專利名稱：多功能電機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能控制、射頻通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種多功能電機控制
直O(jiān)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電機控制系統(tǒng)和裝置種類多但功能單一，操作繁瑣，主要有紅外遙控，LED 指示等，至今未間帶有LCD顯示，高精度時間控制，溫度控制以及光照度感應(yīng)的電機控制系統(tǒng)的發(fā)明報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以應(yīng)用于一切遠距離電機控制裝置中，例如電動門窗，可以提高對電機的利用效率以及應(yīng)用的便捷的多功能電機控制裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種多功能電機控制裝置，包括用于輸入控制指令并且發(fā)出控制信號的發(fā)射控制端和用于接收控制信號并發(fā)出控制指令的接收控制端，其特征在于所述發(fā)射控制端包括用于進行實時信號采集、處理和發(fā)送的第一微處理器、用于輸入控制指令的外部矩陣鍵盤、IXD顯示屏、第一時鐘控制模塊、用于對第一微處理器傳送過來的信號實時發(fā)送的發(fā)射模塊和溫度報警模塊；所述外部矩陣鍵盤和 LCD顯示屏分別與第一微處理器電連接，第一時鐘控制模塊和報警模塊均直接與第一微處理器電連接；所述接收控制端包括用于從發(fā)射控制端接收數(shù)據(jù)包并傳送給第二微處理的接收模塊、第二微處理器、用于對系統(tǒng)的時間進行校訂的第二時鐘控制模塊、電機、脈沖生成器、光耦和電源模塊；電源模塊與第二微處理器電連接；光耦固定在電機上并與脈沖生成器電連接，脈沖生成器與第二微處理器電連接并將信號反饋給第二微處理器，第二時鐘控制模塊直接與第二微處理器電連接。作為本發(fā)明進一步改進的技術(shù)方案，所述第一微處理器和第二微處理器均采用基于RISC指令架構(gòu)的AI~megal6單片機。作為本發(fā)明進一步改進的技術(shù)方案，所述矩陣鍵盤為輕觸防水開關(guān)按鍵。作為本發(fā)明進一步改進的技術(shù)方案，所述IXD顯示屏為Nokia3510i彩色IXD顯示屏。作為本發(fā)明進一步改進的技術(shù)方案，所述第一時鐘控制模塊和第二時鐘控制模塊均采用高精度時鐘芯片PCF8563來對時鐘進行記錄和設(shè)置；其中第二時鐘控制模塊(9) 的時鐘信號僅能以發(fā)射控制端發(fā)送的實時時鐘為基準(zhǔn)時鐘。作為本發(fā)明進一步改進的技術(shù)方案，所述溫度報警模塊為溫度檢測裝置，采用型號為DS18B20的高精度數(shù)字溫度傳感器；當(dāng)室內(nèi)溫度高于某一設(shè)定警戒值是可發(fā)出報警蜂鳴。作為本發(fā)明進一步改進的技術(shù)方案，所述發(fā)射模塊和接收模塊均為由nRFMLOl組成的單片射頻收發(fā)器件，工作于2. 4 GHz 2. 5 GHz ISM頻段。作為本發(fā)明進一步改進的技術(shù)方案，所述電機為直流電機。作為本發(fā)明進一步改進的技術(shù)方案，所述脈沖生成器為輸入比較輸出電路。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以應(yīng)用于一切遠距離電機控制裝置中，例如電動門窗， 可以提高對電機的利用效率以及應(yīng)用的便捷。


圖1為本發(fā)明的發(fā)射控制端電路連接示意圖。圖2為本發(fā)明的接受控制端電路連接示意圖。圖3為本發(fā)明實施例1中發(fā)射控制端的外觀示意圖。圖4為圖3的顯示部分示意圖。
具體實施例方式參見圖1和圖2，本多功能電機控制裝置，包括用于輸入控制指令并且發(fā)出控制信號的發(fā)射控制端和用于接收控制信號并發(fā)出控制指令的接收控制端，其特征在于所述發(fā)射控制端包括用于進行實時信號采集、處理和發(fā)送的第一微處理器1、用于輸入控制指令的外部矩陣鍵盤2、IXD顯示屏3、第一時鐘控制模塊4、用于對第一微處理器1傳送過來的信號實時發(fā)送的發(fā)射模塊5和溫度報警模塊6 ；所述外部矩陣鍵盤2和LCD顯示屏3分別與第一微處理器1電連接，第一時鐘控制模塊4和報警模塊6均直接與第一微處理器1電連接；所述接收控制端包括用于從發(fā)射控制端接收數(shù)據(jù)包并傳送給第二微處理8的接收模塊 7、第二微處理器8、用于對系統(tǒng)的時間進行校訂的第二時鐘控制模塊9、電機10、脈沖生成器11、光耦和電源模塊12 ；電源模塊12與第二微處理器電連接；光耦固定在電機10上并與脈沖生成器11電連接，脈沖生成器11與第二微處理器8電連接并將信號反饋給第二微處理器8，第二時鐘控制模塊9直接與第二微處理器8電連接。所述第一微處理器1和第二微處理器8均采用基于RISC指令架構(gòu)的ATmegaie單片機。其中第一微處理器由ATmegaie單片機的最小系統(tǒng)構(gòu)成，通過I/O 口與矩陣鍵盤2、 IXD顯示3、時鐘模塊4以及溫度報警裝置6連接；通過與矩陣鍵盤2連接的HC30M1R與非門接收鍵盤中斷。第二微處理球8是由ATmegaie單片機控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)上電時有信號指示燈來顯示電源通斷，同時接有復(fù)位電路。所述矩陣鍵盤2為輕觸防水開關(guān)按鍵。矩陣鍵盤2的各個輕觸開關(guān)一段通過下拉電阻與電源相連，另一端接地。所述IXD顯示屏3為Nokia3510i彩色IXD顯示屏；IXD顯示屏3由單片機來控制其片選、數(shù)據(jù)和時鐘信號。所述第一時鐘控制模塊4和第二時鐘控制模塊9均采用高精度時鐘芯片PCF8563 來對時鐘進行記錄和設(shè)置；其中第二時鐘控制模塊9的時鐘信號僅能以發(fā)射控制端發(fā)送的實時時鐘為基準(zhǔn)時鐘。即第一時鐘控制模塊4主要由有高精度時鐘芯片PCF8563來對時鐘進行記錄和設(shè)置。在此第一時鐘控制模塊電路4中加入紐扣電池BTl可以在系統(tǒng)斷電的情況下給時鐘芯片供電使其繼續(xù)工作，BTl與Dl連接之后接入PCF8563時鐘芯片為其供電。 同樣在系統(tǒng)總電源VCC也通過Dl開關(guān)二極管接入PCF8563芯片為其供電，在Dl是一種小型的高速開關(guān)二極管，開關(guān)比迅速，在該電路模塊中用于對電路進行單向?qū)ǜ綦x，避免在系統(tǒng)上電的情況下電流分流。在Dl與D2之間接入C7為去耦電容。第二時鐘控制模塊9同時第一時鐘控制模塊4原理及工作形式相似，但其時鐘信號僅能通過手持控制器端發(fā)送的實時時鐘為基準(zhǔn)時鐘。所述溫度報警模塊6為溫度檢測裝置，采用型號為DS18B20的高精度數(shù)字溫度傳感器；當(dāng)室內(nèi)溫度高于某一設(shè)定警戒值是可發(fā)出報警蜂鳴。即溫度報警裝置 6是以DS18B20為主的高精度數(shù)字溫度傳感器，通過一總線與信號處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸， 并由信號處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理，當(dāng)室內(nèi)溫度高于某一設(shè)定警戒值是可發(fā)出報警蜂鳴， 同時可以擴展控制室內(nèi)空調(diào)等電器的工作。所述發(fā)射模塊5和接收模塊7均為由nRFMLOl 組成的單片射頻收發(fā)器件，工作于2. 4 GHz 2. 5 GHz ISM頻段。其中發(fā)射模塊5是由 nRFMLOl組成的一款新型單片射頻收發(fā)器件，工作于2. 4 GHz 2. 5 GHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強型SiockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。nRFMLOl功耗低，在以-6 cffim的功率發(fā)射時，工作電流也只有9 mA;接收時，工作電流只有12. 3 mA，多種低功率工作模式，即掉電模式和空閑模式，使節(jié)能設(shè)計更方便。所述電機10為直流電機。即電機10是由24V直流電機為主，通過繼電器K1，K2來驅(qū)動其轉(zhuǎn)動方向。24V直流電源經(jīng)過D6開關(guān)二極管接入驅(qū)動電路，D6用于對電路進行單向?qū)?，防止反向電流沖擊。D5連接電機兩端是用來吸收
反向沖擊電流。由電感方程可知V = 1S當(dāng)電流瞬時變化，產(chǎn)生的反向電壓很大，為此通過
D5，D1，D7對反向電壓和電流進行阻止。所述脈沖生成器11為輸入比較輸出電路。脈沖生成器11是由U3A和TOB對光耦器件對應(yīng)的電壓進行比較，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖波形。其中參考電壓Vref=L 28V,由此來設(shè)定閾值電壓。設(shè)置根據(jù)有以下公式來定
電源模塊12是對24V直流電源二次降壓。其中D2壓降為19. 0V,電壓經(jīng)過D2后電壓降為6. 0V，D3壓降為0. 7V，電壓在此之后降為5. 3V，而U2芯片的壓降為2. 0V,由此可以的來控制系統(tǒng)需要的3. 3V電壓。整個流通中電壓變化可有下式表示
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本多功能電機控制裝置可以應(yīng)用于一切遠距離電機控制裝置中，例如電動門窗，可以提高對電機的利用效率以及應(yīng)用的便捷。 利用本多功能電機控制裝置進行電機控制的途徑有四種，全部通過發(fā)射控制端來設(shè)置，本實施例中，發(fā)射控制端采用手持控制器端來實現(xiàn)。這四種分別是手動遙控，定時控制，系統(tǒng)設(shè)置以及光照控制。這四種控制方式的主要流程相同，其應(yīng)用步驟如下
a、給手持遙控器端和接收控制端上電，通過信號處理系統(tǒng)1、8對整個控制系統(tǒng)進行初始化設(shè)置。IXD顯示屏3為初始狀態(tài)主界面，接收模塊7處于接收狀態(tài)；
b、信號處理系統(tǒng)1檢測矩陣鍵盤2是否有鍵按下，當(dāng)信號處理系統(tǒng)1檢測到有鍵按下時便產(chǎn)生中斷，并由信號處理系統(tǒng)1對信號進行采集和處理。信號處理系統(tǒng)1對信號處理之后發(fā)送至LCD顯示3顯示輸出，同時將采集到的數(shù)據(jù)和實時時鐘一并放入數(shù)據(jù)包里，通過發(fā)射模塊5進行發(fā)送。與此同時，接受控制端的接受模塊7接受數(shù)據(jù)包，并發(fā)出應(yīng)答信號告知手持遙控器端已成功接收信息。接受控制端有信號處理系統(tǒng)8對數(shù)據(jù)包進行松綁，提取其中的命令和數(shù)據(jù)進行處理，將始終信號發(fā)送給始終控制模塊9，由始終控制模塊對對接收控制端進行時間設(shè)置。同時將命令發(fā)送至電機10，控制電機的運行。電機10上的光耦器件將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出脈沖生成器11，脈沖生成器11對電信號進行比較輸出標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形，該脈沖的數(shù)量即為對應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)，通過轉(zhuǎn)數(shù)來設(shè)置對應(yīng)的行程，對行程進行記錄并反饋給信號處理系統(tǒng)8，信號處理系統(tǒng)8對電機10的行程進行控制。本多功能電機控制裝置的具體操作步驟如下 1、手動遙控步驟
a、按0N/0FF鍵3秒鐘，再系統(tǒng)上電，通過IXD顯示來得知所處的狀態(tài)。系統(tǒng)上電后，光標(biāo)默認處在手動遙控的項目欄上，按下輕觸開關(guān)OK進入手動遙控控制界面。b、手動遙控界面主要控制電機的轉(zhuǎn)動方向和工作狀態(tài)。如圖3和圖4所示，通過 UP鍵和DOWN鍵來選擇所要控制的電機。當(dāng)前默認電機為一號電機，即接下來的操作都是針對于一號電機的。當(dāng)按下鍵LEFT時，設(shè)置電機左轉(zhuǎn)，此時通過射頻通信發(fā)送給接收控制端， 接收控制端接收到信號通過接收端信號處理系統(tǒng)對電機發(fā)出左轉(zhuǎn)的信號，將三極管導(dǎo)通， 繼電器工作，電機轉(zhuǎn)動。與此同時，粘附在電機上的光耦器件采集電機轉(zhuǎn)數(shù)，其起始兩次碰撞為行程總行程，為了避免多次碰撞造成傷害，在程序設(shè)計是對其起始和終點進行處理，該新穎設(shè)計可以防止電機在遇到障礙物造成自身的傷害。C、當(dāng)電機運轉(zhuǎn)到操作者預(yù)訂狀態(tài)時可通過OK鍵(即IXD顯示中的P狀態(tài)圖標(biāo))暫停電機工作。d、當(dāng)對電機操作完成后可以通過RETURN鍵來返回到主界面。2、定時遙控步驟
a、在主界面通過方向鍵RIGHT選定時間控制，但按下OK鍵時，進入定時控制界面。b、通過選擇鍵可以對電機號進行選擇操作者所要控制的電機。每個電機都有8中模式可以用來控制其定時工作，即可以設(shè)置8個時間點來設(shè)置其工作狀態(tài)。當(dāng)前電機為2 號時，操作者已經(jīng)設(shè)置了兩種不同時間點的電機工作模式，現(xiàn)在通過UP/DOWN按鍵選擇第三個工作模式時間節(jié)點；
c、對模式3下的時間點進行設(shè)定，設(shè)置在在指定時間時電機所轉(zhuǎn)動的數(shù)目，即電機的行程。與此同時將設(shè)定的信息通過數(shù)據(jù)包發(fā)送給接收控制端，接收控制端將信息提取和存儲；
d、操作完畢返回主菜單。接收控制端的信號處理系統(tǒng)對接收存儲的時間信息與實時時鐘信息進行匹配，當(dāng)匹配是，信號處理系統(tǒng)對電機按照手持遙控器端發(fā)送的命令進行控制。3、系統(tǒng)設(shè)置步驟
a、在主界面通過方向鍵選定系統(tǒng)設(shè)置，但按下OK鍵時，進入系統(tǒng)設(shè)置界面。b、進入系統(tǒng)設(shè)置界面可以看到有兩個子選項電機設(shè)置和時間設(shè)置。選擇電機設(shè)置進入電機設(shè)置子界面可以看到當(dāng)期電機對應(yīng)的ID號，如果操作者要將該ID號修改可以通過手持遙控器端來設(shè)定，比如設(shè)定為3，則原來ID為1號的電機變成3號。與此同時將已經(jīng)
6改變的ID通過發(fā)射模塊發(fā)送給接收控制端，接收控制端收到包含新舊ID號的數(shù)據(jù)包，提取并用新設(shè)置的ID號來替換舊的ID號，實現(xiàn)電機設(shè)置功能。當(dāng)選擇時間設(shè)置同樣進入時間設(shè)置子界面可以看到時間和日期，通過設(shè)定時間日期可以對電機定時控制。當(dāng)設(shè)置完畢后， 手持控制器端將設(shè)置信息壓縮在數(shù)據(jù)包里通過發(fā)射模塊發(fā)送給接收控制端，接收控制端接收到信號通過信號處理系統(tǒng)對時間進行重新設(shè)定，使得接收控制端的時間與手持遙控器端的時鐘一致。 C、系統(tǒng)設(shè)置完畢確認回到主界面。 4、照度控制
a、在主界面通過方向鍵選定系統(tǒng)設(shè)置，但按下OK鍵時，進入照度控制界面；
b、進入照度設(shè)置界面，對電機狀態(tài)進行設(shè)置，在晴天的清晨光照度大概為100，0LX。通過光照度設(shè)置可以對光照強度進行量化，通過光照來控制電機的工作。將量化后的值傳送給接收控制端的信號處理系統(tǒng)對電機工作進行控制；
c、設(shè)置完畢后確認退出。
權(quán)利要求
1.一種多功能電機控制裝置，包括用于輸入控制指令并且發(fā)出控制信號的發(fā)射控制端和用于接收控制信號并發(fā)出控制指令的接收控制端，其特征在于所述發(fā)射控制端包括用于進行實時信號采集、處理和發(fā)送的第一微處理器(1)、用于輸入控制指令的外部矩陣鍵盤 (2)、IXD顯示屏(3)、第一時鐘控制模塊(4)、用于對第一微處理器(1)傳送過來的信號實時發(fā)送的發(fā)射模塊(5)和溫度報警模塊(6);所述外部矩陣鍵盤(2)和IXD顯示屏(3)分別與第一微處理器(1)電連接，第一時鐘控制模塊(4 )和報警模塊(6 )均直接與第一微處理器(1) 電連接；所述接收控制端包括用于從發(fā)射控制端接收數(shù)據(jù)包并傳送給第二微處理(8)的接收模塊(7)、第二微處理器(8)、用于對系統(tǒng)的時間進行校訂的第二時鐘控制模塊(9)、電機 (10)、脈沖生成器(11)、光耦和電源模塊(12);電源模塊(12)與第二微處理器電連接；光耦固定在電機(10)上并與脈沖生成器(11)電連接，脈沖生成器(11)與第二微處理器(8)電連接并將信號反饋給第二微處理器(8)，第二時鐘控制模塊(9)直接與第二微處理器(8)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電機控制裝置，其特征在于所述第一微處理器(1)和第二微處理器(8)均采用基于RISC指令架構(gòu)的ATmegaie單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電機控制裝置，其特征在于所述矩陣鍵盤(2)為輕觸防水開關(guān)按鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電機控制裝置，其特征在于所述LCD顯示屏(3)為 Nokia3510i彩色LCD顯示屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電機控制裝置，其特征在于所述第一時鐘控制模塊 (4)和第二時鐘控制模塊(9)均采用高精度時鐘芯片PCF8563來對時鐘進行記錄和設(shè)置；其中第二時鐘控制模塊(9)的時鐘信號僅能以發(fā)射控制端發(fā)送的實時時鐘為基準(zhǔn)時鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電機控制裝置，其特征在于所述溫度報警模塊(6)為溫度檢測裝置，采用型號為DS18B20的高精度數(shù)字溫度傳感器；當(dāng)室內(nèi)溫度高于某一設(shè)定警戒值是可發(fā)出報警蜂鳴。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電機控制裝置，其特征在于所述發(fā)射模塊(5)和接收模塊(7)均為由nRFMLOl組成的單片射頻收發(fā)器件，工作于2. 4 GHz 2. 5 GHz ISM頻段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電機控制裝置，其特征在于所述電機(10)為直流電機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電機控制裝置，其特征在于所述脈沖生成器(11)為輸入比較輸出電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能電機控制裝置，包括用于輸入控制指令并且發(fā)出控制信號的發(fā)射控制端和用于接收控制信號并發(fā)出控制指令的接收控制端；所述發(fā)射控制端包括第一微處理器、外部矩陣鍵盤、LCD顯示屏、第一時鐘控制模塊、發(fā)射模塊和溫度報警模塊；所述接收控制端包括接收模塊、第二微處理器、第二時鐘控制模塊、電機、脈沖生成器、光耦和電源模塊；電源模塊與第二微處理器電連接；光耦固定在電機上并與脈沖生成器電連接，脈沖生成器與第二微處理器電連接并將信號反饋給第二微處理器，第二時鐘控制模塊直接與第二微處理器電連接?？梢詰?yīng)用于一切遠距離電機控制裝置中，高效節(jié)能。例如電動門窗，可以提高對電機的利用效率以及應(yīng)用的便捷。
文檔編號G08C17/02GK102412774SQ201110408998
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者張凱, 李響, 王森林, 雷撼 申請人:南京千韻電子科技有限公司