專利名稱：無(wú)線控制單相電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單相電源，尤其是一種無(wú)線控制的單相電源裝置。
背景技術(shù)：
單相電源常常通過(guò)閘刀、空氣開(kāi)關(guān)、漏電開(kāi)關(guān)控制通斷，也可以通過(guò)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn) 單相電源的通斷。這種控制方式屬于近程控制，控制人需要在現(xiàn)場(chǎng)才能實(shí)現(xiàn)單相電源的通 斷。隨著GSM/GPRS全球移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的日趨完善，其短信業(yè)務(wù)提供了 一種廉價(jià)的無(wú)線數(shù)據(jù) 通信方式。在數(shù)據(jù)量不大，實(shí)時(shí)性不高的場(chǎng)合，GSM短信通訊方式完全滿足遠(yuǎn)程通訊的需求。在家庭生活中，各種各樣的家電、音視頻產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)設(shè)備等都需要使用單相市 電。隨著人們生活需求的提高，發(fā)明一種無(wú)線控制的單相電源裝置就能實(shí)現(xiàn)上述產(chǎn)品的電 源遠(yuǎn)程控制。以上的情況說(shuō)明，發(fā)明一種遠(yuǎn)程控制、符合電氣安全標(biāo)準(zhǔn)要求、通用性強(qiáng)、價(jià)格經(jīng) 濟(jì)的無(wú)線控制單相電源裝置是非常必需的。這樣一種裝置在家用電器、辦公類信息設(shè)備等 產(chǎn)品的電源遠(yuǎn)程控制場(chǎng)合具有極大的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種無(wú)線控制單相電源裝置， 基于GSM無(wú)線通訊技術(shù)控制單相電源。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述無(wú)線控制單相電源裝置包括繼電器，還包括穩(wěn) 壓模塊、GSM模塊、串口通訊模塊、嵌入式控制器和接口電路，GSM模塊通過(guò)串口通訊模塊連 接嵌入式控制器，嵌入式控制器通過(guò)接口電路連接繼電器，所述GSM模塊和嵌入式控制器 連接穩(wěn)壓模塊；穩(wěn)壓模塊為GSM模塊和嵌入式控制器供電，GSM模塊通過(guò)串口通訊模塊與嵌 入式控制器進(jìn)行通訊，嵌入式控制器發(fā)出命令給接口電路，經(jīng)過(guò)接口電路信號(hào)放大后，提供 直流電給繼電器的控制端，從而控制繼電器的導(dǎo)通與截?cái)?。所述繼電器被嵌入式控制器編碼識(shí)別控制。嵌入式控制器上的系統(tǒng)控制軟件進(jìn)行 短消息的編碼與解碼，短消息發(fā)送采用基于AT命令的PDU模式。所述接口電路包括反相器的輸入端接嵌入式控制器的控制端，反相器的輸出端接 光耦的陽(yáng)極輸入端，光耦的陽(yáng)極輸入端通過(guò)上拉電阻接高電平，光耦的陰極輸入端接地，光 耦的集電極輸入端通過(guò)基極偏置電阻接高電平，光耦的發(fā)射極輸出端接三極管基極，三極 管集電極通過(guò)限流電阻接高電平，三極管發(fā)射極與繼電器的正極相連，繼電器負(fù)極與地連接。所述繼電器為單相交流繼電器，單相交流繼電器的電流容量為16A。單相交流繼電 器的型式可以為固態(tài)繼電器、電磁式繼電器或舌簧繼電器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、控制成本低，GSM網(wǎng)是目前國(guó)內(nèi)覆蓋范圍最廣，應(yīng)用最普遍的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)?；?GSM短消息業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)電源遠(yuǎn)程控制具有使用成本低的特點(diǎn)。
2、輸出電流多路控制，采用信息編碼方式，可對(duì)多個(gè)繼電器進(jìn)行導(dǎo)通和截?cái)嗟目?制，增加了電源裝置輸出電流接口的可識(shí)別功能。3、通用性強(qiáng)，可適合所有家庭各種電器的電源控制。4、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?，?yīng)用本技術(shù)的原理可實(shí)現(xiàn)智能家電的功能，完成家電各種功能的 切換。5、無(wú)線遠(yuǎn)程控制，通過(guò)GSM全球通網(wǎng)絡(luò)，采用手機(jī)的振鈴信號(hào)或者短消息就可實(shí) 現(xiàn)對(duì)電源的開(kāi)關(guān)控制，適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用潮流。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)模塊框圖。圖2為本發(fā)明接口電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明所述無(wú)線控 制單相電源裝置包括穩(wěn)壓模塊1、GSM模塊2、串口通訊模塊3、嵌入式控制器4、系統(tǒng)控制軟 件5、接口電路6、繼電器7 (本實(shí)施例涉及單相交流繼電器，單相交流繼電器的電流容量為 16A)，每個(gè)繼電器7可被嵌入式控制器編碼識(shí)別控制。GSM模塊2通過(guò)串口通訊模塊3連 接嵌入式控制器4，嵌入式控制器4上裝有系統(tǒng)控制軟件5，嵌入式控制器4通過(guò)接口電路 6連接繼電器7，所述GSM模塊2和嵌入式控制器4連接穩(wěn)壓模塊1。GSM模塊2接收用戶 手機(jī)發(fā)來(lái)的短信信息，短信存儲(chǔ)于SIM卡中，嵌入式控制器4通過(guò)串口通訊模塊3讀取SIM 卡中的消息并按照通訊協(xié)議進(jìn)行信息的解析，嵌入式控制器4根據(jù)解析后的信息內(nèi)容發(fā)送 控制命令給多路接口電路6，接口電路6放大電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器7輸出端的導(dǎo)通和截?cái)啵?最終控制單相市電的導(dǎo)通和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制多路單相電源的功能。本發(fā)明的GSM模塊2應(yīng)用的是GSM全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。用戶手機(jī)通過(guò)GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與 GSM模塊2形成通信鏈路，GSM模塊2通過(guò)串口通訊模塊3與嵌入式控制器4之間形成通訊 鏈路，嵌入式控制器4的控制輸出端與接口電路6連接，接口電路6與繼電器7的輸入控制 端連接。系統(tǒng)控制軟件5安裝于嵌入式控制器4內(nèi)。繼電器7輸入點(diǎn)接入220V市電，輸出 端的L和N端可接消耗負(fù)載。穩(wěn)壓模塊1為GSM模塊2和嵌入式控制器4供電，GSM模塊2通過(guò)串口通訊模塊 3與嵌入式控制器4進(jìn)行通訊，系統(tǒng)控制軟件5負(fù)責(zé)嵌入式控制器4的對(duì)外協(xié)調(diào)，嵌入式控 制器4發(fā)出命令給接口電路6，經(jīng)過(guò)接口電路信號(hào)放大后，提供直流電給繼電器7的控制端， 從而控制繼電器7的導(dǎo)通與截?cái)?。系統(tǒng)控制軟件5與GSM模塊2之間的控制是通過(guò)AT命 令進(jìn)行的。AT命令(AT Commands)由Hayes公司首先推出，現(xiàn)在已成為所有調(diào)制解調(diào)器制 造商采用的一個(gè)調(diào)制解調(diào)器命令語(yǔ)言系統(tǒng)。每條命令以字母“AT”開(kāi)頭。AT后跟字母和數(shù) 字表明具體的功能，不同廠商生產(chǎn)的調(diào)制解調(diào)器的AT命令并不完全相同。所述接口電路6 與嵌入式控制器4 (如單片機(jī)、ARM)之間通過(guò)光耦21實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入與輸出，通過(guò)9013三 極管22進(jìn)行電流信號(hào)放大以驅(qū)動(dòng)繼電器7的導(dǎo)通與截?cái)?。GSM模塊集2成了射頻單元和基帶處理器，工作在900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段上， 支持GSM通信標(biāo)準(zhǔn)；GSM模塊2包含SIM卡接口、RS232接口、電源接口、啟動(dòng)接口和工作狀態(tài)接口。系統(tǒng)控制軟件5的核心是進(jìn)行短消息的編碼與解碼。短消息發(fā)送采用基于AT命 令的PDU模式，不僅支持中文模式，也能發(fā)送英文短信。每條消息可容納最大長(zhǎng)度140個(gè)英 文字節(jié)或者40個(gè)中文字符。如果有新的短信到來(lái)，則GSM模塊2向串口模塊3自動(dòng)提示， 嵌入式控制器4接收到信號(hào)后，發(fā)出讀取消息命令，從SIM卡讀出消息并處理后，短信被刪 除。如圖2所示，接口電路6包括光耦21、三極管22、集電極限流電阻23、基極偏置電 阻M、上拉電阻25、反相器沈。反相器沈的輸入端接嵌入式控制器4的控制端，反相器沈 的輸出端接光耦21的陽(yáng)極輸入端，光耦21的陽(yáng)極輸入端通過(guò)上拉電阻25接高電平，光耦 21的陰極輸入端接地，光耦21的集電極輸入端通過(guò)基極偏置電阻M接高電平，光耦21的 發(fā)射極輸出端接三極管22基極，三極管22集電極通過(guò)限流電阻23接高電平，三極管22的 發(fā)射極與繼電器7的正極相連，繼電器7的負(fù)極與“地”連接。圖2中，嵌入式控制器4的控制端為(P1. 0- P 1. 7)、(P2. 0_ P 2. 7)共16個(gè)I/O 端口。相應(yīng)的，接口電路可為1-16組，繼電器的個(gè)數(shù)可為1-16個(gè)?？刂贫丝诘男盘?hào)輸出給 光耦21，光耦21的型號(hào)為0PT0IS01。光耦21的輸出端與三極管22的基極相連接，三極管 22的型號(hào)為9013。光耦21隔離輸入輸出信號(hào)，9013三極管實(shí)現(xiàn)電流放大。下面對(duì)無(wú)線控制單相電源裝置的信息處理流程進(jìn)一步說(shuō)明。用戶通過(guò)手機(jī)發(fā)送短信給GSM模塊2，GSM模塊2接收到短信后，提示串口通訊模 塊3有新消息到來(lái)，串口通訊模塊3提示嵌入式控制器4進(jìn)行串口通訊，GSM模塊2中SIM 卡的內(nèi)容通過(guò)串口通訊模塊3讀取到嵌入式控制器4中，系統(tǒng)控制軟件5對(duì)短信內(nèi)容進(jìn)行 解析，一是辨別控制的端口，二是識(shí)別控制的命令要求。短信內(nèi)容可編輯為“N開(kāi)”或“N關(guān)”， 其中N代表1-16號(hào)繼電器輸出。系統(tǒng)控制軟件5解析短信內(nèi)容后形成控制命令，控制命令 通過(guò)嵌入式控制器4的I/O端口 (P1. 0-P1. 7)和(P2. 0-P2. 7)輸出高電平或者低電平，與 各自的接口電路5相連接。當(dāng)嵌入式控制器4輸出高電平時(shí)，通過(guò)反相器沈反相后成為低 電平，此時(shí)嵌入式控制器4承受約15mA的回灌電流；當(dāng)嵌入式控制器4輸出低電平時(shí)，通 過(guò)反相器26反相后成為高電平，高電平呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，此刻光耦21的輸入端存在IOmA左 右的驅(qū)動(dòng)電流，光耦21導(dǎo)通，三極管22的基極電流為1mA，此時(shí)三極管22的集電極電流為 IOOmA,繼電器7的驅(qū)動(dòng)電流為100mA，此時(shí)繼電器輸出端導(dǎo)通，市電220V直接加載在消耗負(fù) 載上，消耗負(fù)載得電工作。因此無(wú)線控制單相電源裝置需要導(dǎo)通電源時(shí)，嵌入式控制器4輸 出低電平；無(wú)線控制單相電源裝置需要關(guān)閉電源時(shí)，嵌入式控制器4輸出高電平。嵌入式控 制器4上電復(fù)位時(shí)，各I/O端口呈現(xiàn)高電平，市電電源處于切斷狀態(tài)，不會(huì)造成負(fù)載的誤操 作現(xiàn)象。本發(fā)明電源控制的方式屬于無(wú)線遠(yuǎn)程控制，控制成本低，實(shí)現(xiàn)了多路輸出電源控 制，通用性強(qiáng)，符合物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)，滿足多路家用電器電源的無(wú)線傳感控制需要。本 發(fā)明可滿足單相電源開(kāi)和關(guān)的無(wú)線控制，從而實(shí)現(xiàn)家用電器的無(wú)線開(kāi)關(guān)，能在家用電器的 使用上實(shí)現(xiàn)革命性的變化，順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)潮流。
權(quán)利要求
1.無(wú)線控制單相電源裝置，包括繼電器(7)，其特征是還包括穩(wěn)壓模塊(1)、GSM模塊 (2 )、串口通訊模塊(3 )、嵌入式控制器(4 )和接口電路(6 )，GSM模塊(2 )通過(guò)串口通訊模塊 (3)連接嵌入式控制器(4)，嵌入式控制器(4)通過(guò)接口電路(6)連接繼電器(7)，所述GSM 模塊(2)和嵌入式控制器(4)連接穩(wěn)壓模塊(1)；穩(wěn)壓模塊(1)為GSM模塊(2)和嵌入式控 制器(4)供電，GSM模塊(2)通過(guò)串口通訊模塊(3)與嵌入式控制器(4)進(jìn)行通訊，嵌入式 控制器(4)發(fā)出命令給接口電路(6)，經(jīng)過(guò)接口電路(6)信號(hào)放大后，提供直流電給繼電器 (7)的控制端，從而控制繼電器(7)的導(dǎo)通與截?cái)唷?br> 2.如權(quán)利要求1所述無(wú)線控制單相電源裝置，其特征是所述繼電器(7)被嵌入式控制 器(4)編碼識(shí)別控制。
3.如權(quán)利要求1所述無(wú)線控制單相電源裝置，其特征是所述嵌入式控制器(4)上的系 統(tǒng)控制軟件(5)進(jìn)行短消息的編碼與解碼，短消息發(fā)送采用基于AT命令的PDU模式。
4.如權(quán)利要求1所述無(wú)線控制單相電源裝置，其特征是所述接口電路(6)包括反相器 (26)的輸入端接嵌入式控制器(4)的控制端，反相器(26)的輸出端接光耦(21)的陽(yáng)極輸 入端，光耦(21)的陽(yáng)極輸入端通過(guò)上拉電阻(25)接高電平，光耦(21)的陰極輸入端接地， 光耦(21)的集電極輸入端通過(guò)基極偏置電阻(24)接高電平，光耦(21)的發(fā)射極輸出端接 三極管(22)基極，三極管(22)集電極通過(guò)限流電阻(23)接高電平，三極管(22)發(fā)射極與 繼電器(7)的正極相連，繼電器(7)負(fù)極與地連接。
5.如權(quán)利要求1所述無(wú)線控制單相電源裝置，其特征是所述繼電器(7)為單相交流繼 電器，單相交流繼電器的電流容量為16A。
6.如權(quán)利要求5所述無(wú)線控制單相電源裝置，其特征是所述單相交流繼電器的型式為 固態(tài)繼電器、電磁式繼電器或舌簧繼電器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)線控制單相電源裝置，包括穩(wěn)壓模塊、GSM模塊、串口通訊模塊、嵌入式控制器、系統(tǒng)控制軟件、接口電路。GSM模塊通過(guò)串口通訊模塊連接嵌入式控制器，嵌入式控制器通過(guò)接口電路連接繼電器，所述GSM模塊和嵌入式控制器連接穩(wěn)壓模塊；穩(wěn)壓模塊為GSM模塊和嵌入式控制器供電，GSM模塊通過(guò)串口通訊模塊與嵌入式控制器進(jìn)行通訊，嵌入式控制器發(fā)出命令給接口電路，經(jīng)過(guò)接口電路信號(hào)放大后，提供直流電給繼電器的控制端，從而控制繼電器的導(dǎo)通與截?cái)?。本發(fā)明電源控制的方式屬于無(wú)線遠(yuǎn)程控制，控制成本低，實(shí)現(xiàn)了多路輸出電源控制，通用性強(qiáng)，符合物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)，滿足多路家用電器電源的無(wú)線傳感控制需要。
文檔編號(hào)G08C17/02GK102148574SQ20111007093
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者俞建峰, 錢建明 申請(qǐng)人:中華人民共和國(guó)無(wú)錫出入境檢驗(yàn)檢疫局