一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān)，控制芯片分別與顯示設(shè)備模塊、按鍵單元、電流電壓數(shù)據(jù)采集單元、輸出控制模塊、ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊、輸入電源接口和供電模塊連接。設(shè)備透過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)終端與終端之間，終端與控制主機(jī)ZC之間的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換，產(chǎn)品具備數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)采集、控制開關(guān)指令的接收等功能，具體表現(xiàn)在當(dāng)前信息LCM顯示、通過控制主機(jī)ZC實(shí)現(xiàn)和連接在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)服務(wù)器終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和開關(guān)控制功能。ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊自組網(wǎng)的應(yīng)用能有效降低產(chǎn)品成本，一體化的數(shù)據(jù)采集單元和控制模塊集成在一片普通8位的MCU內(nèi)，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔安裝方便，輸出開關(guān)控制采用雙向可控硅電路，使開關(guān)控制時(shí)不易打火且沒有聲音。
【專利說明】—種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及以ZigBee為基礎(chǔ)的射頻【技術(shù)領(lǐng)域】,具體的說是一種采用ZigBee技術(shù)通信的專門針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)應(yīng)用的且廣泛使用的基本數(shù)據(jù)采集(如電流電壓等)和開關(guān)控制設(shè)備，特別涉及其電氣模塊連接結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的此類產(chǎn)品采用WIF1、藍(lán)牙或者GPRS/EDGE/3G模塊來實(shí)現(xiàn)，結(jié)合數(shù)據(jù)采集和和開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的最基礎(chǔ)應(yīng)用-對(duì)設(shè)備的基本數(shù)據(jù)采集和控制開關(guān)。此類產(chǎn)品大都協(xié)議復(fù)雜、功耗高、費(fèi)用昂貴。要么距離短(如藍(lán)牙)、增加設(shè)備(WIFI必須有全生產(chǎn)線區(qū)域覆蓋，且協(xié)議復(fù)雜)、費(fèi)用高昂且通信質(zhì)量一般(GPRS/EDGE/3G模塊，要求有流量費(fèi)和很好的信號(hào)質(zhì)量，同時(shí)要一個(gè)價(jià)格不菲的ARM單片機(jī)進(jìn)行控制)，不適合在物聯(lián)網(wǎng)推廣中大量應(yīng)用。所以，目前基本沒有專用于物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)廉物美的控制開關(guān)設(shè)備。
[0003]故仍然需要對(duì)現(xiàn)有的此類專用于物聯(lián)網(wǎng)的控制開關(guān)設(shè)備的基本數(shù)據(jù)采集和開關(guān)控制設(shè)備的通訊傳輸方式和數(shù)據(jù)采集和控制方式進(jìn)行改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān)，其采用ZigBee技術(shù)(即IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn))，通過獨(dú)有的自組網(wǎng)技術(shù)，各個(gè)控制開關(guān)在控制主機(jī)ZC的控制下實(shí)現(xiàn)自主聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)某一控制開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自主維護(hù)、自主修復(fù)網(wǎng)絡(luò)、上傳故障信息；控制開關(guān)的基本信息如電流、電壓等參數(shù)通過ZigBee射頻收發(fā)模塊回傳到控制主機(jī)ZC，通過控制主機(jī)ZC將數(shù)據(jù)回傳到互聯(lián)網(wǎng)；將相關(guān)控制指令從互聯(lián)網(wǎng)通過控制主機(jī)ZC透過自組網(wǎng)絡(luò)回傳到控制開關(guān)完成對(duì)設(shè)備的開關(guān)控制。這種新型的控制開關(guān)與物聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)采集和控制方式，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān)，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有控制芯片，該控制芯片分別與顯示設(shè)備模塊、按鍵單元、電流電壓數(shù)據(jù)采集單元、輸出控制模塊、ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊、輸入電源接口和供電模塊連接，所述ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊與控制芯片雙向數(shù)據(jù)連接，所述ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊中采用2.4GHz的FSK射頻模式ISM頻帶，基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，輸入電源接口和供電模塊還分別與ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊和輸出控制模塊連接，所述電流電壓數(shù)據(jù)采集單元內(nèi)置12比特的ADC，用于對(duì)當(dāng)前開關(guān)的電流和電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
[0006]本實(shí)用新型公開了一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān),其采用ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊，透過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)終端與終端之間，終端與控制主機(jī)ZC之間的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換，產(chǎn)品具備數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)采集、控制開關(guān)指令的接收等功能，具體表現(xiàn)在當(dāng)前信息LCM顯示、通過控制主機(jī)ZC實(shí)現(xiàn)和連接在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)服務(wù)器終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和開關(guān)控制功能。ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊自組網(wǎng)的應(yīng)用能有效降低產(chǎn)品成本，一體化的數(shù)據(jù)采集單元和控制模塊集成在一片普通8位的MCU內(nèi)，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔安裝方便，輸出開關(guān)控制采用雙向可控硅電路，使開關(guān)控制時(shí)不易打火且沒有聲音。這種設(shè)計(jì)價(jià)格低廉且易于推廣應(yīng)用，相比現(xiàn)有技術(shù)而言具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型電器模塊連接示意圖。
[0008]圖2為ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊電路原理圖。
[0009]圖3為控制芯片電路原理圖。
[0010]圖4為顯示設(shè)備模塊電路原理圖。
[0011]圖5為按鍵單元電路原理圖。
[0012]圖6為電流電壓數(shù)據(jù)采集單元電路原理圖。
[0013]圖7為輸出控制模塊電路原理圖。
[0014]圖8為輸入電源接口和供電模塊電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型公開了一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān)，它包括殼體7，其區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)在于:所述殼體7內(nèi)設(shè)有控制芯片1，該控制芯片I分別與顯示設(shè)備模塊2、按鍵單元3、電流電壓數(shù)據(jù)采集單元4、輸出控制模塊5、ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊6、輸入電源接口和供電模塊8連接，所述ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊6與控制芯片I雙向數(shù)據(jù)連接，所述ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊6中采用2.4GHz的FSK射頻模式ISM頻帶，基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，輸入電源接口和供電模塊8還分別與ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊6和輸出控制模塊5連接，電流電壓數(shù)據(jù)采集單元4的數(shù)據(jù)輸入端還與次級(jí)電流次級(jí)電壓數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)輸出端連接，可提高數(shù)據(jù)采集的精度和安全性。
[0016]在具體實(shí)施時(shí)，所述殼體7表面分別設(shè)有確認(rèn)鍵、上鍵、下鍵、左鍵、右鍵、取消鍵。
[0017]在具體實(shí)施時(shí)，所述電流電壓數(shù)據(jù)采集單元4內(nèi)置12比特的ADC，用于對(duì)當(dāng)前開關(guān)的電流和電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
[0018]在具體實(shí)施時(shí)，如圖7中所示，所述輸出控制模塊5內(nèi)置雙向可控硅Q1，該雙向可控硅Ql兩端并聯(lián)有一電容C3，該雙向可控硅Ql與電容C3的一連接端處串聯(lián)有電阻R1，以避免高壓打火，同時(shí)實(shí)現(xiàn)靜音切換。
[0019]關(guān)于微控制器MCU及外圍電路已經(jīng)十分成熟，該IC采用ST的普通8位單片機(jī)，已經(jīng)生產(chǎn)多年，比如有用風(fēng)扇控制器、微波爐、電磁爐等。
[0020]上述ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊6，以AMCCOM公司的主芯片為主，可以實(shí)現(xiàn)跳頻的全雙工的收發(fā)模組，并大量使用在工程測(cè)控，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等產(chǎn)品，作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
[0021]上述顯示設(shè)備模塊2采用2.0寸的STN-LCM模組，該模組是一個(gè)成熟的顯示設(shè)備模塊，大量用于電子玩具上面。
[0022]上述輸入電源接口和供電模塊8采用普通交流220V供電，輸出3.3V直流電壓給控制芯片I和ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊6等各模塊供電。
[0023]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型具體實(shí)施只局限于上述這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān)，包括殼體(7)，其特征在于:所述殼體(7)內(nèi)設(shè)有控制芯片(1)，該控制芯片(I)分別與顯示設(shè)備模塊(2)、按鍵單元(3)、電流電壓數(shù)據(jù)采集單元(4)、輸出控制模塊(5)、ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊(6)、輸入電源接口和供電模塊(8)連接，所述ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊(6)與控制芯片(I)雙向數(shù)據(jù)連接，ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊(6)中采用2.4GHz的FSK射頻模式ISM頻帶，基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，輸入電源接口和供電模塊(8)還分別與ZigBee射頻信號(hào)收發(fā)模塊(6)和輸出控制模塊(5)連接，所述電流電壓數(shù)據(jù)采集單元(4)內(nèi)置12比特的ADC，用于對(duì)當(dāng)前開關(guān)的電流和電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)控制開關(guān)，其特征在于:所述殼體(7)表面分別設(shè)有確認(rèn)鍵、上鍵、下鍵、左鍵、右鍵、取消鍵。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK204009546SQ201420408445
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】鄭陳杰 申請(qǐng)人:臺(tái)州嵩達(dá)塑膠有限公司