專(zhuān)利名稱(chēng)：串行口聯(lián)絡(luò)線(xiàn)供電管理的家用電器自動(dòng)化接線(xiàn)座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于應(yīng)用電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)家用電器自動(dòng)化的計(jì)算 機(jī)與家用電子和電器的接口裝置。
背景技術(shù)：
最近準(zhǔn)備提交國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局審查的實(shí)用新型專(zhuān)利“可以訃算機(jī)管理的家 用電子電器自動(dòng)化接線(xiàn)座”分析了目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)家用電子和電器自動(dòng)化運(yùn)行的產(chǎn)品 與技術(shù)狀況，其提出的實(shí)用新型以個(gè)人計(jì)算機(jī)為主機(jī)，能夠配合4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出型傳感器， 按照預(yù)設(shè)的計(jì)劃自動(dòng)檢測(cè)外部環(huán)境的相應(yīng)狀況，自動(dòng)運(yùn)行兩對(duì)家用電子或兩對(duì)電器，也可 以獨(dú)立地配合開(kāi)關(guān)量輸出型傳感器控制家電運(yùn)行，或當(dāng)作普通的電源插座使用。該實(shí)用新 型電路簡(jiǎn)潔，使用市電作為其工作電源。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一款串行口聯(lián)絡(luò)線(xiàn)供電管理的家用電器自動(dòng)化接線(xiàn) 座，它能夠配合4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出型傳感器，以計(jì)算機(jī)為主機(jī)，按照預(yù)設(shè)的計(jì)劃自動(dòng)檢測(cè)外部 環(huán)境的相應(yīng)狀況，自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)電器，或僅僅由計(jì)算機(jī)程序控制運(yùn)行兩個(gè)電器；包括9針 RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、4對(duì)傳感器接口接線(xiàn)端、2塊固態(tài)繼電器電路、防 雷擊和浪涌電路以及市電電源線(xiàn)及其插頭。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是USB接口連接到USB轉(zhuǎn)串行口電路的相應(yīng)的信號(hào)輸入端，后者的信號(hào)輸出端與 RS232C接口的相應(yīng)端口線(xiàn)并聯(lián)；RS232C接口的第一針⑶、第六針DSR、第八針CTS與第九針 RI分別與第五針GND構(gòu)成了 4對(duì)傳感器接口接線(xiàn)端，RS232C接口的這四根口線(xiàn)還分別連接 一個(gè)上拉電阻，這四個(gè)上拉電阻的另一個(gè)電極都連接到第四針DTR ;RS232C接口的第四針 DTR、第七針RTS分別通過(guò)一只發(fā)光二極管連接到各自的1塊固態(tài)繼電器電路的控制信號(hào)輸 入端中的正極，固態(tài)繼電器的控制信號(hào)輸入端中的負(fù)極連接到第五針GND，固態(tài)繼電器的兩 個(gè)輸出端構(gòu)成1個(gè)家用電器的市電電子開(kāi)關(guān)；市電電源線(xiàn)及其插頭用于連接本實(shí)用新型到 市電，防雷擊和浪涌電路并聯(lián)在市電電源線(xiàn)的兩極。所述防雷擊和浪涌電路由一只熔斷器和一個(gè)壓敏電阻串連組成。本實(shí)用新型構(gòu)成了計(jì)算機(jī)與家用電子電器之間的接口，在計(jì)算機(jī)軟件的管理下， 可以配合多類(lèi)市售傳感器工作，包括輸出信號(hào)為開(kāi)關(guān)型、+3V +15V的電平型或脈沖信號(hào) 型或電阻跳變型的傳感器，有利于檢測(cè)和自動(dòng)運(yùn)行所連接的家用電子或家用電器，并且，傳 感器與家電的組合適應(yīng)于多種場(chǎng)合；其優(yōu)點(diǎn)是由于直接從RS232C接口的第四針DTR獲得 工作電源，省去了穩(wěn)壓電源電路，因此，其電路做到了結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)化、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化，元器件成本 主要在于不到50元的兩塊固態(tài)繼電器；使用便利、安全。以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。圖中，1.固態(tài)繼電器SSR，2.固態(tài)繼電器SSR，6. USB接口，7. USB轉(zhuǎn)串行口電路， 8. RS232C 接口。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括下列主要部分用Rsl，Rs2, Rs3, Rs4表示的4個(gè)傳 感器；固態(tài)繼電器SSR(I)及其工作狀態(tài)指示燈LEDl ；固態(tài)繼電器SSRQ)及其工作狀態(tài)指 示燈LED2 ；USB轉(zhuǎn)串行口電路(7)以及RS232C接口(8)。《利用VisualBasic實(shí)現(xiàn)串并行通信技術(shù)》講授了計(jì)算機(jī)的RS232C接口的主要特 性，其要點(diǎn)是信號(hào)傳輸方式為單向(Single-Ended)、全雙工點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸模式，傳輸距離可 達(dá)15米，其傳輸速率可達(dá)19200baud，邏輯0對(duì)應(yīng)電平+3V +15V，邏輯1對(duì)應(yīng)電平-3V (_15)￥，可以通過(guò)串行通信控件1^(011111132. OCX的事件屬性來(lái)輸入傳感器信號(hào)1 ComEvSend 傳輸寄存器中的字符數(shù)比threshold還少；2 ComEvReceive 收到threshold個(gè)字符，該事件持續(xù)產(chǎn)生直到用Input屬性從 接收寄存器中移除；3 ComEvCTS :Clear_to_Send 線(xiàn)的狀態(tài)發(fā)生變化；4 ComEvDSR :Data_Set_Ready 線(xiàn)的狀態(tài)從 1 變到 O ；5 ComEvCD :Carrier_Detect 線(xiàn)的狀態(tài)發(fā)生變化；6 ComEvRing 檢測(cè)到振鈴信號(hào)，但是，不具備串口通信控件的屬性MSComm32. CTSholding/. DSRholding/. DCDholding，無(wú)法查詢(xún)檢測(cè)其電平的高低情況，一些UART (非 同步接收-傳輸器)可能不支持此事件；7 ComEvEOF 收到數(shù)據(jù)結(jié)尾(ASCII為26)字符。根據(jù)以上所述，采用上拉電阻Rl，R2，R3，R4與Rsl，Rs2，Rs3，Rs4接地的方式構(gòu)成 了傳感器的接口電路，如圖1所示，該接口電路可以配合多類(lèi)傳感器工作，包括輸出信號(hào) 為開(kāi)關(guān)型、+3V +15V的電平型或脈沖信號(hào)型或電阻跳變型的傳感器。在傳感器Rs 1，Rs2，Rs3，Rs4與RS232C接口之間安排光電耦合電路作電氣隔離可 以防范外部強(qiáng)脈沖可能對(duì)串行口的干擾破壞。但是，家用傳感器的工作電源一般為< 15V 的直流電源，而且，它們一般工作在室內(nèi)，所以，圖1沒(méi)有考慮，降低了成本。為了防范雷擊 或浪涌電流的破壞，在市電的輸入端并聯(lián)有防雷擊和浪涌電路；其中，壓敏電阻的壓敏電壓 的估算方法是VlmA = 1. 5VP = 1. 5 X 220V = 476V, VlmA = 2. 2VAC = 2. 2 X 220V = 484V, 所以，壓敏電阻的擊穿電壓選470-480V，其通流容量選2-20KA;熔斷器的規(guī)格視固態(tài)繼電 器SSR(I)和⑵的額定工作電流確定。固態(tài)繼電器SSR(I)和⑵的特點(diǎn)是以低的直流驅(qū)動(dòng)電壓和小的驅(qū)動(dòng)電流控制大 的負(fù)載，相比交流或直流電磁繼電器，具有工作可靠、壽命長(zhǎng)、無(wú)火花、抗干擾能力強(qiáng)、開(kāi)關(guān) 速度快的優(yōu)點(diǎn)。例如北京科通電子繼電器總廠(chǎng)生產(chǎn)的JGX-IOF固態(tài)繼電器的輸入控制電壓 是DC3. 2 14V，輸入電流的典型值是5 20mA (VDC = 5V)，而其額定輸出電壓是AC25 250V，額定輸出電流為10A，足以驅(qū)動(dòng)1匹的空調(diào)。
4[0023]圖1中，RS232C接口的握手聯(lián)絡(luò)線(xiàn)RTS，DTR是計(jì)算機(jī)的輸出信號(hào)，其腳位電壓由 串行通信控件MSComm32. OCX中的屬性DTREnab 1 e，RTSEnab 1 e分別控制，該屬性的數(shù)據(jù)形式 均為布爾值(Boolean)，以"True表示高電位，以False表示低電位，適合于控制電子電器的 運(yùn)行。發(fā)光二極管LED1，LED2既用于固態(tài)繼電器(1)或(2)得電工作狀態(tài)的指示，又用于 隔離計(jì)算機(jī)的串行口與2塊固態(tài)繼電器電路(1)或O)，避免其后面的交流電電子開(kāi)關(guān)電 路可能發(fā)生的反饋脈沖，保護(hù)了計(jì)算機(jī)。若設(shè)置控件MSComm32. OCX上它倆的屬性有效，即 MSComm. RTSEnable = true 或 MSComm. DTREnable = true 的時(shí)候，一旦該串行端口被打開(kāi)， Request_to_Send線(xiàn)或Data_Ter min al_Ready線(xiàn)就會(huì)被設(shè)置成高電位(+3V +15V)，而當(dāng) 連接端口被關(guān)閉，或設(shè)置 MSComm. RTSEnable = false、MSComm. DTREnable = false 時(shí)就會(huì) 設(shè)置它倆成低電位(OV或-3V (-15) V)。由RTS，DTR腳位送出的電壓經(jīng)測(cè)試介于士 9V 士 12V之間，其轉(zhuǎn)態(tài)電壓很明顯，只要電壓升高以后，其電壓就足以推動(dòng)發(fā)光二極管，但其所 送出的電流很小，介于4mA 20mA之間，沒(méi)有限流電阻也不會(huì)燒毀發(fā)光二極管。據(jù)此可知， RTS，DTR腳位送出的電壓與電流足以驅(qū)動(dòng)市售的固態(tài)繼電器(1)或O)。有些筆記本計(jì)算機(jī)沒(méi)有配置RS232C接口，為了保證本實(shí)用新型的應(yīng)用，圖1中設(shè) 計(jì)了 USB轉(zhuǎn)串行口電路(7)，該電路可以采用南京沁恒電子有限公司的“USB轉(zhuǎn)串口芯片， USB轉(zhuǎn)IrDA紅外，USB轉(zhuǎn)打印口，，芯片CH340來(lái)完成。說(shuō)明本實(shí)用新型的應(yīng)用如下。使用傳感器Rsl，Rs2, Rs3, Rs4檢測(cè)環(huán)境參數(shù)的時(shí)候，需要預(yù)先設(shè)置MSComm. DTREnable = true，這時(shí)，固態(tài)繼電器(2)會(huì)一直處于得電的工作狀態(tài)，其電子開(kāi)關(guān)K2閉 合，可以把它當(dāng)作普通的電源插座使用。把需要實(shí)施自動(dòng)化控制的家用電器與固態(tài)繼電器 (1)的電子開(kāi)關(guān)Kl 一起構(gòu)成市電回路，通過(guò)串行口事件響應(yīng)中斷子程序檢測(cè)傳感器的狀 態(tài)，通過(guò)改變串行通信控件MSComm32. OCX的屬性MSComm. RTSEnable的值來(lái)控制固態(tài)繼電 器(1)的電子開(kāi)關(guān)Kl的動(dòng)作，從而控制它所連接的電器的運(yùn)行。例如，傳感器Rsl，Rs2分別選用煤氣和煙霧傳感器，通過(guò)固態(tài)繼電器SSR(I)的KTl 接入一個(gè)排風(fēng)扇或抽油煙機(jī)或報(bào)警器到市電，遇到發(fā)生油煙時(shí)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟排風(fēng)扇或抽油煙 機(jī)，直到散盡油煙時(shí)為止，遇到煤氣泄漏時(shí)會(huì)啟動(dòng)報(bào)警或某種聯(lián)動(dòng)裝置。不需要使用傳感器Rsl，Rs2, Rs3, Rs4的時(shí)候，可以改變串行通信控件MSComm32. OCX 的屬性(即 MSComm. RTSEnable = true,MSComm. DTREnable = true 與否)來(lái)分別控制 固態(tài)繼電器⑴或O)的電子開(kāi)關(guān)K1，K2的動(dòng)作，從而同時(shí)控制兩個(gè)電器的運(yùn)行。使用過(guò)程中，本實(shí)用新型的一端通過(guò)電纜接計(jì)算機(jī)的USB或RS232C接口，另一端 通過(guò)電源線(xiàn)插入墻上的市電插座，像平時(shí)家里使用電源接線(xiàn)板一樣把電器插入相應(yīng)的插 座，而傳感器則通過(guò)接線(xiàn)柱來(lái)連接。對(duì)傳感器不熟悉的人，可以暫時(shí)不管它，運(yùn)行計(jì)算機(jī)的 計(jì)劃程序就可以管理電子或電器的運(yùn)行。
權(quán)利要求1.串行口聯(lián)絡(luò)線(xiàn)供電管理的家用電器自動(dòng)化接線(xiàn)座，其特征是，包括9針RS232C接 口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、4對(duì)傳感器接口接線(xiàn)端、2塊固態(tài)繼電器電路、防雷擊和浪 涌電路以及市電電源線(xiàn)及其插頭；其中，USB接口連接到USB轉(zhuǎn)串行口電路的相應(yīng)的信號(hào)輸 入端，后者的信號(hào)輸出端與RS232C接口的相應(yīng)端口線(xiàn)并聯(lián)；RS232C接口的第一針⑶、第六 針DSR、第八針CTS與第九針RI分別與第五針GND構(gòu)成了 4對(duì)傳感器接口接線(xiàn)端，RS232C 接口的這四根口線(xiàn)還分別連接一個(gè)上拉電阻，這四個(gè)上拉電阻的另一個(gè)電極都連接到第四 針DTR ；RS232C接口的第四針DTR、第七針RTS分別通過(guò)一只發(fā)光二極管連接到各自的1塊 固態(tài)繼電器電路的控制信號(hào)輸入端中的正極，固態(tài)繼電器的控制信號(hào)輸入端中的負(fù)極連接 到第五針GND，固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸出端構(gòu)成家用電器的市電電子開(kāi)關(guān)；本實(shí)用新型通過(guò) 市電電源線(xiàn)及其插頭連接到市電，防雷擊和浪涌電路并聯(lián)在市電電源線(xiàn)的兩極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口聯(lián)絡(luò)線(xiàn)供電管理的家用電器自動(dòng)化接線(xiàn)座，其特征 是，所述防雷擊和浪涌電路由一只熔斷器和一個(gè)壓敏電阻串連組成。
專(zhuān)利摘要串行口聯(lián)絡(luò)線(xiàn)供電管理的家用電器自動(dòng)化接線(xiàn)座，屬于一種計(jì)算機(jī)與家電的接口裝置，它以計(jì)算機(jī)為主機(jī)，能夠配合4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出型傳感器，自動(dòng)檢測(cè)外部環(huán)境的相應(yīng)狀況，自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)電器，或由計(jì)算機(jī)程序控制獨(dú)立運(yùn)行兩個(gè)電器；包括9針RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、4對(duì)傳感器接口接線(xiàn)端、2塊固態(tài)繼電器電路、防雷擊和浪涌電路以及市電電源線(xiàn)及其插頭；其中，RS232C接口的CD、DSR、CTS與RI分別連接一個(gè)上拉電阻到DTR，并各自與6ND構(gòu)成了4對(duì)傳感器接口接線(xiàn)端，DTR、RTS分別通過(guò)一只發(fā)光二極管連接到各自的1塊固態(tài)繼電器電路的控制信號(hào)輸入端中的正極，固態(tài)繼電器的控制信號(hào)輸入端中的負(fù)極連接到GND。本裝置用于家用電器的自動(dòng)化運(yùn)行。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK201878125SQ201020531768
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者曾藝, 李全民, 胡川 申請(qǐng)人:重慶工商大學(xué)