專利名稱：無線ZigBee分布式溫控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線ZigBee分布式溫控系統(tǒng)，具體的說是涉及一種基于ZigBee 技術(shù)的用戶取暖溫度控制系統(tǒng)，屬于溫度控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)北方供熱的基本能源是煤炭，集中供熱是目前最基本的供熱方式。傳統(tǒng)的供暖模式中，用戶無法自主調(diào)節(jié)室溫，存在能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重的問題，傳統(tǒng)供暖模式的改革已迫在眉睫。推行溫度調(diào)節(jié)，實(shí)施分戶供熱計(jì)量和收費(fèi)，建立用戶經(jīng)濟(jì)利益與能耗的直接關(guān)系，是推動(dòng)集中采暖系統(tǒng)節(jié)能的重要手段。目前，現(xiàn)有的溫控裝置只在用戶的主入水管道上安裝有一個(gè)手動(dòng)閥，當(dāng)室內(nèi)溫度過高或過低時(shí)，用戶可以通過這個(gè)手動(dòng)閥來調(diào)節(jié)閥門的開合程度，以達(dá)到調(diào)節(jié)室溫的作用，這種調(diào)節(jié)方式調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，精度不夠準(zhǔn)確，而且用戶無法根據(jù)實(shí)際需求單獨(dú)調(diào)節(jié)室內(nèi)各個(gè)房間的溫度，不能真正達(dá)到合理用熱、節(jié)能、便捷的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了提供一種無線ZigBee分布式溫控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要采用ZigBee技術(shù)對(duì)溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行通訊，由于ZigBee技術(shù)是無線通訊技術(shù)，溫控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度快、成本低；該系統(tǒng)的溫度測(cè)量單元和電動(dòng)球閥安裝在用戶的各個(gè)房間內(nèi)，用戶可以根據(jù)自身舒適性和經(jīng)濟(jì)性的要求，通過中央單元設(shè)置的按鍵模塊，隨意單獨(dú)調(diào)節(jié)室內(nèi)各個(gè)房間的溫度，進(jìn)行選擇性取暖消費(fèi)，從而可達(dá)到良好的節(jié)能效果；該系統(tǒng)的主控單片機(jī)芯片具有定時(shí)器功能，可以進(jìn)行定時(shí)調(diào)節(jié)，在定時(shí)期間單片機(jī)處于休眠狀態(tài)，可以省電節(jié)能，延長(zhǎng)電池和系統(tǒng)裝置的使用壽命；該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易安裝，調(diào)節(jié)室溫方式便捷、精確，適合在民居住宅中推廣使用。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的。無線ZigBee分布式溫控系統(tǒng)，其特征是它由分布式溫度測(cè)量單元、中央單元和電動(dòng)控制閥單元組成；分布式溫度測(cè)量單元分別設(shè)置在取暖用戶室內(nèi)的各個(gè)房間內(nèi)，它由第一單片機(jī)、溫度傳感器、電池、測(cè)量電路、第一 ZigBee模塊組成，溫度傳感器的信號(hào)輸出端與第一單片機(jī)的溫度信號(hào)輸入端相連接，第一單片機(jī)、溫度傳感器、第一 ZigBee模塊、電池之間通過測(cè)量電路進(jìn)行連接，分布式溫度測(cè)量單元主要進(jìn)行溫度采集；中央單元安裝于用戶室內(nèi)，它由主控電路板、主控單片機(jī)芯片、第二 ZigBee模塊、液晶顯示器、按鍵模塊、供電單元組成，主控單片機(jī)芯片、第二 ZigBee模塊固定在主控電路板的一面，液晶顯示器和按鍵模塊固定在主控電路板的另一面，第二 ZigBee模塊通過串口與主控單片機(jī)芯片進(jìn)行通訊連接，液晶顯示器的數(shù)據(jù)輸入端與主控電路板的顯示信號(hào)輸出端相連接，按鍵模塊的信號(hào)輸出端與主控電路板的按鍵信號(hào)輸入端相連接；供電單元由鋰電池和外部電源連接端口組成，鋰電池的供電信號(hào)輸出端與主控電路板的備用電源輸入端相連接，外部電源連接端口通過電源線與主控電路板的工作電源輸入端口相連接；電動(dòng)控制閥單元分別設(shè)置在室
3內(nèi)的各個(gè)房間內(nèi)，由第三ZigBee模塊、第二單片機(jī)、微型電機(jī)、限位開關(guān)和電動(dòng)球閥組成， 第三ZigBee模塊與第二單片機(jī)串口連接，微型電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端與第二單片機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端相連接，微型電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與限位開關(guān)相連，限位開關(guān)與電動(dòng)球閥之間通過導(dǎo)線相連，電動(dòng)球閥安裝在暖氣管道內(nèi)；第一 ZigBee模塊、第三ZigBee模塊分別與第二 ZigBee模塊進(jìn)行通訊。工作原理取暖用戶可以根據(jù)自身舒適度和經(jīng)濟(jì)性的需求，通過中央單元的按鍵模塊預(yù)設(shè)室內(nèi)各個(gè)房間各個(gè)時(shí)段的溫度。用戶各個(gè)房間內(nèi)的分布式溫度測(cè)量單元中的溫度傳感器將采集得到的溫度信息傳輸給第一單片機(jī)，第一單片機(jī)將分析處理后的溫度信息通過第一 ZigBee模塊傳輸給中央單元中的第二 ZigBee模塊。第二 ZigBee模塊接收到溫度信息后，將溫度信息與用戶預(yù)設(shè)好的溫度信息進(jìn)行比較，如果接收到的溫度大于預(yù)設(shè)溫度，第二 ZigBee模塊將此信息傳送給電動(dòng)控制閥單元中的第三ZigBee模塊，第三ZigBee模塊接收到信息后，將信息通訊給第二單片機(jī)，與第二單片機(jī)相連的微型電機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸向代表閥門呈關(guān)閉狀態(tài)的限位開關(guān)方向移動(dòng)，從而關(guān)閉球閥，降低室內(nèi)溫度，以達(dá)到預(yù)設(shè)溫度；如果接收到的溫度小于預(yù)設(shè)溫度，微型電機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸往代表閥門呈開啟狀態(tài)的限位開關(guān)方向移動(dòng)，從而開啟球閥，提升室內(nèi)溫度，以達(dá)到預(yù)設(shè)溫度。溫控系統(tǒng)按照這樣的過程不斷地感受室溫并按照用戶預(yù)定溫度隨時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)熱量的供給，以防止室溫過熱或過冷，達(dá)到用戶舒適度和經(jīng)濟(jì)性的要求。該系統(tǒng)的主控單片機(jī)芯片具有定時(shí)器功能，可以進(jìn)行定時(shí)調(diào)節(jié)，在定時(shí)期間單片機(jī)處于休眠狀態(tài)，可以省電節(jié)能，延長(zhǎng)電池的使用壽命。本實(shí)用新型主要具有以下有益效果1、該系統(tǒng)主要采用ZigBee技術(shù)對(duì)溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行通訊，由于 ZigBee技術(shù)是無線通訊技術(shù)，溫控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度快、成本低；2、該系統(tǒng)的溫度測(cè)量單元和電動(dòng)球閥安裝在用戶的各個(gè)房間內(nèi)，用戶可以根據(jù)自身舒適性和經(jīng)濟(jì)性的要求，通過中央單元設(shè)置的按鍵模塊，隨意單獨(dú)調(diào)節(jié)室內(nèi)各個(gè)房間的溫度，進(jìn)行選擇性取暖消費(fèi)，從而可達(dá)到良好的節(jié)能效果；3、該系統(tǒng)的主控單片機(jī)芯片具有定時(shí)器功能，可以進(jìn)行定時(shí)調(diào)節(jié)，在定時(shí)期間單片機(jī)處于休眠狀態(tài)，可以省電節(jié)能，延長(zhǎng)電池和系統(tǒng)裝置的使用壽命；4、該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易安裝，調(diào)節(jié)室溫方式便捷、精確，適合在民居住宅中推廣使用。

附圖1是本實(shí)用新型的分布式溫度測(cè)量單元的硬件連接框圖；附圖2是本實(shí)用新型的中央單元的硬件連接框圖；附圖3是本實(shí)用新型的電動(dòng)控制閥單元的硬件連接框圖；附圖4是本實(shí)用新型的工作流程示意圖。下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明具體實(shí)施方式
[0019]實(shí)施例如圖4所示，無線ZigBee分布式溫控系統(tǒng)，它由分布式溫度測(cè)量單元、中央單元和電動(dòng)控制閥單元組成。如圖1所示，分布式溫度測(cè)量單元分別設(shè)置在取暖用戶室內(nèi)的各個(gè)房間內(nèi)，它由第一單片機(jī)、溫度傳感器、電池、測(cè)量電路、第一 ZigBee模塊組成，溫度傳感器的信號(hào)輸出端與第一單片機(jī)的溫度信號(hào)輸入端相連接，第一單片機(jī)、溫度傳感器、第一 ZigBee模塊、電池之間通過測(cè)量電路進(jìn)行連接，分布式溫度測(cè)量單元主要進(jìn)行溫度采集。如圖2所示，中央單元安裝于用戶室內(nèi)，它由主控電路板、主控單片機(jī)芯片、第二 ZigBee模塊、液晶顯示器、按鍵模塊、供電單元組成，主控單片機(jī)芯片、第二 ZigBee模塊固定在主控電路板的一面，液晶顯示器和按鍵模塊固定在主控電路板的另一面，第二 ZigBee 模塊通過串口與主控單片機(jī)芯片進(jìn)行通訊連接，液晶顯示器的數(shù)據(jù)輸入端與主控電路板的顯示信號(hào)輸出端相連接，按鍵模塊的信號(hào)輸出端與主控電路板的按鍵信號(hào)輸入端相連接； 供電單元由鋰電池和外部電源連接端口組成，鋰電池的供電信號(hào)輸出端與主控電路板的備用電源輸入端相連接，外部電源連接端口通過電源線與主控電路板的工作電源輸入端口相連接。如圖3所示，電動(dòng)控制閥單元分別設(shè)置在室內(nèi)的各個(gè)房間內(nèi)，由第三ZigBee模塊、 第二單片機(jī)、微型電機(jī)、限位開關(guān)和電動(dòng)球閥組成，第三ZigBee模塊與第二單片機(jī)串口連接，微型電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端與第二單片機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端相連接，微型電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與限位開關(guān)相連，限位開關(guān)與電動(dòng)球閥之間通過導(dǎo)線相連，電動(dòng)球閥安裝在暖氣管道內(nèi)。第一 ZigBee模塊、第三ZigBee模塊分別與第二 ZigBee模塊進(jìn)行通訊。工作原理，如圖1-圖4所示取暖用戶可以根據(jù)自身舒適度和經(jīng)濟(jì)性的需求，通過中央單元的按鍵模塊預(yù)設(shè)室內(nèi)各個(gè)房間各個(gè)時(shí)段的溫度。用戶各個(gè)房間內(nèi)的分布式溫度測(cè)量單元中的溫度傳感器將采集得到的溫度信息傳輸給第一單片機(jī)，第一單片機(jī)將分析處理后的溫度信息通過第一 ZigBee模塊傳輸給中央單元中的第二 ZigBee模塊。第二 ZigBee模塊接收到溫度信息后，將溫度信息與用戶預(yù)設(shè)好的溫度信息進(jìn)行比較，如果接收到的溫度大于預(yù)設(shè)溫度，第二 ZigBee模塊將此信息傳送給電動(dòng)控制閥單元中的第三ZigBee模塊，第三ZigBee模塊接收到信息后，將信息通訊給第二單片機(jī)，與第二單片機(jī)相連的微型電機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸向代表閥門呈關(guān)閉狀態(tài)的限位開關(guān)方向移動(dòng)，從而關(guān)閉球閥，降低室內(nèi)溫度，以達(dá)到預(yù)設(shè)溫度；如果接收到的溫度小于預(yù)設(shè)溫度，微型電機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸往代表閥門呈開啟狀態(tài)的限位開關(guān)方向移動(dòng)，從而開啟球閥，提升室內(nèi)溫度，以達(dá)到預(yù)設(shè)溫度。溫控系統(tǒng)按照這樣的過程不斷地感受室溫并按照用戶預(yù)定溫度隨時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)熱量的供給，以防止室溫過熱或過冷，達(dá)到用戶舒適度和經(jīng)濟(jì)性的要求。該系統(tǒng)的主控單片機(jī)芯片具有定時(shí)器功能，可以進(jìn)行定時(shí)調(diào)節(jié)，在定時(shí)期間單片機(jī)處于休眠狀態(tài)，可以省電節(jié)能，延長(zhǎng)電池的使用壽命。
權(quán)利要求1.無線ZigBee分布式溫控系統(tǒng)，其特征是它由分布式溫度測(cè)量單元、中央單元和電動(dòng)控制閥單元組成；分布式溫度測(cè)量單元分別設(shè)置在取暖用戶室內(nèi)的各個(gè)房間內(nèi)，它由第一單片機(jī)、溫度傳感器、電池、測(cè)量電路、第一 ZigBee模塊組成，溫度傳感器的信號(hào)輸出端與第一單片機(jī)的溫度信號(hào)輸入端相連接，第一單片機(jī)、溫度傳感器、第一 ZigBee模塊、電池之間通過測(cè)量電路進(jìn)行連接；中央單元安裝于用戶室內(nèi)，它由主控電路板、主控單片機(jī)芯片、第二 ZigBee模塊、液晶顯示器、按鍵模塊、供電單元組成，主控單片機(jī)芯片、第二 ZigBee 模塊固定在主控電路板的一面，液晶顯示器和按鍵模塊固定在主控電路板的另一面，第二 ZigBee模塊通過串口與主控單片機(jī)芯片進(jìn)行通訊連接，液晶顯示器的數(shù)據(jù)輸入端與主控電路板的顯示信號(hào)輸出端相連接，按鍵模塊的信號(hào)輸出端與主控電路板的按鍵信號(hào)輸入端相連接；供電單元由鋰電池和外部電源連接端口組成，鋰電池的供電信號(hào)輸出端與主控電路板的備用電源輸入端相連接，外部電源連接端口通過電源線與主控電路板的工作電源輸入端口相連接；電動(dòng)控制閥單元分別設(shè)置在室內(nèi)的各個(gè)房間內(nèi)，由第三ZigBee模塊、第二單片機(jī)、微型電機(jī)、限位開關(guān)和電動(dòng)球閥組成，第三ZigBee模塊與第二單片機(jī)串口連接，微型電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端與第二單片機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端相連接，微型電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與限位開關(guān)相連，限位開關(guān)與電動(dòng)球閥之間通過導(dǎo)線相連，電動(dòng)球閥安裝在暖氣管道內(nèi)；第一 ZigBee模塊、第三ZigBee模塊分別與第二 ZigBee模塊進(jìn)行通訊。
專利摘要無線ZigBee分布式溫控系統(tǒng)，它由分布式溫度測(cè)量單元、中央單元和電動(dòng)控制閥單元組成；分布式溫度測(cè)量單元設(shè)置在取暖用戶室內(nèi)的各個(gè)房間內(nèi)，它由第一單片機(jī)、溫度傳感器、電池、測(cè)量電路、第一ZigBee模塊組成；中央單元安裝于用戶室內(nèi)，它由主控電路板、主控單片機(jī)芯片、第二ZigBee模塊、液晶顯示器、按鍵模塊、供電單元組成；供電單元由鋰電池和外部電源連接端口組成；電動(dòng)控制閥單元分別設(shè)置在室內(nèi)的各個(gè)房間內(nèi)，由第三ZigBee模塊、第二單片機(jī)、微型電機(jī)、限位開關(guān)和電動(dòng)球閥組成；第一ZigBee模塊、第三ZigBee模塊分別與第二ZigBee模塊進(jìn)行通訊。該系統(tǒng)主要采用ZigBee技術(shù)對(duì)溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行通訊，用戶可隨意單獨(dú)調(diào)節(jié)室內(nèi)各個(gè)房間的溫度，進(jìn)行選擇性取暖消費(fèi)。
文檔編號(hào)F24D19/10GK202141130SQ20112026119
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者吳飛, 孫雅茜, 張凱萱, 王曉明, 蔡璐璐, 賈莉 申請(qǐng)人:吳飛, 孫雅茜, 張凱萱, 王曉明, 蔡璐璐, 賈莉