包括采集MCU控制电路模块，分别接入采集MCU控制电路模块输入或输出端的温湿度采集电路模块、TVOC采集电路模块、PM2.5采集检测电路模块、LED指示电路模块和Zigbee无线收发电路模块，采集MCU控制电路模块上设有与温湿度采集电路模块（见图3）、PM2.5采集检测电路模块、TVOC采集电路模块（见图4）、LED指示电路模块（见图5）和Zigbee无线收发电路模块相电连接的功能端引脚端口。主控制器10设检测判断环境参数采集器30是否发生故障或失效的采集器检测报警模块，主控制器检测判断环境采集器传输过来的数据明显超过设定异常数据时，采集器检测报警模块通过声光报警提示所对应的环境参数采集器出现异常，报警及时进行对环境参数采集器进行检修；主控制器10设检测判断设备驱动器20是否发生故障或失效的驱动器检测报警模块，主控制器根据接收环境参数采集器的环境参数数据，控制启动设备驱动器进行对环境控制接口设备60进行驱动调节控制，如果环境参数采集器检测传输需要设备驱动器进行对环境控制接口设备对环境进行调节，主控制器检测获得设备驱动器未能有效向环境控制接口设备进行控制驱动时，及时进行报警提示对设备驱动器进行检修。温湿度采集电路模块（见图3）由型号为HDC1080的温湿度芯片U1及第1电容C1，第1电阻R1、第2电阻R2组成。HDC1080是美国TI公司生产的一颗高精度温湿度采集芯片，湿度为±2%，温度为±0.2℃，负责采集当前环境中的温湿度，由单片机定时访问该电路，相关数据经由SDA、SCL脚传送至与采集MCU控制电路模块的采集处理单片机U3的VOC-SDA功能引脚端和VOC-SCL功能引脚端相电连接，提高温湿度采集处理精度与效率。采集MCU控制电路模块的采集处理单片机U3采用型号为IAP15W4K58S4_LQFP64S的单片机（见图14），提高温湿度采集处理精度与效率。TVOC采集电路模块（见图4）由型号为VOC-KQM2801AI的采集模块M3，第6电阻R6、第7电阻R7、第12电阻R12和第13电阻R13组成，其中采集模块M3的SDA功能引脚串联第12电阻R12后与采集处理单片机U3的VOC-SDA功能引脚端相电连接，采集模块M3的SDA功能引脚串联第13电阻R13后与采集处理单片机U3的VOC-SCL功能引脚端相电连接；采集模块M3的SDA功能引脚串联第6电阻R6后与+4.2V电源相电连接；采集模块M3的SCL功能引脚串联第7电阻R7后与+4.2V电源相电连接。负责采集当前环境中的TVOC值，将采集获得的相关数据经由VOC-SDA脚和VOC-SCL脚传送至单片机，通讯方式为IIC，提高对环境的室内挥发性有机气态物质TVOC参数的采集处理可靠有效性。LED指示警示电路模块（见图5），LED指示电路由第7平面发光管D7、第10平面发光管D10、第16平面发光管D16、第1三极管Q1～第6三极管Q6、第10电阻R10、第11电阻R11、第23电阻R23、第24电阻R24、第14电阻R14、第15电阻R15、第25电阻R25、第20电阻R20、第16电阻R16、第19电阻R19，第21电阻R21和第22电阻R22等电连接组成，其中第1三极管Q1集电极串联第23电阻R23后与第7平面发光管D7的绿色发光功能引脚相电连接；第2三极管Q2集电极串联第24电阻R24后与第7平面发光管D7的红色发光功能引脚相电连接，第1三极管Q1基极串联第10电阻R10后与采集MCU控制电路模块的采集处理单片机U3的Light-1-G绿色发光功能引脚相电连接，第2三极管Q2基极串联第11电阻R11后与采集MCU控制电路模块的采集处理单片机U3的Light-1-R红色发光功能引脚相电连接。其他第10平面发光管D10和第16平面发光管D16与采集MCU控制电路模块的采集处理单片机U3的电路连接参照图12所示电路图并结合参照第7平面发光管D7与采集MCU控制电路模块的采集处理单片机U3的电路连接结构，用于指示当前的环境参数采集工作状态，包含内部传感器的工作状态是否正常、运行/停止和/或联机状态等相关参数，并用红色或绿色发光区分,提高状态监控警示直观性效果，在环境参数超越设定上下限预警范围参数时，及时警示提示室内环境状况，并及时启动开启除湿机、加湿机或空调等相关环境调节设备，提示环境调节设备处于调节状态，更具智能人性化管理。同样在主控制器和设备驱动器中设置的LED指示电路模块中也参照图12所示电路图并结合参照第7平面发光管D7与采集MCU控制电路模块的采集处理单片机U3的电路连接结构，提高对主控制器和设备驱动器自动控制工作状态的状态监控直观性效果，更具智能人性化管理。为人们居住及生活室内环境提供及时有效的指示与警示作用，更好为人们提供室内环境状况的变化感知及预警效果。开关量输出电路模块采用继电器输出模块（见图11），继电器输出模块包括继电器和开关电路，开关电路中的开关信号JD-OUT1功能输入端与驱动器MCU控制电路模块中的开关信号JD-OUT1功能输出端相电连接。开关量输出电路模块是设备驱动器中的一种输出电路。由继电器K1，第2三极管Q2，第45电阻R45、第46电阻R46、第47电阻R47、第48电阻R48，第11二极管D11和第12发光管D12等电连接组成；其中第11二极管D11并联在继电器K1线圈两端，提高继电器线圈的保护作用，第2三极管Q2基极串联第48电阻R48后与单片机上继电器触发信号JD-OUT1功能引脚相电连接。其作用是通过单片机驱动继电器来控制外部电器的开关，第2三极管Q2集电极串联第46电阻R46后与继电器线圈第一端头相电连接，继电器线圈第二端头依次串联第45电阻和第12发光二极管D12后与继电器线圈第一端头相并联接，第12发光二极管D12的阴极与继电器线圈第一端头相并联接。其中JD-OUT1功能引脚电连接第47电阻R47下拉至地，单片机上电初始该引脚JD-OUT1为弱上拉，其内部上拉电阻为100K～200K之间，而R47阻值较小，刚上电时使该引脚保持在低电平，提高确保继电器不动作的可靠有效性。保证外部电器不会因上电初始误动作。上电后，单片机把该引脚设置为强推挽输出，保证系统的正常工作。中央控制器50设有云端服务器，提高环境监控控制调节数据的云端存储有效性，提高对室内环境监控调节控制的数据分析获取有效性，获得更好的实时调节处理控制方式。红外控制输出电路模块（见图10）由第四三极管Q4、第4电阻R4、第5电阻R5，红外发射管D2等组成，第四三极管Q4集电极依次串联红外发射管D2和第5电阻R5后与+5V电源相电连接，红外发射管D2阴极与第四三极管Q4集电极相电连接，第四三极管Q4基极串联第4电阻R4后与驱动器MCU控制电路模块的驱动处理芯片U9的P0.6驱动信号引脚端相电连接。通过驱动处理芯片U9单片机的IO口将控制信号发送出去。由单片机产生38K载波，并把数据加载在载波上，发送给相关电器，启动或关闭如空调等红外控制的环境调节控制设备60，提高对室内环境红外控制的环境调节设备的启动或关闭驱动控制管理可靠有效性。驱动处理芯片U9（见图13）采用型号为IAP15W4K58S4_LQFP64S的单片机，提高驱动控制处理精度与效率。Zigbee无线收发电路模块（见图6）采用型号为Z151-A的Zigbee芯片M2单元，Zigbee无线收发电路模块的USART4-TX功能端引脚与主控MCU控制电路模的USART4-TX功能端引脚相通讯连接，Zigbee无线收发电路模块的USART4-RX功能端引脚与主控MCU控制电路模块的USART4-RX功能端引脚相通讯连接。在Zigbee无线收发电路模块中（见图6），主要由型号为Z151-A的Zigbee芯片M2、按键S7，电容C23，C18，第44电阻R44，第58电阻R58，第59电阻R59，第8发光管D8，第9发光管D9，第10发光管D10等电连接组成，其中第9发光管D9串联第58电阻R58后与主控MCU控制电路模块的USART4-TX功能端引脚相电连接，第10发光管D10串联第59电阻R59后与主控MCU控制电路模块的USART4-RX功能端引脚相电连接，同时在主控MCU控制电路模块的USART4-TX功能端引脚和USART4-RX功能端引脚位置处并联第23接口端子J23，提高对主控MCU控制电路模块的USART4-TX功能端和USART4-RX功能端调试检测效率与调试检测便捷性；按键S7串联在Zigbee芯片M2的NRESET功能引脚与接地线之间。主要负责环境参数采集器30、主控制器10、设备驱动器20之间的无线通讯，通讯指令中含有通讯地址，只要在有效通讯距离范围内，各设备之间的通讯能按照指定的设备进行通讯，不会进行误传错传，提高相互间的无线通讯稳定可靠性及通讯准确有效性。WIFI无线收发电路模块(见图8)采用型号为WIFI-HEKR-V1.1的WIFI芯片M3模块构成的无线路由器，WIFI无线收发电路模块的USART3-TX功能端引脚与主控MCU控制电路模块的USART3-TX功能端引脚相通讯连接，WIFI无线收发电路模块的USART3-RX功能端引脚与主控MCU控制电路模块的USART3-RX功能端引脚相通讯连接。WIFI无线收发电路模块为主控制器10上主控板与手机端通信的电路，由WIFI模块M3，线性降压LDO芯片U6，第29电容C29、第30电容C30、第28电容C28，第29电阻R29、第61电阻R61、第56电阻R56、第55电阻R55、第57电阻R57，第19发光管D19、第15发光管D15、第4发光管D4等电连接组成，其中第15发光管D15串联第55电阻R55后与主控MCU控制电路模块的USART3-RX功能端引脚相电连接，第4发光管D4串联第57电阻R57后与主控MCU控制电路模块的USART3-TX功能端引脚相电连接；同时在主控MCU控制电路模块的USART3-TX功能端引脚和USART3-RX功能端引脚位置处并联第13接口端子J13，提高对主控MCU控制电路模块的USART3-TX功能端和USART3-TX功能端调试检测效率与调试检测便捷性。WIFI无线收发电路模块作用是单片机通过UART端口，经过WIFI模块，经过云服务器联接至手机端，提高实现手机与设备主控实现交互信息便捷可靠有效性。TCP网口收发电路模块（见图9）由集成块U11，LDO芯片LM1117-1.8V,晶振Y1，网口座P1，第118电阻R118、第119电阻R119、第15电阻R15、第17电阻R17、第18电阻R18、第24电阻R24、第20电阻R20、第21电阻R21、第22电阻R22、第23电阻R23、第25电阻R25、第26电阻R26，第19电容C19、第21电容C21、第22电容C22、第12电容C12、第27电容C27、第26电容C26、第16电容C16，第25发光管D25、第32发光管D32等电连接组成。其中网口座P1的第1引脚TXP端子、第2引脚TXN端子、第3引脚RXP端子和第6引脚RXN端子分别与集成块U11的第7引脚TXP端子、第8引脚TXN端子、第4引脚RXP端子和第5引脚RXN端子相电连接；集成块U11的第57引脚串联第15电阻R15后与第7接口端子J7的WX-RXD引脚端子相电连接，集成块U11的第58引脚串联第17电阻R17后与第7接口端子J7的WX-TXD引脚端子相电连接，集成块U11的第59引脚串联第18电阻R18后与第7接口端子J7的WX-RESET引脚端子相电连接，第7接口端子J7与同房间内的无线路由器接口端子J17相插接，提高每个房间的主控制器10通过无线路由器40与中央控制器50的无线通讯连接可靠有效性；其中集成块U11采用南京沁恒公司的网络透传芯片CH9121，将单片机的TTL转化成网络TCP,通过网线，联至大屏中央控制器，传送数据至中央控制器。RS485通信输出电路模块（见图12）是驱动器中的输出电路，实现控制相关支持RS485通信的电器，如除湿机、加湿机或除湿加湿一体机。RS485通信输出电路模块电路由型号为MAX485集成芯片U4，第一三极管Q1，第三电阻R3、第二电阻R2、第30电阻R30、第111电阻R111、第112电阻R112、第十电阻R10、第十一电阻R11、第114电阻R114、第115电阻R115，第2电容C2，第30发光管D30、第31发光管D31等电连接组成，其中第一三极管Q1集电极与MAX485集成芯片U4的第2引脚相电连接，第一三极管Q1串联第三电阻R3后与驱动处理芯片U9的USART2-TX功能端相电连接，MAX485集成芯片U4第4引脚与驱动处理芯片U9的USART2-TX功能端相电连接，且MAX485集成芯片U4第4引脚依次串联第31发光管D31和第第111电阻R111后与+3.3V电源相电连接，第31发光管D31的阴极与MAX485集成芯片U4第4引脚相电连接，MAX485集成芯片U4第1引脚串联第30电阻R30后与驱动处理芯片U9的USART2-RX功能端相电连接, MAX485集成芯片U4第1引脚依次串联第30电阻R30、第30发光管D31和第第112电阻R112后与+3.3V电源相电连接，第30发光管D31阴极与第30电阻R30相电连接，MAX485集成芯片U4第6引脚和第7引脚分别串联第114电阻和第115电阻R115后接入第1插接口端子J1，提高对RS485通信输出电路模块的通讯检测与调试可靠有效性，提高设备驱动器通过RS485通信输出电路模块通讯控制外部电器。电源管理电路模块（见图7）由交流220V转直流5V电池充电电路和LDO降压电路等组成。具体的由交流220V转直流5V的AC/DC转换模块M5、锂电池充电芯片U5、DC/DC降压芯片U2，第12电容C12、第13电容C13、第5电容C5、第6电容C6、第7电容C7，第8电阻R8、第35电阻R35、第9电阻R9、第28电阻R28、第29电阻R29、第31电阻R31、第30电阻R30、第33电阻R33、第32电阻R32、第4电阻R4、第5电阻R5，第2二极管D2、第6二极管D6，第8发光管D8、第9发光管D9，稳压管D1，电感L1和锂电池BT1等电连接组成；锂电池充电芯片U5第6引脚串联第31电阻R31后再和锂电池充电芯片U5第3引脚并联在锂电池BT1两端，锂电池BT1正极端与锂电池充电芯片U5第3引脚相电连接，AC/DC转换模块M5的+VO输出端与地之间并联稳压管D1，稳压管D1负极与AC/DC转换模块M5的+VO输出端相电连接，AC/DC转换模块M5的+VO输出端串联第35电阻R35后与锂电池充电芯片U5第4引脚VCC输入端相电连接，锂电池充电芯片U5第4引脚VCC输入端依次串联第28电阻R28和第8发光管D8后与锂电池充电芯片U5第1引脚相电连接，第8发光管D8阴极与锂电池充电芯片U5第1引脚相电连接，锂电池充电芯片U5第4引脚VCC输入端依次串联第29电阻R29和第8发光管D9后与锂电池充电芯片U5第5引脚相电连接，第9发光管D9阴极与锂电池充电芯片U5第5引脚相电连接。锂电池充电芯片U5采用型号为TP4057的单节锂离子电池充电器，DC/DC降压芯片U2第3引脚串联电感L1后与+3.3V电源相电连接，锂电池充电芯片U5第3引脚串联第6二极管D6后与DC/DC降压芯片U2第4引脚VIN端子相电连接，DC/DC降压芯片U2第4引脚VIN端子与+4.2V电源相电连接；锂电池充电芯片U5第4引脚VCC输入端依次串联第35电阻R35、第9电阻R9和第2二极管D2后与DC/DC降压芯片U2第4引脚VIN端子相电连接，第2二极管D2阴极与DC/DC降压芯片U2第4引脚VIN端子相电连接，提高对锂电池充电芯片U5的电压冲击保护作用，提高锂电池充电芯片U5的工作稳定可靠性，DC/DC降压芯片U2采用型号为RT8059的高效率脉冲宽度调制（PWM）降压DC/ DC转换器，提高DC/ DC转换效率，提高转换后的DC电源工作稳定可靠性；本电路由市电220V转化为直流5V，向电池充电电路提供电源，再经DC/DC降压后，为系统主电路有效稳定供电。在各房间外部设有统一的中央控制器和云端服务器，每个房间内单独配置有独立的无线路由器，每个配置有无线组网设备控制器的房间内的主控制器通过其TCP网口收发电路模块和同房间内的无线路由器与中央控制器相通讯连接，中央控制器的数据存储于云端服务器中；中央控制器最大配置100个设有主控制器、多路设备驱动器和多路环境参数采集器的无线组网设备控制器房间。如果无线组网设备控制器再配合使用中央控制器，最大可实现同时控制100个房间下的设备驱动器，且不会因各房间的设备无线通讯时相互干扰而产生错误控制，每个房间下至少3个设备，包含主控器、环境采集控制器和设备驱动器，这样可有效实现300多个设备同时通信控制，环境调节控制驱动控制效率高。无线组网设备控制器有效解决自动检测、自动驱动等问题，还存在有效如何实现无线组网的问题、如何不破坏设备或改装设备来达到驱动设备的问题，如何简化安装问题，例如有效避免了常规方案在主机与驱动器间因需通信而需安装线缆时需要采取在墙体开槽的安装操作麻烦问题，如何控制管理等问题。仅靠普通的电气开关和常用的电路都无法解决，因此必须采用本实用新型申请微控制器MCU的无线组网设备控制器，可靠的无线传送模块，才能达到控制可靠的、使用简单、无需人工干预的无线组网设备控制器，使人们达到有一个舒适的工作和生活环境的目的。将环境采集数据并经运算分析后驱动相关设备环境调节设备如空调、加湿机、除湿机和/或净化器等；由于无线组网设备控制器的各子设备之间通信采用无线通信，因此特别是适合使用在对供室内布线不方便，需要减少开线槽的室内环境调节控制。

考虑图1所示结构原理框图示意图中的图纸文字内容占用较多空间因素无法完整写入Zigbee无线收发电路模块在图1中，若完整写入Zigbee无线收发电路模块于图1的结构原理框图中，则容易导致文字内容过小而显示不清全部内容；因而将Zigbee无线收发电路模块在图1中的ZIGBEE12位置中采用简写为ZIGBEE的简写模式，以提高图纸简洁直观有效性；同样因素将环境参数采集器和设备驱动器中的Zigbee无线收发电路模块也采用简写为ZIGBEE的简写模式；同样因素将WIFI无线收发电路模块简写为WIFF，将电源管理电路模块简写为电源,将其他如TCP网口收发电路模块简写为TCP网口11，将RS485通信输出电路模块简写为485输出23，将红外控制输出电路模块简写为红外输出22，将继电器输出模块简写为继电器输出21等简写处理方式；将环境参数采集器中的温湿度采集电路模块简写为温湿度、将TVOC采集电路模块简写为TVOC、将PM2.5采集检测电路模块简写为PM2.5等简写模式，以及在图1所示未写出LED指示电路模块，均不能作为对本实用新型上述简写名称不一致的不利限制。

在本实用新型位置关系描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上内容和结构描述了本实用新型产品的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本实用新型范围之内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：包括环境参数采集器、设备驱动器和主控制器，每个房间配置一套主控制器、多路环境参数采集器和多路设备驱动器，同一房间内的多路环境参数采集器、多路设备驱动器和主控制器各自均配置设有Zigbee无线收发电路模块，同一房间内的多路环境参数采集器和多路设备驱动器分别通过Zigbee无线收发电路模块与主控制器之间进行无线通讯连接；所述的主控制器包括主控MCU控制电路模块和分别接入主控MCU控制电路模块输入或输出端的Zigbee无线收发电路模块，每路设备驱动器包括驱动器MCU控制电路模块、分别接入驱动器MCU控制电路输入或输出端的Zigbee无线收发电路、开关量输出电路模块、RS485通信输出电路模块和红外控制输出电路模块；每路环境参数控制器包括采集MCU控制电路模块、分别接入采集MCU控制电路模块输入或输出端的温湿度采集电路模块、TVOC采集电路模块和Zigbee无线收发电路模块；开关量输出电路模块、RS485通信输出电路模块和红外控制输出电路模块分别与环境控制接口设备相输出对接。

2.按照权利要求1所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：所述的主控制器、每路设备驱动器和每路环境参数采集器各自均设有独立的Zigbee无线收发电路模块、电源管理电路模块和LED指示警示电路模块。

3.按照权利要求1所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：所述的主控制器设有WIFI无线收发电路模块、TCP网口收发电路模块和LED指示警示电路模块。

4.按照权利要求1所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：所述的多路环境参数控制器最大数量为20路，每路环境参数控制器包括采集MCU控制电路模块，分别接入采集MCU控制电路模块输入或输出端的温湿度采集电路模块、PM2.5采集检测电路模块、TVOC采集电路模块和LED指示电路模块。

5.按照权利要求1所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：所述的多路设备驱动器最大数量为11路，每路设备驱动器中的开关量输出电路模块采用继电器输出模块，继电器输出模块包括继电器和开关电路，开关电路的JD-OUT1开关信号功能输入端与驱动器MCU控制电路模块中的开关信号JD-OUT1功能输出端相电连接。

6.按照权利要求1所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：所述的主控MCU控制电路模块包括采用型号为IAP15W4K8S4 的主控芯片及其复位电路与下载接口电路，主控MCU控制电路模块上设有与TCP网口收发电路模块、Zigbee无线收发电路模块和WIFI无线收发电路模块相电连接的功能端引脚端口。

7.按照权利要求3所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：所述的WIFI无线收发电路模块采用型号为WIFI-HEKR-V1.1的WIFI芯片模块构成的无线路由器，WIFI无线收发电路模块的USART3-TX功能端引脚与主控MCU控制电路模的USART3-TX功能端引脚相通讯连接，WIFI无线收发电路模块的USART3-RX功能端引脚与主控MCU控制电路模的USART3-RX功能端引脚相通讯连接。

8.按照权利要求1所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：在各房间外部设有统一的中央控制器和云端服务器，每个房间内单独配置有独立的无线路由器，每个配置有无线组网设备控制器的房间内的主控制器通过其TCP网口收发电路模块和同房间内的无线路由器与中央控制器相通讯连接，中央控制器的数据存储于云端服务器中；中央控制器最大配置100个设有主控制器、多路设备驱动器和多路环境参数采集器的无线组网设备控制器房间。

9.按照权利要求8所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：所述的主控制器通过WIFI无线收发电路模块与智能移动终端相通讯连接。

10.按照权利要求1或2所述的环境控制系统的无线组网设备控制器，其特征在于：所述的Zigbee无线收发电路模块采用型号为Z151-A的Zigbee芯片单元，Zigbee无线收发电路模块的USART4-TX功能端引脚与主控MCU控制电路模块的USART4-TX功能端引脚相通讯连接，Zigbee无线收发电路模块的USART4-RX功能端引脚与主控MCU控制电路模块的USART4-RX功能端引脚相通讯连接。