CN2667809Y - 基于tcp／ip的家电远程监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种基于TCP/IP的家电远程监控装置，包括有网络接口模块(1)、微处理器控制模块(2)、电可擦除可编程存储器模块(3)、输入输出接口模块(4)、RS232接口模块(5)、IIC总线模块(6)、电源模块(7)，其中电源模块(7)分别与网络接口模块(1)、微处理器控制模块(2)、电可擦除可编程存储器模块(3)、输入输出接口模块(4)、RS232接口模块(5)、IIC总线模块(6)连接，且微处理器控制模块(2)通过串行总线与输入输出接口模块(4)及RS232接口模块(5)连接，通过并行总线与网络接口模块(1)连接，通过IIC总线模块(6)与电可擦除可编程存储器模块(3)连接。本实用新型体积小，重量轻，成本低，参数设定直观方便，操作简便，可以有效地用于家居中对家电进行远程监视和控制。

Description

基于TCP/IP的家电远程监控装置

(一)技术领域

本实用新型涉及一种远程监控装置，特别涉及一种可通过串行接口及网络接口对远方家电设备进行控制和状态监视的装置。

(二)背景技术

随着我国社会经济的快速发展，居民的生活水平稳步提高，各种家电设备在城乡家庭已得到了广泛普及，大大提高了人们的生活质量；自从上世纪90年代以来，信息技术在我国得到了飞速发展，体现在网络建设上则是上网计算机的数量逐年大幅增加，各种网络基础设施正不断得到完善，如今，人们可以通过专线、拨号、宽带等多种方式访问网络资源。但是目前家电设备和网络还未能有效结合起来，家电设备普遍不具有网络功能，网络的强大功能还未能进一步用于增加家电的功能从而进一步方便人们的生活。随着人们的工作越来越繁忙，人们需要创造更舒适、更方便和安全的生活休息环境：例如，夏天人们希望一回家就能享受到凉爽的空调，所以提出了对家电进行远程控制的要求；有时人们出门后不知道家里的门窗关好了没有，或者相关的阀门及开关是否被安全地关闭，但在工作中又不能离开查看，所以很有必要提供一种简单方便的手段，使人们在日常工作中或外出公务时也能随时查看家中相应设备的状况。家电和网络的普及为满足上述需求提供了有利条件，特别是Internet作为连通全球的最开放，使用最广泛的网络系统，IP技术是支撑其运转的关键技术，TCP/IP协议族已成为Internet事实上的标准，也为提供一种不受地域限制的广泛的控制手段提供了有利条件。

(三)发明内容

本实用新型的目的是提供一种可以通过网络实现异地控制家电的运行、监视家居的状态的基于TCP/IP的家电远程监控装置。本实用新型可以实现传统家电和网络的结合，其结构简单，精致小巧，方便易用，一体化程度高。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：本实用新型包括有网络接口模块(1)、微处理器控制模块(2)、电可擦除可编程存储器模块(3)、输入输出接口模块(4)、RS232接口模块(5)、IIC总线模块(6)、电源模块(7)，其中电源模块(7)分别与网络接口模块(1)、微处理器控制模块(2)、电可擦除可编程存储器模块(3)、输入输出接口模块(4)、RS232接口模块(5)、IIC总线模块(6)连接，且微处理器控制模块(2)通过串行总线与输入输出接口模块(4)及RS232接口模块(5)连接，通过并行总线与网络接口模块(1)连接，通过IIC总线模块(6)与电可擦除可编程存储器模块(3)连接。

上述网络接口模块(1)为以太网接口模块。

上述微处理器控制模块(2)为单片机控制模块。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：(1)本装置集成度高，成本低，安装及使用简便，只需进行简单的设置就可使用，适于家居环境使用。(2)本装置可以处理开关量的模拟信号和传送数字信号，使其具有灵活的接口特性；(3)本装置实现了将传统家电和网络技术相结合，为实现家电的网络功能，拓展家电的管理和监视方式提供了有效手段。(4)基于TCP/IP的家电远程监控装置以单片机控制模块为核心，其功能的实现通过软件实现，利用单片机系统模块编程灵活的特点，可实现多种功能的数据处理和控制，具有很好的功能扩展性。相对于其它的家电集中控制器，增加了智能特性和网络功能。

(四)附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的电路图；

图3是本实用新型终端软件的操作界面示意图。

(五)具体实施方式

实施例：

本实用新型的原理框图及电路图如图1、图2所示，本实用新型包括有网络接口模块1、微处理器控制模块2、电可擦除可编程存储器模块3、输入输出接口模块4、RS232接口模块5、IIC总线模块6、电源模块7，其中电源模块7分别与网络接口模块1、微处理器控制模块2、电可擦除可编程存储器模块3、输入输出接口模块4、RS232接口模块5、IIC总线模块6连接，且微处理器控制模块2通过串行总线与输入输出接口模块4及RS232接口模块5连接，通过并行总线与网络接口模块1连接，通过IIC总线模块6与电可擦除可编程存储器模块3连接。为了适应家庭环境，上述各模块均组合在一块电路板上，使装置尽量小型化，其中微处理器控制模块2既负责驱动以太网接口模块，又要实现网络通信协议，同时还实现了相应的控制和监视功能。本实施例中，网络接口模块1为以太网接口模块，微处理器控制模块2为单片机控制模块，控制程序固化在单片机内。

上述以太网接口模块包括有以太网控制器芯片RTL8019AS、隔离变压器HR61101G、以太网插座RJ45及其外围电路，其中以太网控制器芯片RTL8019AS自动实现以太网协议，完成数据和电信号的双向转换；以太网插座是RJ45为与以太网连接的接口；隔离变压器HR61101G连接在太网控制器芯片RTL8019AS与以太网插座RJ45之间，以优化电信号质量。

上述单片机控制模块包括数据存储芯片HY62256A、地址锁存芯片74HC373，其中数据存储芯片HY62256A是存储各种实时数据的单元，随时与单片机进行双向数据交换；地址锁存芯片74HC373对地址和数据总线实现分时使用，使单片机既可访问数据存储芯片，又可对其他器件进行寻址。

上述单片机控制模块还连接有若干指示工作状态的信号灯。

上述输入输出接口模块4包括有接口插座、输入输出总线，其中接口插座为与被控设备接口的物理界面，实现与被控设备的机械和电气的连接；单片机与接口插座通过输入输出总线连接，单片机通过输入输出总线提供开关量输出控制信号和开关量输入监视信号，开关量输出控制信号可驱动被控设备工作，开关量输入监视信号由被监视设备通过接口插座及输入输出总线直接接至单片机。

上述单片机控制模块由其程序软件实现TCP/IP通信功能，网络层和物理层功能由ISA总线的8019AS芯片实现。

上述单片机控制模块的控制指令和检测数据以编码的形式，可通过网络传送至控制终端。

上述电可擦除可编程存储器模块3包括有芯片24C02及其外围电路，RS232接口模块5包括有芯片MAX232CPE及其外围电路，IIC总线模块6包括有IIC总线，电源模块7包括有滤波电路，其中电源模块7对直流电源进行滤波和平滑处理，并分别与各模块连接，为各模块提供高质量的电源，电可擦除可编程存储器模块3通过IIC总线模块6与单片机实现配置参数的调用和设置，RS232接口模块5实现与PC机之间的数据交互。

本基于TCP/IP的家电远程监控装置的工作原理是：本装置可安装在家居的墙壁上或放置在桌面，将以太网插头与装置的网络接口相连，输出接口与设备的开关量驱动接口相连，输入接口与设备的开关量输出接口相连，通过RS232接口设置好工作IP地址和网关IP地址，通电后装置将工作于监听状态，等待远方的连接请求，当用户在远方通过终端向本装置提出连接时，本装置产生应答，并将由输入接口检测到的状态信号按特定的编码发送到终端进行显示，同时终端可通过控制界面发送控制指令，按照特定的数字编码发送到本装置，由装置的单片机控制模块读取并解释，将相应通道的控制信号通过输出端口输出到设备的驱动端口，从而实现对设备的控制动作。利用预留的串行接口端子或IIC接口总线，可以与具有数字接口的设备相连，直接将数字控制编码指令传送到设备的执行控制模块，或读取设备的数字数据传送到远方终端加以显示。特殊的报警信号则可以利用UDP数据报功能通过网络随时传送到小区的控制管理中心。

本实用新型中的单片机控制模块是核心，负责驱动网络接口模块、协调模块间的数据传送；本实用新型上电后自动复位，输出状态为停止运转状态。本实用新型在接口扩展以前，标准最小配置状况下的开关量接口分别为4输入和4输出，以控制4路照明灯为输出实例，检测4路开关位置信号为输入实例，照明电源的主回路用接触器进行控制，控制回路用三极管结合继电器驱动，本装置提供控制信号，相应的控制和驱动电路在设备端，这样的配置一方面可以使本装置减小体积，适用于家居使用环境；另一方面可以使本装置具有灵活的扩展性和普遍的适用性，用标准的控制信号控制不同类别的设备。其中终端控制界面如图3所示，包括通信参数设置、串口控制台和用户测控面板3个子界面，串口控制台在本地虚拟出一个虚拟控制终端后，用相应的命令设置装置的实际工作参数，可以观察装置的初始化状态和信息，监视通过串口收发的数据；通信参数设置用于设置欲连接的装置的网络参数；用户测控面板是用户在远方控制和监视设备的操作界面，控制和操作是工作在面向连接的工作方式下的，因而具有较好的实时性，当用户需要监控时，点击连接按钮，连接成功后，监控子面板用红、绿信号标志及时显示被监视设备的工作状态，当状态发生变化时，会有声音信号提示并即时改变信号标志的颜色。点击控制面板的控制按钮，则发送相应设备的控制信号，通过网络传送至装置并通过输出端发出执行信号。对于具有数字数据接口的设备，本装置则工作于网络接口转换器状态，具有数字数据接口的设备包括数字电表、水表和煤气表等，这些设备可以通过串行接口输入到本装置内，进行规定的编码后通过网络发送到客户程序进行进一步处理。

Claims (10)

1、一种基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于包括有网络接口模块(1)、微处理器控制模块(2)、电可擦除可编程存储器模块(3)、输入输出接口模块(4)、RS232接口模块(5)、IIC总线模块(6)、电源模块(7)，其中电源模块(7)分别与网络接口模块(1)、微处理器控制模块(2)、电可擦除可编程存储器模块(3)、输入输出接口模块(4)、RS232接口模块(5)、IIC总线模块(6)连接，且微处理器控制模块(2)通过串行总线与输入输出接口模块(4)及RS232接口模块(5)连接，通过并行总线与网络接口模块(1)连接，通过IIC总线模块(6)与电可擦除可编程存储器模块(3)连接。

2、根据权利要求1所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述网络接口模块(1)为以太网接口模块。

3、根据权利要求2所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述以太网接口模块包括有以太网控制器芯片RTL8019AS、隔离变压器HR61101G、以太网插座RJ45及其外围电路，其中以太网控制器芯片RTL8019AS自动实现以太网协议，完成数据和电信号的双向转换；以太网插座是RJ45为与以太网连接的接口；隔离变压器HR61101G连接在太网控制器芯片RTL8019AS与以太网插座RJ45之间，以优化电信号质量。

4、根据权利要求1所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述微处理器控制模块(2)为单片机控制模块，控制程序固化在单片机内。

5、根据权利要求4所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述单片机控制模块包括数据存储芯片HY62256A、地址锁存芯片74HC373，其中数据存储芯片HY62256A是存储各种实时数据的单元，随时与单片机进行双向数据交换；地址锁存芯片74HC373对地址和数据总线实现分时使用，使单片机既可访问数据存储芯片，又可对其他器件进行寻址。

6、根据权利要求5所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述单片机控制模块还连接有若干指示工作状态的信号灯。

7、根据权利要求1所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述输入输出接口模块(4)包括有接口插座、输入输出总线，其中接口插座为与被控设备接口的物理界面，实现与被控设备的机械和电气的连接；单片机与接口插座通过输入输出总线连接，单片机通过输入输出总线提供开关量输出控制信号和开关量输入监视信号，开关量输出控制信号可驱动被控设备工作，开关量输入监视信号由被监视设备通过接口插座及输入输出总线直接接至单片机。

8、根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述单片机控制模块由其程序软件实现TCP/IP通信功能，网络层和物理层功能由ISA总线的8019AS芯片实现。

9、根据权利要求8所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述单片机控制模块的控制指令和检测数据以编码的形式，可通过网络传送至控制终端。

10、根据权利要求9所述的基于TCP/IP的家电远程监控装置，其特征在于上述电可擦除可编程存储器模块(3)包括有芯片24C02及其外围电路，RS232接口模块(5)包括有芯片MAX232CPE及其外围电路，IIC总线模块(6)包括有IIC总线，电源模块(7)包括有滤波电路，其中电源模块(7)对直流电源进行滤波和平滑处理，并分别与各模块连接，为各模块提供高质量的电源，电可擦除可编程存储器模块(3)通过IIC总线模块(6)与单片机实现配置参数的调用和设置，RS232接口模块(5)实现与PC机之间的数据交互。

Images