基于ZigBee的馬達(dá)控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于ZigBee的馬達(dá)控制器，包括微處理器，所述微處理器通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)和FLASH存儲(chǔ)器相連，其中，所述微處理器為帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片，所述微處理器的電源端口和AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路相連，輸入端口和手動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕相連，輸出端口通過(guò)繼電器組和負(fù)載馬達(dá)相連。本實(shí)用新型提供的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，能夠?qū)ⅠR達(dá)控制器通過(guò)ZigBee的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入到符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的智能家居系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)對(duì)負(fù)載馬達(dá)電源和控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制，且電路簡(jiǎn)單，易于推廣實(shí)施，通過(guò)設(shè)置手動(dòng)按鈕和保護(hù)電路，使得控制更加安全可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于ZigBee的馬達(dá)控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種馬達(dá)控制器，尤其涉及一種基于ZigBee的馬達(dá)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]馬達(dá)控制器是實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的一個(gè)重要組成設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)負(fù)載馬達(dá)進(jìn)行電源和控制信號(hào)的開(kāi)關(guān)量控制。該馬達(dá)控制器需要包含與上位機(jī)進(jìn)行控制信號(hào)的通訊、解析和執(zhí)行功能，對(duì)負(fù)載馬達(dá)提供電源和控制信號(hào)開(kāi)關(guān)量的功能。
[0003]目前市場(chǎng)上的馬達(dá)控制器在控制信號(hào)的獲取方式主要有如下種類(lèi):本地按鈕控制方式、無(wú)線(xiàn)通訊方式。其中無(wú)線(xiàn)通訊方式以315/433MHZ頻段為主。本地按鈕控制方式的馬達(dá)控制器僅在馬達(dá)所在位置附近通過(guò)布線(xiàn)安裝提供按鈕控制。無(wú)線(xiàn)通訊方式中315/433MHZ頻段沒(méi)有成熟的網(wǎng)絡(luò)組成方式，以廣播傳輸為主，網(wǎng)絡(luò)容量和空間覆蓋范圍收到很大的約束。
[0004]為了滿(mǎn)足智能家居日益增長(zhǎng)的需求，馬達(dá)控制器需要接入大型通訊網(wǎng)絡(luò)，并與智能家居中的其他系統(tǒng)設(shè)備共存，以實(shí)現(xiàn)人為遠(yuǎn)程遙控或智能家居系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)策略進(jìn)行自動(dòng)控制的功能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于ZigBee的馬達(dá)控制器，能夠?qū)ⅠR達(dá)控制器通過(guò)ZigBee的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入到符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的智能家居系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)對(duì)負(fù)載馬達(dá)電源和控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制，且電路簡(jiǎn)單，控制可靠，易于推廣實(shí)施。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提供一種基于ZigBee的馬達(dá)控制器，包括微處理器，所述微處理器通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)和FLASH存儲(chǔ)器相連，其特征在于，所述微處理器為帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片，所述微處理器的電源端口和AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路相連，輸入端口和手動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕相連，輸出端口通過(guò)繼電器組和負(fù)載馬達(dá)相連。
[0007]上述的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，其中，所述AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路通過(guò)電源保護(hù)電路和市電相連，所述電源保護(hù)電路為由保險(xiǎn)絲、X安規(guī)電容、Y安規(guī)電容、壓敏電阻和共模電感組成的抗擾過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路。
[0008]上述的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，其中，所述繼電器組中的每個(gè)控制線(xiàn)圈輸入端前連接有快速恢復(fù)二極管形成反向高壓保護(hù)電路。
[0009]上述的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，其中，所述馬達(dá)控制器內(nèi)的電路板上設(shè)有板載天線(xiàn)。
[0010]本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本實(shí)用新型提供的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，通過(guò)帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片替代了 MCU和射頻收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)核心處理器功能和射頻收發(fā)功能，從而將馬達(dá)控制器通過(guò)ZigBee的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入到符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的智能家居系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)對(duì)負(fù)載馬達(dá)電源和控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制，且電路簡(jiǎn)單，易于推廣實(shí)施，通過(guò)設(shè)置手動(dòng)按鈕和保護(hù)電路，使得控制更加安全可靠。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型基于ZigBee的馬達(dá)控制器電路方框示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的馬達(dá)控制器接入Mesh型ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的馬達(dá)控制器工作過(guò)程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0015]圖1為本實(shí)用新型基于ZigBee的馬達(dá)控制器電路方框示意圖。
[0016]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型提供的基于ZigBee的馬達(dá)控制器包括微處理器，所述微處理器通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)和FLASH存儲(chǔ)器相連，其中，所述微處理器為帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片，所述微處理器的電源端口和AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路相連，輸入端口和手動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕相連，輸出端口通過(guò)繼電器組及保護(hù)電路和負(fù)載馬達(dá)相連。
[0017]本實(shí)用新型使用了帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片替代了 MCU和射頻收發(fā)器，僅需配套必須的晶體振蕩器和負(fù)載電容、退耦電容、射頻匹配電路和天線(xiàn)，即可實(shí)現(xiàn)核心處理器功能和射頻收發(fā)功能。從而實(shí)現(xiàn)了電子元器件數(shù)量的最少化，印制電路板布板的必須面積得到了極大的縮減。帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)可選擇TI出品的“用于2.4GHz IEEE802.15.4/RF4CE/ZigBee的第二代片上系統(tǒng)解決方案”系列的SoC芯片，或者Atmel出品的“無(wú)線(xiàn)MCU單芯片解決方案”系列的SoC芯片。在SoC芯片完成信號(hào)收發(fā)和處理后，通過(guò)I/O完成對(duì)繼電器組的控制，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載馬達(dá)電源和控制信號(hào)的開(kāi)關(guān)量控制。其中電源開(kāi)關(guān)量用于機(jī)械馬達(dá)，控制信號(hào)開(kāi)關(guān)量用于電子馬達(dá)。
[0018]另外，本實(shí)用新型馬達(dá)控制器內(nèi)的AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路最好通過(guò)電源保護(hù)電路和市電相連，所述電源保護(hù)電路采用保險(xiǎn)絲、X安規(guī)電容、Y安規(guī)電容、壓敏電阻和共模電感的集合組成，可以有效的抑制220V市電電網(wǎng)中的EMI干擾并針對(duì)雷擊造成的過(guò)壓、負(fù)載短路造成超載的大電流進(jìn)行保護(hù)。Flash存儲(chǔ)器可實(shí)現(xiàn)SoC芯片的無(wú)線(xiàn)固件升級(jí)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保護(hù)功能。手動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕可以在遠(yuǎn)程遙控不便時(shí)提供更快捷的本地控制操作方式。繼電器組保護(hù)電路采用快速恢復(fù)二極管對(duì)繼電器組中的每個(gè)控制線(xiàn)圈輸入端在控制過(guò)程中出現(xiàn)的反向高壓進(jìn)行釋放，從而起到保護(hù)控制電路和SoC芯片I/O 口的目的，同時(shí)針對(duì)機(jī)械馬達(dá)負(fù)載的感性阻抗增加提供火零跨接電容，對(duì)抑制機(jī)械馬達(dá)通斷時(shí)感性負(fù)載阻抗引起的高壓反饋有幫助。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的馬達(dá)控制器接入Mesh型ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
[0020]請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型馬達(dá)控制器作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點(diǎn)接入ZigBee的Mesh型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。圖中虛線(xiàn)曲線(xiàn)代表ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息傳遞路徑。一個(gè)完整的ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器(唯一)、路由節(jié)點(diǎn)(可多個(gè))、終端節(jié)點(diǎn)(可多個(gè))組成。其中路由節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)路由發(fā)現(xiàn)、消息轉(zhuǎn)發(fā)、允許其他節(jié)點(diǎn)通過(guò)本節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)到網(wǎng)絡(luò)功能，同時(shí)作為一個(gè)ZigBee路由節(jié)點(diǎn)可以擁有自己數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理功能。目前位于2.4GHz頻段范圍內(nèi)的ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以在擁有1000以上個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)穩(wěn)定地運(yùn)行，并且得益于ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)特性ZigBee網(wǎng)絡(luò)其他的節(jié)點(diǎn)可以延伸至協(xié)調(diào)器的射頻收發(fā)范圍以外的位置。
[0021]圖3為本實(shí)用新型的馬達(dá)控制器工作過(guò)程示意圖。
[0022]請(qǐng)參見(jiàn)圖3，本實(shí)用新型馬達(dá)控制器在Mesh型ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的工作原理如下:馬達(dá)控制器上電啟動(dòng)后，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路徑③_>②加入ZigBee協(xié)調(diào)器組件的ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中。
[0023]ZigBee遙控器設(shè)備通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路徑①將控制指令發(fā)送到ZigBee協(xié)調(diào)器設(shè)備，協(xié)調(diào)器設(shè)備處理數(shù)據(jù)后將指令信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)路徑②_>③下傳至本實(shí)用新型馬達(dá)控制器的核心處理芯片:帶ZigBee射頻收發(fā)器的SoC芯片。
[0024]本實(shí)用新型馬達(dá)控制器的SoC芯片在完成數(shù)據(jù)通訊和處理后，根據(jù)需求通過(guò)I/O口(路徑④)控制繼電器組的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載馬達(dá)的電源和控制信號(hào)的開(kāi)關(guān)量控制(路徑⑤)。
[0025]通過(guò)本地手動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕可以直接向SoC芯片提供控制需求，SoC芯片在無(wú)需ZigBee網(wǎng)絡(luò)的前提下即可實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載馬達(dá)供電電源和控制信號(hào)的開(kāi)關(guān)量控制。
[0026]本實(shí)用新型作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的路由節(jié)點(diǎn)，可以承擔(dān)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的路由發(fā)現(xiàn)、消息轉(zhuǎn)發(fā)等功能，有效地對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積進(jìn)行擴(kuò)充。圖3中路徑⑥的ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)就是本實(shí)用新型作為ZigBee路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)的示例。
[0027]綜上所述，本實(shí)用新型提供的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，能夠?qū)ⅠR達(dá)控制器通過(guò)ZigBee的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入到符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的智能家居系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)對(duì)負(fù)載馬達(dá)電源和控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制，且電路簡(jiǎn)單，易于推廣實(shí)施。具體優(yōu)點(diǎn)如下:1、通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)功能，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)可以達(dá)到1000點(diǎn)以上；2、通過(guò)成為ZigBee網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和延伸；3、符合ZigBee聯(lián)盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可兼容符合標(biāo)準(zhǔn)的不同制造商的同類(lèi)產(chǎn)品；4、通過(guò)使用ZigBee的SoC芯片實(shí)現(xiàn)射頻和主控芯片合一，大幅減少元器件數(shù)量和印制電路板的布板面積。
[0028]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ZigBee的馬達(dá)控制器，包括微處理器，所述微處理器通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)和FLASH存儲(chǔ)器相連，其特征在于，所述微處理器為帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片，所述微處理器的電源端口和AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路相連，輸入端口和手動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕相連，輸出端口通過(guò)繼電器組和負(fù)載馬達(dá)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，其特征在于，所述AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路通過(guò)電源保護(hù)電路和市電相連，所述電源保護(hù)電路為由保險(xiǎn)絲、X安規(guī)電容、Y安規(guī)電容、壓敏電阻和共模電感組成的抗擾過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路。
3.如權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，其特征在于，所述繼電器組中的每個(gè)控制線(xiàn)圈輸入端前連接有快速恢復(fù)二極管形成反向高壓保護(hù)電路。
4.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的基于ZigBee的馬達(dá)控制器，其特征在于，所述馬達(dá)控制器內(nèi)的電路板上設(shè)有板載天線(xiàn)。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK203433342SQ201320517687
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】崔慶偉 申請(qǐng)人:上海易教信息科技有限公司