本發(fā)明涉及一種旅館智能控制系統(tǒng)，包含多個電器控制器和一個主控器。旅館顧客可使用手機遠(yuǎn)程操縱室內(nèi)固有或顧客臨時使用的電器。每個電器控制器的輸出經(jīng)光電隔離、雙向可控硅控制，串接于原插座或開關(guān)上，并將其電源接于專用的市電上，實現(xiàn)其負(fù)載通電功率和時間的控制，主控器通過電話網(wǎng)與顧客通信。

(二)

背景技術(shù)：
：

由電力網(wǎng)提供電源的控制系統(tǒng)，其各電子設(shè)備或模塊間都是通過專用線路通信，來糾正各電子設(shè)備或電子模塊的計時時間，達到同步運行目的。由于采用專用線路通信使布線復(fù)雜化并增加成本，如果計時時間不通過線路通信糾正，則由于傳統(tǒng)計時誤差，運行數(shù)小時后，其累積計時誤差會使系統(tǒng)控制動作不一致，可能造成系統(tǒng)崩潰，在一些經(jīng)常變更設(shè)計，布線工程量大的場合其產(chǎn)品應(yīng)用受到限制。

(三)

技術(shù)實現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明涉及旅館智能控制系統(tǒng)，包含多個電器控制器和一個主控器。旅館顧客可使用手機遠(yuǎn)程操縱室內(nèi)固有或顧客臨時使用的電器。各電器控制器的面板裝有3至5只不同顏色LED，電器控制器在離線單獨剛開機后的一段時間，依序顯示不同顏色LED組合(例如：紅、綠、藍、紅綠、藍綠、紅藍、紅綠藍等等)，各組合均與編號的號碼對應(yīng)，選擇顯示不同顏色LED組合時，關(guān)機得到相對應(yīng)的唯一的編號并保存，并貼標(biāo)識可查看核對標(biāo)識，它是在編號時段當(dāng)檢測不到電網(wǎng)周波信號時，單片機依靠其電源電容的儲能將編號數(shù)據(jù)存入非易失存儲器中。

旅館總開關(guān)板上小型斷路器包含多路獨立空氣開關(guān)，它是導(dǎo)軌式安裝和壓板式接線改接方便，每一個空氣開關(guān)控制一路電器負(fù)載，選擇一個空氣開關(guān)，在空氣開關(guān)之后裝隔離二極管，系統(tǒng)采用經(jīng)電力線的半波通信半波供電。主控器和各電器控制器中均安裝周波甄別電路，用于產(chǎn)生系統(tǒng)的同步時間保持系統(tǒng)動作一致，同時在其通信電路中各安裝一個通信電子開關(guān)、開關(guān)驅(qū)動模塊。每個電器控制器的輸出經(jīng)光電隔離、雙向可控硅控制，均串接于原插座或開關(guān)電路中，并將其電源接于系統(tǒng)外的市電上，實現(xiàn)其負(fù)載通電功率和時間的控制，而且改變設(shè)計方便，無須破墻布線，主控器通過電話網(wǎng)與顧客通信。

其通信電子開關(guān)的開關(guān)驅(qū)動模塊是從電力網(wǎng)線經(jīng)電阻降壓后分兩路，一路用于各電器控制器，它經(jīng)反接二極管接于各電器控制器的單片機I/O口，在時鐘計時器計時到周波負(fù)半波時，掃描該I/O口，如果沒有信號即系統(tǒng)處于半波通信狀態(tài)。另一路用于各電器控制器和主控器，其間通信是受同步時間控制以保持動作一致，該路經(jīng)電阻分壓后接D觸發(fā)器的CLK端，D觸發(fā)器的Q端接單片機的外部中斷口(INT0或INT1)，該中斷口設(shè)置為電平觸發(fā)。D觸發(fā)器的D端接地，其S端與單片機的I/O口相接，初始狀態(tài)S端置1。當(dāng)CLK端的正方波信號到來時，其上升沿使D觸發(fā)器置0，外部中斷口低電平產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)程序中先使S端置0使D觸發(fā)器置1即Q端為1而關(guān)中斷，然后進行通信，通信電子開關(guān)依所采用通信方式接于單片機相應(yīng)端口，并進行信號調(diào)理，通信結(jié)束前S端置1使開中斷等待下一周波的通信，如此周而復(fù)始實現(xiàn)半波通信。

旅館安裝一臺小型電話程控交換機，將其中一個分機號用于旅館電器遙控。該分機號和指令代碼與指令的對照表保存在手機中，并用鎖屏密碼等方法防止指令代碼的數(shù)據(jù)泄密。通信時，從座機或手機發(fā)送顧客的臨時密碼和指令代碼的數(shù)字，交換機在主叫撥號后由雙音多頻解碼器獲得該分機主叫電話號碼后,模擬摘機，并保持雙音多頻接收狀態(tài)，以接收臨時密碼和指令代碼信號，如用手機可發(fā)：“交換機電話號碼”P“指令代碼的數(shù)字”，其中“P”可按住手機模擬鍵盤的*鍵得到，有的機型是按*鍵2-3次，或等待交換機固化在芯片中的語音提示后再鍵入指令代碼。通信結(jié)束后，交換機將接收指令代碼的數(shù)字信號經(jīng)接口電路傳送給主控器，由主控器譯碼后執(zhí)行相應(yīng)操作。

本發(fā)明利用電力網(wǎng)周波的正半周上升段，取三個甄別點實現(xiàn)對周波信號的識別判定，再利用周波時間建立同步時間，實現(xiàn)系統(tǒng)中主控器和各電器控制器的同步運行。

主控器和各電器控制器的周波甄別電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，由三個采用滯回比較器的電壓比較器組成，每個電壓比較器中均包含濾波電路，其電壓比較器的基準(zhǔn)電壓由穩(wěn)壓電路提供。系統(tǒng)設(shè)置時鐘計時器和同步計時器。如果檢測到相臨的兩個周波信號均為真，則取出該兩個相鄰的周波信號過零之間的時鐘計時器計時時間，按序存入周波時間存儲單元中，該周波時間存儲單元可存放100個周波時間，存滿時每存入一個周波時間，均先移除最先存入的一個周波時間，并計算存入的周波時間的平均值Tz并保存，利用Tz值鑒別待識別周波信號，以降低電力網(wǎng)頻率波動的影響，同時采用三個甄別點降低誤判可能性。

三個比較器分別用于三個甄別點，即甄別點0、甄別點1、甄別點2，如圖1所示。在周波正半周上升段的周波過零處，即甄別點0設(shè)置電壓過零比較器，由于電力網(wǎng)周波負(fù)半周被整流二極管隔離，為了提高檢測精度，在電壓過零比較器的信號輸入端再串接二極管隔離負(fù)半周，其基準(zhǔn)電壓從零提高到10mv至100mv，視比較器的失調(diào)電壓而定，該基準(zhǔn)電壓可利用二極管壓降經(jīng)電阻分壓得到。其余二個比較器分別設(shè)置在周波正半周上升段，峰值電壓的35％至50％處的甄別點1和50％至70％處的甄別點2。

周波信號判定：單片機在設(shè)定時間開中斷后，時鐘計時器清零并開始計時，當(dāng)周波電壓過零時，設(shè)置在甄別點0的電壓過零比較器﹙V0﹚的輸出電壓翻轉(zhuǎn)，在其電壓下降沿產(chǎn)生中斷，記錄其過零點中斷時間Th0并關(guān)中斷；此后，單片機掃描甄別點1處電壓比較器﹙V1﹚的輸出電壓，當(dāng)周波電壓達到﹙V1﹚的閾值電壓時，輸出電壓從高到低翻轉(zhuǎn)，掃描記錄其翻轉(zhuǎn)時間Th1；同樣掃描記錄甄別點2處電壓比較器﹙V2﹚輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間Th2，將Th0與電壓過零比較器﹙V0﹚的輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值Ts0作比較；Th1與電壓比較器﹙V1﹚的輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值Ts1以及Th2與電壓比較器﹙V2﹚的輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值Ts2分別作比較，如果在允許誤差范圍內(nèi)，則檢測到的該甄別信號為真，否則為假。上述判定甄別信號為真時，計算本次周波信號過零與相鄰前一次甄別信號為真時的周波信號過零間的時鐘計時器計時時間Tzu，將其與周波時間的平均值Tz作比較，如果不超過設(shè)定周波時間誤差Tzv則周波信號為真，這時保存Tzu并取20ms與同步計時器計時時間相加，將相加的值存入同步計時器中。

當(dāng)時鐘計時器以周波電壓過零開始計時，則計時到16ms至18.5ms間的開中斷時間設(shè)定值Tk時開中斷，時鐘計時器計時到25ms至27ms間的關(guān)中斷時間設(shè)定值Tn時關(guān)中斷。

系統(tǒng)開機后，時鐘計時器開始計時，當(dāng)檢測到第一個周波電壓過零時，設(shè)置在甄別點0的電壓過零比較器﹙V0﹚的輸出電壓翻轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生中斷，取出周波電壓過零點的時間T0保存，將時鐘計時器清零并開始計時，這時周波電壓過零時間Th0為0，同時單片機按上述方法掃描并判定甄別信號。由于檢測的是第一個周波，時鐘計時器是在周波電壓過零時開始計時，其Th0、Th1和Th2的值均須加上周波時間20ms減去開中斷時間設(shè)定值Tk的差值，如果三個甄別信號為真，取出的周波電壓過零點的時間T0作為初始時間存入同步計時器中，下一次即第一次開中斷時間取Tk。否則為假時，此時時鐘計時器時間須加上T0，繼續(xù)檢測。

當(dāng)檢測到第一個和相鄰的第二個周波電壓過零時，由于未保存檢測的周波時間，因此兩次周波信號過零間的時鐘計時器計時時間是與周波時間20ms作比較，判定周波信號為真時，則是取20ms減Th0的差值與同步計時器計時時間相加，即第一次保存標(biāo)準(zhǔn)周波時間20ms，需扣除其Th0值，這是因為此后每次檢測到周波信號為真時，均在開中斷時將時鐘計時器清零后重新開始計時，并且是在開中斷時將標(biāo)準(zhǔn)周波時間計入同步計時器中,開中斷后時鐘計時器清零，否則判定周波信號為假時，此時時鐘計時器時間須加上T1＝T0+Tk，繼續(xù)按上述方法重新檢測第一個周波。當(dāng)檢測第一個周波信號為真后，恢復(fù)以上所述的周波信號判定。

如圖1所示，如果檢測到周波信號為假，下一次開中斷時間均在本次開中斷時間后，經(jīng)延時周波時間的平均值Tz時開中斷，并在開中斷后延時Tns時關(guān)中斷，設(shè)置關(guān)中斷時間是當(dāng)周波信號在甄別點0時沒有產(chǎn)生中斷，這時須在超過Ts0允許誤差范圍的設(shè)定時間點開始掃描，以及掃描甄別點1和甄別點2時，電壓比較器輸出電壓沒有產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，都在關(guān)中斷時間Tns關(guān)中斷和停止掃描，Tns為:

Tns＝Tn－Tk

如果檢測到周波信號為真，則下一周波開中斷時間Tks為:

Tks＝Tk+Th0

即從第一次開中斷時間取Tk之后，時鐘計時器均是計時到Tks開中斷，并清零后重新開始計時，計時到Tns時關(guān)中斷，從而使同步計時器時間受到周波電壓過零時間的糾正。

重復(fù)上述過程。如果所述檢測到的上一周波信號為真，本周波判定時，甄別信號為假，或檢測到的周波時間與周波時間的平均值Tz比較超過設(shè)定周波時間誤差Tzv，或時鐘計時器計時到關(guān)中斷時間設(shè)定值Tns時，電壓過零比較器﹙V0﹚輸出電壓未翻轉(zhuǎn)，沒有產(chǎn)生中斷，則在時鐘計時器計時到Tns時關(guān)中斷，這時記未計周波數(shù)N為1并存儲，下一次開中斷時間是在上次開中斷時間經(jīng)過Tz后開中斷，此后每次判定周波信號真?zhèn)?，如為假或本次檢測甄別信號雖為真但上次為假，則取N，將N+1后回存于存儲器，時鐘計時器在開中斷后不清零繼續(xù)計時，這時，設(shè)定的下一周波開中斷時間暫時改用開中斷時間臨時設(shè)定值Tkz：

Tkz＝(N+1)×Tz

同時，下一周波關(guān)中斷時間暫時改用關(guān)中斷時間臨時設(shè)定值Tnz：

Tnz＝Tkz+Tns

當(dāng)時鐘計時器計時到Tkz后，掃描甄別點的時間可通過簡單計算獲得。如果這時檢測到周波信號為真，則取出存儲器中N保存，并將存儲器中N置零，使時鐘計時器計時值Ts為：(Ts－Tkz)→Ts，這時取(N+1)×20ms的值加于同步計時器中，并恢復(fù)使用設(shè)定值Tks與Tns，恢復(fù)時鐘計時器在開中斷后清零。

系統(tǒng)同步時間為同步計時器的時間，再加上當(dāng)前正在計時的時鐘計時器的時間。

判定甄別點信號真?zhèn)螘r，Th0、Th1、Th2是通過與電壓比較器輸出電壓翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值Ts0、Ts1、Ts2作比較看是否超差，來判定甄別點信號真?zhèn)?，可以選擇：Th0、Th1、Th2均為真時該周波甄別信號為真，或者Th0為真，同時Th1、Th2之一為真時，或者Th1、Th2為真時，該周波甄別信號為真，視對判定周波信號真?zhèn)尾煌蠖ā?/p>

如果電力網(wǎng)故障，當(dāng)N大于25至70間的一個設(shè)定值時，由于系統(tǒng)中主控器和各電器控制器，其檢測的Tz值和N值可能不同，這時，電力網(wǎng)頻率累積誤差，可能造成同步計時器時間無法通過檢測到真實周波信號時得到糾正，當(dāng)檢測到周波信號為真時，采用時鐘計時器在Tkz處的計時值直接加于同步計時器中，以減少系統(tǒng)的不同步時間，電力網(wǎng)正常運營情況下N遠(yuǎn)小于25。

允許的周波時間誤差Tzv和電壓比較器輸出電壓的翻轉(zhuǎn)時間設(shè)定值，由試驗評估取其平均值獲得。

(四)附圖說明：

圖1是周波甄別數(shù)據(jù)關(guān)系示意圖；

圖2是周波甄別電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是旅館智能控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)方框圖。

(五)具體實施方式：

圖3是旅館智能控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)方框圖，包括:主控器﹙10﹚、通信電子開關(guān)﹙11﹚、開關(guān)驅(qū)動模塊﹙12﹚、接口電路﹙13﹚、小型電話程控交換機﹙14﹚、電器﹙15﹚、周波甄別電路﹙16﹚、電器控制器﹙17﹚。其中通信電子開關(guān)﹙11﹚、開關(guān)驅(qū)動模塊﹙12﹚、周波甄別電路﹙16﹚和圖2中單片機﹙U0﹚均分別包含在電器控制器﹙17﹚和主控器﹙10﹚中。其通信電子開關(guān)﹙11﹚使用雙向可控硅作為開關(guān)，電器﹙15﹚指接于開關(guān)電路中的原有電器。

圖2是周波甄別電路﹙16﹚的結(jié)構(gòu)示意圖，由：輸入電路﹙S0﹚、電壓過零檢測模塊﹙V0﹚、電壓比較器﹙V1﹚和電壓比較器﹙V2﹚構(gòu)成。單片機﹙U0﹚是指電器控制器﹙17﹚和主控器﹙10﹚中的單片機。輸入電路﹙S0﹚用于將電力網(wǎng)交流電壓通過電阻和二極管的分壓，轉(zhuǎn)換為電壓比較器合適的穩(wěn)定的輸入電壓。單片機﹙U0﹚采用89C55WD，電壓過零檢測模塊﹙V0﹚、電壓比較器﹙V1﹚、電壓比較器﹙V2﹚均使用專用的電壓比較器LM339，其基準(zhǔn)電壓是采用穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路來穩(wěn)定電壓比較器的閾值電壓。

當(dāng)電力網(wǎng)交流電壓周波信號過零時，電壓過零檢測模塊﹙V0﹚的輸出電壓跳變，單片機﹙U0﹚產(chǎn)生中斷，記錄中斷時間，同時單片機﹙U0﹚還用于掃描電壓比較器﹙V1﹚和電壓比較器﹙V2﹚的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓跳變時記錄跳變時間，用于判定電力網(wǎng)周波信號從而產(chǎn)生同步時間。

接口電路﹙13﹚中的單片機AT89C2051設(shè)有I2C串行通信模塊，用于與主控器之間進行通信，其EEPRAM用于保存數(shù)據(jù)。通信時，從手機功能界面選擇所須代碼，通過電話網(wǎng)向小型電話程控交換機發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)主控器接收到相關(guān)字符串后，將其譯成所對應(yīng)的功能進行控制或通信。