CN209625428U - 一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统，包括：遥控中控控制器，单火线墙壁智能触摸开关以及电流检测器，所述遥控中控控制器，单火线墙壁智能触摸开关以及电流检测器之间通过HC‑1进行数据传输；本控制系统能够免布线替换普通开关，另外，还增加了电流检测功能，和红外遥控功能，可以实现旧的遥控设备不需要任何改动，只需在电源线上增加电流检测模块就可以把设备的运行电流等数据传到服务器，从而远程控制和查看设备是否工作。

Description

一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统

技术领域

本实用新型涉及家电控制系统技术领域，特别是涉及一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统。

背景技术

当前家庭使用的设备的控制一般通过开关进行控制，开关的开启和关闭一般通过手动进行。随着技术的发展和进步，能够通过远程控制开关的开启和关闭是迫切实现的一项需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统，包括：

遥控中控控制器，单火线墙壁智能触摸开关以及电流检测器，所述遥控中控控制器，单火线墙壁智能触摸开关以及电流检测器之间通过HC-1进行数据传输；

其中，所述遥控中控控制器用于通过其上配备的HC-12发送控制命令到单火线墙壁智能触摸开关；

其中，所述单火线墙壁智能触摸开关用于通过其上配备的HC-12返回开关状态到所述遥控中控控制器；

其中，所述电流检测器用于检测设备线路上的电流状态且通过其上配备的HC-12发送到所述遥控中控控制器。

其中，所述HC-12为433M串口透传射频通信模块。

其中，所述单火线墙壁智能触摸开关，包括：主控芯片、触摸检测芯片、取电模块及输出驱动电路、电源电压转换电路，

所述主控芯片采用单片机STM32L051C8T6；

所述触摸检测芯片采用FTC334K；

所述取电模块采用单火线取电模块BSW-6V-03S进行开态和关态取电；

所述输出驱动电路采用可控硅来驱动负载。

其中，所述电流检测器，包括：电源电路、主控芯片及HC-12电路，

所述电源电路选用RPD5W05E701S微型AC-DC降压模块，通过HT7333转换到3.3V给整机供电；

所述主控芯片采用STM32F103C8T6。

其中，所述遥控中控控制器，包括：主控芯片、红外接收发射电路、网络PHY芯片电路、电源转换电路、无线通信模块，

所述主控芯片为STM32F107RCT6；

所述网络PHY芯片为DP84848。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为，本控制系统能够免布线替换普通开关，另外，还增加了电流检测功能，和红外遥控功能，可以实现旧的遥控设备不需要任何改动，只需在电源线上增加电流检测模块就可以把设备的运行电流等数据传到服务器，从而远程控制和查看设备是否工作。

附图说明

图1所示为本系统原理示意图；

图2所示为本系统中单火线墙壁智能触摸开关的电路连接示意图；

图3所示为单火线墙壁智能触摸开关的主控芯片部分电路连接示意图：

图4所示为单火线墙壁智能触摸开关的触摸检测芯片电路连接示意图；

图5所示为单火线墙壁智能触摸开关的取电模块及输出驱动电路、电源电压转换电路示意图；

图6所示为本系统电流检测器的电源电路连接示意图；

图7所示为电流检测器的主控芯片及HC-12电路连接示意图；

图8所示为遥控中控控制器的连接结构示意图；

图9所示为遥控中控控制器的控制器的电路示意图；

图10所示为遥控中控控制器的红外接收发射电路示意图；

图11所示为遥控中控控制器的网络PHY芯片电路示意图：

图12所示为遥控中控控制器的电源转换电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个部件或者模块或特征与其他部件或者模块或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了部件或者模块在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件或者模块被倒置，则描述为“在其他部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该部件或者模块也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本申请提供了一种家电控制系统，包括：

遥控中控控制器(以下简称中控)，单火线墙壁智能触摸开关(以下简称开关)，电流检测器(以下简称检测器)，三者之间通过HC-12(433M串口透传射频通信模块)进行数据传输，无需通过有线连接。

1、中控可以通过本身自带的红外遥控功能通过红外遥控信号控制有红外接收器的电器设备

2、中控可以通过其上配备的HC-12(433M射频通信模块)发送控制命令到开关

3、开关能够通过其上配备的HC-12返回开关状态到中控

4、检测器检测到的电流状态可以通过其上配备的HC-12发送到中控。

本控制系统能够免布线替换普通开关，另外，还增加了电流检测功能，和红外遥控功能，可以实现旧的遥控设备不需要任何改动，只需在电源线上增加电流检测模块就可以把设备的运行电流等数据传到服务器，从而远程控制和查看设备是否工作。

如图2所示，其中，单火线墙壁智能触摸开关：

采用低功耗单片机STM32L051C8T6作为主控芯片，其工作功耗极低；触摸按键的采集工作采用专用低功耗触摸芯片FTC334K，该芯片抗干扰能力强、外围电路简单、最多可以有四路输入；为缩短开发周期，采用了单火线取电模块(BSW-6V-03S)进行开态和关态取电，该模块取电范围宽，待机功耗低，取电效率高；为配合反馈和远程控制，本应用采用低功耗的433M通信模块HC-12作为无线收发模块，负责接收命令，返回开关状态；为降低待机和使用功耗，本应用采用可控硅来驱动负载(灯泡)；另外，为提升用户体验，在面板上还增加了指示灯来指示灯的开关状态。

如图3所示，其中，主控芯片部分电路如下：

R107,C108组成的复位电路，C109-C111组成电源滤波电路。

R108，D100，D103，R114；R109，D101，D104，R115；R110，D102，D105，R116分别组成一路灯状态的指示(D100-D102为蓝色指示灯，D103-D105为红色指示灯)。

例如，第一路指示灯接在PA8引脚，当PA8输出低电平的时候D100导通点亮，指示灯关闭状态(亮蓝灯)，PA8输出高电平时D103导通电量，指示灯打开状态(亮红灯)。

如图4所示，触摸检测芯片原理如下：

按键信号通过R102-R104传输到主控芯片，C104和C105为采样电容，可以通过调整这两个电容的值来调整触摸芯片的灵敏度。

如图5所示，取电模块及输出驱动电路、电源电压转换电路如下：

关态取电：没有输出的时候(灯关闭的状态)220V电压加在L和L1之间，经过二极管D2整流，输入到取电模块的HDC引脚，取电模块输出6V电压经过HT7333的转换之后供给电路工作。

开态取电：当有输出的时候(灯打开状态)由于可控硅已经导通，AC和L1之间电压为0，此时可控硅Q4导通，利用过零原理，在Q4两端会有大概4V的压降，经过整流桥MB6S整流输出大于6V的电压到取电模块的AC引脚，取电模块输出6V电压经过HT7333的转换之后供给电路工作。

驱动电路：当需要打开灯的时候单片机对应引脚输出高电平，经过R3限流提供给光耦，使光耦的二极管端导通，后级随即导通，从而触发可控硅导通，灯打开。需要关灯的时候单片机输出低电平，光耦失去工作电压关断，可控硅也随即关断，灯关闭。

为达到检测用电器是否开关同时又不破坏用电器原有电路的目的，我们采用了检测用电器电流的方式。为提高开发效率，采用现有的电能表模块PZEM-004T作为采集电流的器件，通过串口读取模块采集到的电压和电流大小判断电器工作状态。其中，电流检测器：具体原理如下，包括：

1、电源电路：

如图6所示，该检测器直接采用220V供电，选用RPD5W05E701S微型AC-DC降压模块。然后通过HT7333转换到3.3V给整机供电。

2、主控芯片及HC-12电路：

如图7所示，所述主控芯片采用STM32F103C8T6，R104，C111组成控制器复位电路。HC-12通过R109,R110与主控器的串口2连接，主控器通过串口1和电能表模块PZEM-004T连接。

如图8所示，遥控中控控制器作为与服务器连接，控制电器，控制开关的中转与返回信息的中间节点，需要长期保持联网，接收状态返回。

为达到以上要求，选择使用STM32F107RCT6作为主控芯片，DP84848作为网络PHY芯片，VS1838B作为红外检测输入，通过红外发光二极管发射红外遥控信号，HC-12作为无线通信模块，准备了I2C通信接口以利于扩展传感器。

各部分连接结构图如下：

1、如图9所示，控制器电路：

包括：复位电路R21,C8；电源指示电路R20,D2；晶振电路Y1，R25，C15，C16；电源滤波电路C1-C5；I2C总线接口R40，R43，P4。主控芯片通过MOS管驱动红外发射装置，能提供较大功率。用来发送红外遥控信号，进而控制遥控设备(如：空调)。

2、如图10所示，红外接收发射电路：

红外发射：当需要发射红外信号时控制器控制相应引脚将IR_SEND电平拉低，从而三极管AO01导通，红外发射管工作，为保证发射功率足大，发射角度足够广，采用7个红外发射管。

红外接收：采用VS1838B模块接收红外遥控信号，经过模块处理后输出电平信号到控制器相应引脚然后进行解析。连接到主控芯片的输入捕获IO引脚，用来检测外部红外遥控信号，可以完成学习功能

3、如图11所示，网络PHY芯片电路：

选用芯片为DP83848，和控制器之间的接口模式为RMII模式，与主控芯片通过RMII总线进行连接，外部通过网线连接到互联网。

4、如图12所示，电源转换电路：

为保持良好兼容性，外部采用5V供电，通过内部的DC变换转到3.3V后给整机供电。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统，其特征在于，包括：

遥控中控控制器，单火线墙壁智能触摸开关以及电流检测器，所述遥控中控控制器，单火线墙壁智能触摸开关以及电流检测器之间通过HC-1进行数据传输；

其中，所述遥控中控控制器用于通过其上配备的HC-12发送控制命令到单火线墙壁智能触摸开关；

其中，所述单火线墙壁智能触摸开关用于通过其上配备的HC-12返回开关状态到所述遥控中控控制器；

其中，所述电流检测器用于检测设备线路上的电流状态且通过其上配备的HC-12发送到所述遥控中控控制器。

2.根据权利要求1所述的一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统，其特征在于，所述HC-12为433M串口透传射频通信模块。

3.如根据权利要求1所述的一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统，其特征在于，所述单火线墙壁智能触摸开关，包括：主控芯片、触摸检测芯片、取电模块及输出驱动电路、电源电压转换电路，

所述主控芯片采用单片机STM32L051C8T6；

所述触摸检测芯片采用FTC334K；

所述取电模块采用单火线取电模块BSW-6V-03S进行开态和关态取电；

所述输出驱动电路采用可控硅来驱动负载。

4.如根据权利要求1所述的一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统，其特征在于，所述电流检测器，包括：电源电路、主控芯片及HC-12电路，

所述电源电路选用RPD5W05E701S微型AC-DC降压模块，通过HT7333转换到3.3V给整机供电；

所述主控芯片采用STM32F103C8T6。

5.如根据权利要求1所述的一种基于射频通信和红外遥控的家电控制系统，其特征在于，所述遥控中控控制器，包括：主控芯片、红外接收发射电路、网络PHY芯片电路、电源转换电路、无线通信模块，

所述主控芯片为STM32F107RCT6；

所述网络PHY芯片为DP84848。