專利名稱：室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及由單片機(jī)組成的節(jié)能控制裝置，特別是采用光電與熱釋電效應(yīng)傳感器對區(qū)域電源進(jìn)行自動(dòng)控制的智能控制器。
背景技術(shù)：
隨著傳感器技術(shù)和智能控制技術(shù)的發(fā)展與不斷改進(jìn)，生活中相關(guān)產(chǎn)品幾乎隨處可見、層出不窮。但是到目前為止，人們所能在市場上買到而又與本課題相關(guān)的產(chǎn)品，不是只運(yùn)用了熱釋電紅外感應(yīng)傳感器的(如熱釋電紅外感應(yīng)報(bào)警器等)，就是只用到光電傳感器的 (如數(shù)碼計(jì)數(shù)器等)。而根據(jù)前期的調(diào)查，目前也沒有出現(xiàn)這種產(chǎn)品的專利，市面上也沒有出現(xiàn)基于同種原理設(shè)計(jì)出來的智能控制器?，F(xiàn)有的類似產(chǎn)品只有聲控器和紅外報(bào)警器等，但相比之下它們還是存在許多考慮不周的地方，不能實(shí)現(xiàn)精確而更具節(jié)能效應(yīng)的控制功能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種準(zhǔn)確控制、節(jié)能效果好的室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制
ο本新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，包括主要由主控制芯片組成的主控制器，主要由光電接近開關(guān)和單片機(jī)組成的光電接近傳感器，主控制器的控制信號輸出端順次級聯(lián)三極管驅(qū)動(dòng)電路和繼電器，繼電器的常開觸點(diǎn)連接在區(qū)域供電回路中；所述光電接近開關(guān)為兩個(gè)，兩個(gè)光電接近開關(guān)的信號輸出端分別與所述單片機(jī)的信號輸入端連接，該單片機(jī)的信號輸出端順次級聯(lián)第一驅(qū)動(dòng)電路以及第一無線編碼發(fā)射電路；兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器順次級聯(lián)第二驅(qū)動(dòng)電路以及第二無線編碼發(fā)射電路；第一無線接收解碼電路和第二無線接收解碼電路的信號輸出端分別與主控制器的信號輸入端連接。上述主控制芯片的型號為STC89C52 ；光電接近開關(guān)的型號為E3F-DS30C4 ；單片機(jī)的型號為STC12C2052D ；熱釋電人體感應(yīng)傳感器的型號為RSD-I。上述第一無線編碼發(fā)射電路主要由型號為PT2262的編碼芯片和型號為BX-R315A 的無線發(fā)射模塊組成；第二無線編碼發(fā)射電路主要由型號為PT2262的編碼芯片和型號為BX-R433A的無線發(fā)射模塊組成；第一無線接收解碼電路主要由型號為⑶R03A-315的無線接收模塊和型號為PT2272的解碼芯片組成；第二無線接收解碼電路主要由型號為 CDR03A-433的無線接收模塊和型號為PT2272的解碼芯片組成。上述第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路均主要由芯片U93D組成；兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器的檢測球形區(qū)域不小于180°。上述繼電器的型號為HRS2H-S-DC-5V。還具有液晶顯示器；液晶顯示器與所述主控制器的信號輸出端連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)[0012]1、智能分辨人員的進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)有序計(jì)數(shù)采用雙光電探頭設(shè)計(jì)，根據(jù)先后順序判斷
進(jìn)出ο2、室內(nèi)全范圍目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測采用兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器實(shí)現(xiàn)180度全方位立體檢測。3、傳感器和控制器間無線通信采用了兩個(gè)頻段的低價(jià)無線四路開關(guān)信號模塊組合，既防止了相互干擾又實(shí)現(xiàn)了相互通信。4、雙傳感器優(yōu)先級設(shè)計(jì)本新型采用光電與熱釋電效應(yīng)雙傳感器的室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，首次采用了光電接近傳感器和熱釋電人體感應(yīng)傳感器于一體的設(shè)計(jì)理念。 能實(shí)現(xiàn)智能計(jì)數(shù)，智能分辨目標(biāo)的進(jìn)出情況，室內(nèi)全范圍目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測。該控制器的人機(jī)界面良好，功耗低，傳感器和主控制器間實(shí)現(xiàn)無線通信，雙傳感器設(shè)計(jì)更有效節(jié)約電能。 其中，具有高優(yōu)先級的熱釋電人體感應(yīng)傳感器，如果在長時(shí)間內(nèi)沒有采集到人體信號，會(huì)自動(dòng)切斷電源；在人流量較小的情況下，采用兩個(gè)光電接近傳感器對進(jìn)出人員進(jìn)行有序計(jì)數(shù)， 當(dāng)進(jìn)入和出去人數(shù)相等時(shí)，熱釋電人體感應(yīng)傳感器控制模塊的等待時(shí)間大大縮短。本裝置采用高優(yōu)先級的熱釋電人體感應(yīng)傳感器與低優(yōu)先級的光電接近傳感器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更高效的節(jié)能功能。主要技術(shù)指標(biāo)最大有序記錄人數(shù)999人；計(jì)數(shù)傳感器工作距離50cm ；熱釋電人體感應(yīng)傳感器有效距離IOm ；熱釋電人體感應(yīng)傳感器感應(yīng)角度180° ； 傳感器安裝高度160cm ；工作電壓5V。

圖1是本新型的主控制器部分硬件結(jié)構(gòu)框圖。圖2是圖1的電路圖。圖3是光電接近傳感器及其第一驅(qū)動(dòng)電路(即圖中L293驅(qū)動(dòng)芯片)和第一無線編碼發(fā)射電路(即圖中PT2262無線調(diào)制發(fā)射芯片和信號發(fā)射電路)的結(jié)構(gòu)框圖。圖4是圖3的電路圖。圖5是熱釋電人體感應(yīng)傳感器及其第二驅(qū)動(dòng)電路(即圖中L293驅(qū)動(dòng)芯片)和第二無線編碼發(fā)射電路(即圖中PT2262無線調(diào)制發(fā)射芯片和信號發(fā)射電路)的結(jié)構(gòu)框圖。圖6是圖5的電路圖。圖7是主控制器通過人體感應(yīng)信號和光電信號對區(qū)域電源進(jìn)行控制的程序流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2示出，本新型包括主要由主控制芯片組成的主控制器，主要由光電接近開關(guān)和單片機(jī)組成的光電接近傳感器，主控制器的控制信號輸出端順次級聯(lián)三極管驅(qū)動(dòng)電路和繼電器，繼電器的常開觸點(diǎn)連接在區(qū)域供電回路中；[0031]所述光電接近開關(guān)為兩個(gè)，兩個(gè)光電接近開關(guān)的信號輸出端分別與所述單片機(jī)的信號輸入端連接，該單片機(jī)的信號輸出端順次級聯(lián)第一驅(qū)動(dòng)電路以及第一無線編碼發(fā)射電路；兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器順次級聯(lián)第二驅(qū)動(dòng)電路以及第二無線編碼發(fā)射電路；第一無線接收解碼電路和第二無線接收解碼電路的信號輸出端分別與主控制器的信號輸入端連接(參見圖3 圖6)。還具有液晶顯示器；液晶顯示器與所述主控制器的信號輸出端連接。第一無線編碼發(fā)射電路主要由型號為PT2262的編碼芯片和型號為BX-R315A的無線發(fā)射模塊組成；第二無線編碼發(fā)射電路主要由型號為PT2262的編碼芯片和型號為BX-R433A的無線發(fā)射模塊組成；第一無線接收解碼電路主要由型號為⑶R03A-315的無線接收模塊和型號為PT2272 的解碼芯片組成；第二無線接收解碼電路主要由型號為CDR03A-433的無線接收模塊和型號為PT2272的解碼芯片組成。第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路均主要由芯片L293D組成；所述兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器的檢測球形區(qū)域不小于180°。智能控制器采用具有雙探頭的光電接近傳感器，準(zhǔn)確區(qū)別進(jìn)入和出去的人員并計(jì)數(shù)。通過對比人數(shù)是否相等來控制區(qū)域內(nèi)電源的關(guān)閉時(shí)間。人員計(jì)數(shù)的原理是采用兩個(gè)光電探頭，人員通過會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號。通過先后順序，區(qū)分是進(jìn)入或是出去并記錄人數(shù)。由于這種方式在人流量大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。因此，設(shè)計(jì)中增添了全方位的熱釋電人體感應(yīng)傳感器。該傳感器由兩個(gè)紅外熱釋電人體感應(yīng)模塊組成，每個(gè)模塊檢測的是120°的球形范圍，兩個(gè)感應(yīng)模塊重合的檢測球形區(qū)域可超過180°，從而構(gòu)成熱釋電人體感應(yīng)傳感器。傳感器和主控系統(tǒng)采用無線通信方式傳輸數(shù)據(jù)，它們之間不需要復(fù)雜的連線，且安裝位置靈活。采用單片機(jī)控制繼電器智能控制電源的開關(guān)。該智能控制器一共使用了兩個(gè)傳感器模塊，二者缺一不可。若只在進(jìn)出口安放用于進(jìn)出狀態(tài)識別的光電接近傳感器，對進(jìn)入和出去該場所的人員進(jìn)行有序計(jì)數(shù)而控制電源的開閉，會(huì)存在一定的缺陷。因?yàn)樵谌肆髁啃〉臅r(shí)候它是有效的，但在人流量大或者有人一直站在門口位置時(shí)便不能正常工作了，于是加入對運(yùn)動(dòng)人體敏感的熱釋電人體感應(yīng)傳感器彌補(bǔ)這一缺陷。一個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器探頭的敏感角度為120度左右，不能滿足要求，于是采用兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器探頭使其敏感角度交叉一部分而達(dá)到180度。將該熱釋電人體感應(yīng)傳感器置于室內(nèi)的墻壁上感知室內(nèi)人員的活動(dòng)情況，確保有人運(yùn)動(dòng)的情況下電源開啟，長時(shí)間無人的情況下關(guān)閉電源(暫定為45分鐘，可以調(diào)至更短或更長時(shí)間)，這樣便可以達(dá)到高效節(jié)能環(huán)保的目的。除此之外，考慮到方便布置放于不同位置的兩個(gè)傳感器和主控制器，本系統(tǒng)采用無線通信的方式實(shí)現(xiàn)信號的采集，從而避免的長距離布線和傳感器安裝位置受限制等情況。無線信號傳輸模塊采用專用編碼芯片PT2262對信號進(jìn)行編碼和發(fā)送，每次發(fā)送數(shù)據(jù)都要先給芯片供電，這里采用專用驅(qū)動(dòng)芯片L293D以達(dá)到使用要求。傳感器分別調(diào)試好后，組合在一起又出現(xiàn)通信干擾的問題(因?yàn)閮蓚€(gè)無線模塊用了 315M頻段)，為了避免這種情況，把其中一塊改為其他不同頻段 (如433M頻段)，此問題得以有效解決。參見圖7，本實(shí)用新型工作過程如下在電源接通狀態(tài)的條件下，當(dāng)有人正在通過雙光電接近傳感器進(jìn)入控制器區(qū)域，首先由1號光電接近傳感器感知，然后2號光電接近傳感器的感知也到。傳感器上的控制芯片處理接收到的信息，分辨先后順序即可知道有人進(jìn)入控制器區(qū)域，接著傳輸數(shù)據(jù)給主控制器，主控制器開始計(jì)數(shù)，并使繼電器接通，打開該區(qū)域電源，在此同時(shí)主控制器設(shè)置關(guān)閉電源等待時(shí)間為45分鐘。當(dāng)有人正在通過雙光電接近傳感器走出控制器區(qū)域，首先由2號光電接近傳感器感知，然后1號光電接近傳感器的感知也到。傳感器上的控制芯片處理接收到的信息，分辨先后順序即可知道有人走出控制區(qū)域，接著傳輸數(shù)據(jù)給主控制器，主控制器在計(jì)數(shù)的同時(shí)也開始判斷如果和進(jìn)來的人數(shù)相等，設(shè)置關(guān)閉電源等待時(shí)間為8分鐘。當(dāng)在等待關(guān)閉電源的時(shí)間內(nèi)兩個(gè)傳感器都沒有檢測到人員信號時(shí)，系統(tǒng)清零并關(guān)閉該區(qū)域的電源。當(dāng)在等待時(shí)間內(nèi)若熱釋電人體感應(yīng)傳感器檢測有到人員動(dòng)作，該模塊便通過無線模塊把信號傳給主控制器，主控制器重新設(shè)置關(guān)閉電源等待時(shí)間為45分鐘并使繼電器接通而打開該區(qū)域電源。如此循環(huán)，以等待傳感器輸入信號。當(dāng)有人員進(jìn)出時(shí)，兩個(gè)光電接近傳感器探頭會(huì)先后產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，單片機(jī) STC12C2052采集到信號，處理成進(jìn)出兩種情況，并通過無線發(fā)射模塊編碼并發(fā)送，無線接收模塊接收到信號，通過解碼芯片處理成兩路脈沖信號，分別對應(yīng)進(jìn)出。熱釋電人體感應(yīng)傳感器檢測到有人員活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，通過驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)無線發(fā)射模塊編碼并發(fā)送，無線接收模塊接收到信號，通過解碼芯片處理成一路脈沖信號，表示室內(nèi)有人活動(dòng)。主控芯片采集到這三路信號處理從而控制繼電器達(dá)到控制區(qū)域用電器的目的。實(shí)施例本控制器硬件型號1、名稱315M小體積無線發(fā)射模塊，功能向主板發(fā)送數(shù)據(jù)，無線通信，型號 BX-R315A。2、名稱433M小體積無線發(fā)射模塊，功能向主板發(fā)送數(shù)據(jù)，無線通信，型號 BX-R433A。3、名稱315M小體積無線接收模塊，功能接收傳感器數(shù)據(jù)，無線通信，型號 CDR03A-315。4、名稱433M小體積無線接收模塊，功能接收傳感器數(shù)據(jù)，無線通信，型號 CDR03A-433。5、名稱光電接近開關(guān)，功能感知人或物的接近，型號E3F_DS30C4。6、名稱無線編碼芯片，功能對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，型號PT2^52。7、名稱無線編碼芯片，功能對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，型號ΡΤ2^52。8、名稱無線解碼芯片，功能對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，型號ΡΤ2272。9、名稱無線解碼芯片，功能對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，型號ΡΤ2272。10、名稱發(fā)射驅(qū)動(dòng)芯片，功能驅(qū)動(dòng)發(fā)射模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，型號U93D。11、名稱傳感器控制芯片，功能智能分析兩個(gè)光電接近傳感器探頭的信號，判斷進(jìn)出情況并控制無線模塊向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，型號STC12C2052。12、名稱熱釋電人體感應(yīng)傳感器，功能感知人員活動(dòng)，當(dāng)有人在其工作范圍內(nèi)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生信號脈沖，型號RSD-1。13、名稱液晶顯示器，功能顯示人員數(shù)量和系統(tǒng)工作狀態(tài)，型號1602。14、名稱繼電器，功能控制區(qū)域電源，型號HRS2H-S-DC_5V。[0059] 15、名稱主控制芯片，功能處理傳感器的數(shù)據(jù)，控制液晶顯示和繼電器的工作， 型號STC89C52。
權(quán)利要求1.一種室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，包括，主要由主控制芯片組成的主控制器，主要由光電接近開關(guān)和單片機(jī)組成的光電接近傳感器，其特征是所述主控制器的控制信號輸出端順次級聯(lián)三極管驅(qū)動(dòng)電路和繼電器，繼電器的常開觸點(diǎn)連接在區(qū)域供電回路中；所述光電接近開關(guān)為兩個(gè)，兩個(gè)光電接近開關(guān)的信號輸出端分別與所述單片機(jī)的信號輸入端連接，該單片機(jī)的信號輸出端順次級聯(lián)第一驅(qū)動(dòng)電路以及第一無線編碼發(fā)射電路; 兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器順次級聯(lián)第二驅(qū)動(dòng)電路以及第二無線編碼發(fā)射電路；第一無線接收解碼電路和第二無線接收解碼電路的信號輸出端分別與主控制器的信號輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，其特征是所述主控制芯片的型號為STC89C52 ；所述光電接近開關(guān)的型號為E3F-DS30C4 ；所述單片機(jī)的型號為 STC12C2052D ；所述熱釋電人體感應(yīng)傳感器的型號為RSD-I。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，其特征是所述第一無線編碼發(fā)射電路主要由型號為PT2262的編碼芯片和型號為BX-R315A的無線發(fā)射模塊組成；所述第二無線編碼發(fā)射電路主要由型號為PT2262的編碼芯片和型號為BX-R433A的無線發(fā)射模塊組成；所述第一無線接收解碼電路主要由型號為CDR03A-315的無線接收模塊和型號為 PT2272的解碼芯片組成；第二無線接收解碼電路主要由型號為⑶R03A-433的無線接收模塊和型號為PT2272的解碼芯片組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，其特征是所述第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路均主要由芯片U93D組成；所述兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器的檢測球形區(qū)域不小于180°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，其特征是所述繼電器的型號為 HRS2H-S-DC-5V。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，其特征是還具有液晶顯示器； 液晶顯示器與所述主控制器的信號輸出端連接。
專利摘要一種室內(nèi)可計(jì)數(shù)智能節(jié)能控制器，屬對區(qū)域電源進(jìn)行自動(dòng)控制的智能控制器。兩個(gè)光電接近傳感器順次級聯(lián)第一驅(qū)動(dòng)電路和第一無線編碼發(fā)射電路，兩個(gè)熱釋電人體感應(yīng)傳感器順次級聯(lián)第二驅(qū)動(dòng)電路和第二無線編碼發(fā)射電路，第一、第二無線接收解碼電路分別與主控制器連接。上述光電接近傳感器主要由光電開關(guān)和單片機(jī)組成。本實(shí)用新型具有檢測角度寬、檢測靈敏度高、省電節(jié)能的特點(diǎn)。
文檔編號G05B19/042GK202093348SQ2011201865
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者張芷珩, 楊平, 熊殿敏, 趙命華 申請人:西華大學(xué)