專利名稱：粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種遠程控制技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種粘貼式物聯(lián)仿生按鈕
器O
背景技術(shù)：
近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸深入普通民眾的日常生活。通過技術(shù)手段將各種電器及其他相關(guān)設(shè)備納入物聯(lián)網(wǎng)，并由終端計算機或手機遠程控制各種家電設(shè)備的使用，是今后物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要趨勢?，F(xiàn)有此類技術(shù)的基本思路為在電器設(shè)備中安裝嵌入式芯片以及GPRs模塊，并通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的遠程雙向通訊。然而，要達成該思路， 必須由廠家研發(fā)相應(yīng)物聯(lián)模塊、并在生產(chǎn)過程中就將其內(nèi)置于電器設(shè)備之中；另一方面，目前現(xiàn)實是，對于絕大多數(shù)電器而言并無相關(guān)功能或預(yù)設(shè)外接插口，因此要想實現(xiàn)遠程控制， 就只能改造現(xiàn)有設(shè)備的電路，或淘汰舊設(shè)備，這對于普通用戶而言，技術(shù)實現(xiàn)的成本過高。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?00910023950. 5記載了 “一種家用電器的智能遠程遙控裝置及控制方法”，該技術(shù)通過“短信等方式發(fā)送手機信號，智能終端接收信息后通過控制電路對手機音頻信號整形放大，觸發(fā)控制電路產(chǎn)生控制信號，智能插座接收控制信號后，產(chǎn)生脈沖控制觸發(fā)器，實現(xiàn)對家用電器的控制?！痹撗b置雖然可實現(xiàn)遠程控制，且無需改造現(xiàn)有設(shè)備的內(nèi)部電路，但是該技術(shù)中所述實現(xiàn)對電器設(shè)備的遠程控制的核心部件主要為智能插座，即通過內(nèi)置繼電器的閉合來實現(xiàn)強制性的通斷電，這種方式必須將原有普通插座更換為智能插座，只能控制電器總電源的開啟與關(guān)閉，而且對于一些工業(yè)電器設(shè)備在事故檢修時的臨時控制等情景，以及一些不插電設(shè)備如照相機等都并不適用；同時該設(shè)備采用改造的舊手機為智能終端來接受遠程聲音訊號，觸發(fā)控制電路，采用此方法時舊手機的可靠性難以確保，而且傳輸質(zhì)量和效果也受制于聲音訊號質(zhì)量，在實際運行中可能出現(xiàn)失控現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，本發(fā)明通過無線遠程雙向通訊模塊于遠程終端感知裝置工作狀態(tài)，利用控制模塊控制機械結(jié)構(gòu)按按鈕，從而實現(xiàn)遠程控制。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括粘貼式外殼以及分別固定于其上的無線遠程雙向通訊模塊、仿生機械按鈕模塊、控制模塊和供電模塊，其中無線遠程雙向通訊模塊向控制模塊傳輸用戶的控制指令并接受控制模塊反饋的按鈕狀態(tài)信息，仿生機械按鈕模塊的步進電機驅(qū)動電路與控制模塊的控制總線相連接并接受正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)仿生機械按鈕的按下或彈起動作，控制模塊與無線遠程雙向通訊模塊和仿生機械按鈕模塊相連接并將無線遠程雙向通訊模塊接受的用戶信息解析后向仿生機械按鈕模塊輸出相應(yīng)的動作指令，控制模塊采集仿生機械按鈕模的位置狀態(tài)并將其通過無線遠程雙向通訊模塊反饋給用戶，供電模塊分別與無線遠程雙向通訊模塊、仿生機械按鈕模塊和控制模塊相連并提供相應(yīng)功率的電壓。所述的無線遠程雙向通訊模塊包括GPRS模塊和信號收發(fā)天線，其中GPRS模塊與控制模塊相連接并將接收的無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給控制模塊，GPRS模塊將控制模塊發(fā)出的按鈕位置信息接收并將其轉(zhuǎn)換成GPRS無線信號發(fā)給信號收發(fā)天線，信號收發(fā)天線與GPRS模塊相連接完成無線信號的收發(fā)工作。所述的仿生機械按鈕模塊包括微型步進電機、驅(qū)動電路、觸壓頭、伸縮桿和接近開關(guān)，其中微型步進電機的頭部與伸縮桿相焊接，伸縮桿的頭部與觸壓頭相焊接，驅(qū)動電路與控制模塊的控制總線相連接并接收微型步進電機的正反轉(zhuǎn)開關(guān)量信號及旋轉(zhuǎn)步數(shù)的脈沖信號，接近開關(guān)與控制模塊的傳感總線相連并向其提供伸縮桿的位置信息。所述的位置信息是指通過0 5V的變化電壓對應(yīng)0_6mm的位置狀態(tài)，所述的伸縮桿伸縮范圍在3-6mm;當(dāng)啟動微型步進電機時，帶動伸縮桿與觸壓頭，實現(xiàn)按鈕的按下與彈起動作。所述的接近開關(guān)的檢測范圍為0_2mm，接近開關(guān)觸發(fā)表明微型步進電機伸縮桿在 “縮”狀態(tài)，反之為“伸”狀態(tài)。所述的控制模塊通過MCU控制器實現(xiàn)，該控制模塊利用內(nèi)置的UART接口與GPRS 模塊進行通信，通過P 口獲得接近開關(guān)的狀態(tài)，使用其TimerA對微型步進電機驅(qū)動芯片進行控制。所述的供電模塊由鋰電池及充電電路組成，該鋰電池為與之相連的無線遠程雙向通訊模塊、仿生機械按鈕模塊和控制模塊提供直流3. 3V電源，充電電路與鋰電池相連并采用雙色發(fā)光為二極管指示電量的變化。所述的粘貼式外殼采用金屬、工程塑料等常用硬質(zhì)耐候材料制成，殼體旁側(cè)帶有粘貼片或固定孔。所述的粘貼式外殼的表面分別設(shè)有指示系統(tǒng)電池電量的電量指示燈。本發(fā)明工作原理為利用遠程雙向通訊模塊與手機等無線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備進行交互并將接受的指令傳遞給控制模塊，由控制模塊控制仿生機械按鈕模塊進行按按鈕的動作； 由接近開關(guān)感知仿生機械按鈕模塊的工作狀態(tài)，并通過遠程雙向通訊模塊將當(dāng)前狀態(tài)回傳給手機。本發(fā)明的優(yōu)點在于，無需改造現(xiàn)有設(shè)備的內(nèi)部電路，并可依據(jù)各類設(shè)備按鈕的外形特點制成一系列通用裝置，用戶可根據(jù)實際需求和設(shè)備按鈕型號購買對應(yīng)裝置，即買即用。因此，較現(xiàn)有技術(shù)而言，更易于推廣。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的主要模塊示意圖。圖3為實例電路示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所述，本實施例包括粘貼式外殼1以及分別固定于其上的無線遠程雙向通訊模塊2、仿生機械按鈕模塊3、控制模塊4和供電模塊5，其中無線遠程雙向通訊模塊2向控制模塊4傳輸用戶的控制指令并接受控制模塊4反饋的按鈕狀態(tài)信息；仿生機械按鈕模塊3的步進電機驅(qū)動電路與控制模塊4的控制總線相連接并接受正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令(仿生機械按鈕3的按下或彈起動作)；控制模塊4與無線遠程雙向通訊模塊2和仿生機械按鈕模塊相連接，將無線遠程雙向通訊模塊2接受的用戶信息解析后向仿生機械按鈕模塊3輸出相應(yīng)的動作指令，控制模塊4采集仿生機械按鈕模塊3的位置狀態(tài)并將其通過無線遠程雙向通訊模塊2反饋給用戶；供電模塊5為其他模塊提供相應(yīng)功率的電壓。所述的無線遠程雙向通訊模塊2由GPRS模塊6和信號收發(fā)天線7組成，其中GPRS 模塊6與控制模塊4相連接并將接收的無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給控制模塊4，同時將控制模塊4發(fā)出的按鈕位置信息接收并將其轉(zhuǎn)換成GPRS無線信號發(fā)給信號收發(fā)天線7 ；信號收發(fā)天線7與GPRS模塊6相連接完成無線信號的收發(fā)工作。所述的仿生機械按鈕模塊3包括微型步進電機8、驅(qū)動電路9、觸壓頭10、伸縮桿 11和接近開關(guān)12，其中微型步進電機8頭部與伸縮桿11焊接，伸縮桿11頭部與觸壓頭10 相焊接，驅(qū)動電路9與控制模塊4的控制總線相連接并接收微型步進電機8的正反轉(zhuǎn)開關(guān)量信號及旋轉(zhuǎn)步數(shù)的脈沖信號，接近開關(guān)12與控制模塊4的傳感總線相連并向其提供伸縮桿的位置信息(0 5V的變化電壓對應(yīng)0-6mm的位置狀態(tài))。所述的伸縮桿11伸縮范圍在3_6mm ；當(dāng)啟動微型步進電機8時，帶動伸縮桿11與觸壓頭10，實現(xiàn)按鈕的按下與彈起動作。所述的接近開關(guān)12的檢測范圍為0_2mm，接近開關(guān)12觸發(fā)表明微型步進電機8伸縮桿11在“縮”狀態(tài)，反之為“伸”狀態(tài)。所述的控制模塊4通過MCU控制器實現(xiàn)，該控制模塊4利用內(nèi)置的UART接口與 GPRS模塊6進行通信，通過P 口獲得接近開關(guān)12的狀態(tài)，使用其TimerA對微型步進電機8 驅(qū)動芯片進行控制。所述的供電模塊5由鋰電池13及充電電路14組成，該供電模塊5為其他模塊提供直流3. 3V電源。模塊中的鋰電池13自帶控制及充電保護電路，并采用雙色發(fā)光為二極管指示電量的變化。所述的粘貼式外殼1采用金屬、工程塑料等常用硬質(zhì)耐候材料制成，殼體旁側(cè)帶有粘貼片或固定孔，兩者的目的為使整個裝置附著于設(shè)備表面，其中粘貼片采用柔性塑料形成錐型吸盤式結(jié)構(gòu)，即擠壓出粘貼片與附著面之間的空氣后，粘貼片及整個裝置可牢固粘貼于目標(biāo)電器的按鈕表面，用戶也可以通過基座固定孔用螺絲將系統(tǒng)固定在被控制設(shè)備的表面。所述的粘貼式外殼1的表面設(shè)有三盞指示燈，分別為指示系統(tǒng)電池電量的電量指示燈(綠燈表示電量充足，紅燈表示電量不足)、指示系統(tǒng)通訊狀態(tài)的通訊指示燈(綠燈長亮表示GPRS連接正常，綠燈閃爍表示正在數(shù)據(jù)交換，黃燈長亮表示短信在線，黃燈閃爍表示短信收發(fā)正在進行)、指示按鈕狀態(tài)的按鈕指示燈(滅表示按鈕彈起，紅表示按鈕按下)。如圖2所示，利用GPRS模塊6與手機進行交互并將接受的指令傳遞給控制模塊4 的MCU控制器，控制微型步進電機8工作；接近開關(guān)12感知伸縮桿11的工作狀態(tài)，裝置表面指示燈顯示系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，并通過GPRS模塊6將當(dāng)前狀態(tài)回傳給手機；另外，MCU控制器可以采集按鈕電池電量信息，并在遠程手機連接時將電量信息發(fā)給手機。
如圖3所示，本發(fā)明實例中使用MSP430F1232作為控制模塊4的MCU控制芯片，該芯片自帶UART引腳(URXD0、UT)(D0)，直接與GPRS模塊6的串口引腳(Tx,Rx)相連接，組成 UART串行總線，實現(xiàn)控制模塊4與無線遠程雙向通訊模塊2的GPRS模塊(本發(fā)明實例采用 GTM900無線GPRS收發(fā)模塊)數(shù)據(jù)交互?？刂菩酒腜0. 1、P0. 2、P0. 3管腳與仿生機械按鈕模塊3中的步進電機驅(qū)動電路9的脈沖輸入接口相連接，驅(qū)動電機正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)一定的步數(shù)以達到模擬人工按下或彈起按鈕的操作?？刂菩酒腜I. 1、P1.2、P1.3管腳與一只普通發(fā)光二極管和一只雙色發(fā)光二極管相連接，指示按鈕狀態(tài)及通訊狀態(tài)。供電模塊5為控制模塊4、無線遠程雙向通訊模塊2和步進電機驅(qū)動電路9提供電源，并通過一只雙色二極管指示電池電量。另外，供電模塊5提供充電接口，可以接5V的電源適配器給系統(tǒng)進行充電。
權(quán)利要求
1.一種粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征在于，包括粘貼式外殼以及分別固定于其上的無線遠程雙向通訊模塊、仿生機械按鈕模塊、控制模塊和供電模塊，其中無線遠程雙向通訊模塊向控制模塊傳輸用戶的控制指令并接受控制模塊反饋的按鈕狀態(tài)信息，仿生機械按鈕模塊的步進電機驅(qū)動電路與控制模塊的控制總線相連接并接受正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)仿生機械按鈕的按下或彈起動作，控制模塊與無線遠程雙向通訊模塊和仿生機械按鈕模塊相連接并將無線遠程雙向通訊模塊接受的用戶信息解析后向仿生機械按鈕模塊輸出相應(yīng)的動作指令，控制模塊采集仿生機械按鈕模的位置狀態(tài)并將其通過無線遠程雙向通訊模塊反饋給用戶，供電模塊分別與無線遠程雙向通訊模塊、仿生機械按鈕模塊和控制模塊相連并提供相應(yīng)功率的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征是，所述的無線遠程雙向通訊模塊包括GPRS模塊和信號收發(fā)天線，其中GPRS模塊與控制模塊相連接并將接收的無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給控制模塊，GPRS模塊將控制模塊發(fā)出的按鈕位置信息接收并將其轉(zhuǎn)換成GPRS無線信號發(fā)給信號收發(fā)天線，信號收發(fā)天線與GPRS模塊相連接完成無線信號的收發(fā)工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征是，所述的仿生機械按鈕模塊包括微型步進電機、驅(qū)動電路、觸壓頭、伸縮桿和接近開關(guān)，其中微型步進電機的頭部與伸縮桿相焊接，伸縮桿的頭部與觸壓頭相焊接，驅(qū)動電路與控制模塊的控制總線相連接并接收微型步進電機的正反轉(zhuǎn)開關(guān)量信號及旋轉(zhuǎn)步數(shù)的脈沖信號，接近開關(guān)與控制模塊的傳感總線相連并向其提供伸縮桿的位置信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征是，所述的位置信息是指通過0 5V的變化電壓對應(yīng)0-6mm的位置狀態(tài)，所述的伸縮桿伸縮范圍在3_6mm ；當(dāng)啟動微型步進電機時，帶動伸縮桿與觸壓頭，實現(xiàn)按鈕的按下與彈起動作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征是，所述的接近開關(guān)的檢測范圍為0-2mm，接近開關(guān)觸發(fā)表明微型步進電機伸縮桿在“縮”狀態(tài)，反之為“伸”狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征是，所述的控制模塊通過MCU控制器實現(xiàn)，該控制模塊利用內(nèi)置的UART接口與GPRS模塊進行通信，通過P 口獲得接近開關(guān)的狀態(tài)，使用其TimerA對微型步進電機驅(qū)動芯片進行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征是，所述的供電模塊由鋰電池及充電電路組成，該鋰電池為與之相連的無線遠程雙向通訊模塊、仿生機械按鈕模塊和控制模塊提供直流3. 3V電源，充電電路與鋰電池相連并采用雙色發(fā)光為二極管指示電量的變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征是，所述的粘貼式外殼采用金屬、工程塑料等常用硬質(zhì)耐候材料制成，殼體旁側(cè)帶有粘貼片或固定孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，其特征是，所述的粘貼式外殼的表面分別設(shè)有指示系統(tǒng)電池電量的電量指示燈。
全文摘要
一種遠程控制技術(shù)領(lǐng)域的粘貼式物聯(lián)仿生按鈕器，包括粘貼式外殼以及分別固定于其上的無線遠程雙向通訊模塊、仿生機械按鈕模塊、控制模塊和供電模塊，其中無線遠程雙向通訊模塊向控制模塊傳輸用戶的控制指令并接受控制模塊反饋的按鈕狀態(tài)信息，仿生機械按鈕模塊的步進電機驅(qū)動電路與控制模塊的控制總線相連接并接受正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令，控制模塊與無線遠程雙向通訊模塊和仿生機械按鈕模塊相連接并將無線遠程雙向通訊模塊接受的用戶信息解析后向仿生機械按鈕模塊輸出相應(yīng)的動作指令，控制模塊采集仿生機械按鈕模的位置狀態(tài)并將其通過無線遠程雙向通訊模塊反饋給用戶。
文檔編號H04L29/08GK102323763SQ20111010120
公開日2012年1月18日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者陳尚儉, 陳雪初 申請人:上海交通大學(xué)