一种用于zigbee技术的智能开关
技术领域
本实用新型涉及一种智能开关,特别涉及一种用于zigbee技术的智能开关,属于zigbee无线通信领域。
背景技术
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议,根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中设备的可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。zigbee作为一种短距离无线通信技术,由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能,因此在物联网领域具有非常强的可应用性。
市场上现有的无线智能开关产品大多采用315M/433M无线传输协议,该协议通信距离短,无线传输速率低。而在同样使用Zigbee无线传输协议的产品中,有些产品只能实现远程控制,而无法实时获取被控设备的当前状态;有些产品只能实现智能抄表,远程获取数据的功能,而无法进行精确控制与智能化管理。
由此可见现有产品功能单一,无法满足复杂的智能控制需求,且市面上的智能控制***与安防管控***相互独立,难以集成。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于zigbee技术的智能开关,用于克服现有产品功能单一、无法与现有空调、安防产品、各种传感器相集成的缺点,其设计的多用途接口模块,用户只需将现有的空调控制器、安防产品、各种传感器通过多用途接口与本申请中的产品相接,即可实现远程无线智能控制设备与空调、安防产品的对接。
为实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:
一种用于zigbee技术的智能开关,它包括zigbee通信模块、微控单元模块、开关电路模块和多用途接口模块,所述微控单元模块分别与所述zigbee通信模块和所述多用途接口模块连接,所述开关电路模块用于给所述微控单元模块、所述zigbee通信模块和所述多用途接口模块连接供电。
优选的,它还包括电源模块,所述电源模块输出端与所述开关电路模块输入端连接,所述输入端接220V市电。
优选的,所述电源模块输出电压为5V,所述开关电路模块输入电压为5V。
优选的,它还包括断路模块,所述断路模块电源输入端接入220V市电,所述微控单元模块与所述断路模块连接,用于控制所述断路模块。
尤为优选的,所述开关电路模块输出电压为3.3V。
优选的,所述微控单元模块采用单片机CC2530芯片,但不局限于此芯片。
优选的,所述多用途接口模块包括空调控制器接口、温湿度传感器接口、烟雾报警器接口、浸水报警器接口、煤气报警器接口及红外报警器接口,但不局限于上述各模块。
其中,开关电路模块可直接5V直流电源(如,蓄电池),也可将5V直流电源当做备用电源。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
1)实现将智能控制、能耗监控、节能减排、安防监控四大功能集于一身,大大加强产品模块的可扩展性;
2)克服了现有产品功能单一、无法与现有空调、安防产品及各种传感器相集成的缺点,设计了多用途接口,用户只需将现有的空调控制器、安防产品、各种传感器通过多用途接口与本申请中的产品相接,即可实现远程无线智能控制设备与空调、安防产品的对接;
3)与计量式电度表相连接,对办公室电能消耗进行实施监控,又可结合微控单元模块中的智能控制***进行科学的用电管理,即可达到节能减排,降低能耗的目的;
4)本智能开关所采用的空调控制器接口可与任何空调控制器连接,结合温度传感器接口连接的温度传感器,可对空调工作温度进行远程设定,实现远程监管(如:设定夏天不低于26度C,冬天不高于20度C),从而达到节能的目的。与人体红外传感器相接,一方面 可用于安防,另一方面可用来控制空调和照明设备,保证办公室没有人员的时候自动关闭用电设备,避免不必要的浪费;
5)本智能开关可对用电设备的用电时间进行监控,可对办公室设备的用电情况进行查询(例如,使用时间),更有效的进行节能监管。
附图说明
图1是实施例中1用于zigbee技术的智能开关的结构框图;
图2是图1实施例中电源模块的电路图;
图3是图1实施例中断路模块的电路图;
图4是图1实施例中开关电路模块的电路图;
图5是图1实施例中微控单元模块的电路图;
图6是图1实施例中空调控制器接口的电路图;
图7是图1实施例中红外报警器接口的电路图;
图8是图1实施例中温度传感器接口的电路图;
图9是图1实施例中烟雾报警器接口的电路图;
图10实施例中2用于zigbee技术的智能开关的结构框图;
图11是实施例2中断路模块的电路图;
图12是实施例2中光照度传感器接口的电路图;
图13是实施例2中电度表检测接口的电路图。
具体实施方式
实施例1参阅图1-9,该用于zigbee技术的智能开关包括zigbee通信模块,电源模块,断路模块,微控单元模块,开关电路模块,空调控制器接口,红外报警器接口,温度传感器接口和烟雾报警器接口;
微控单元模块,包括CC2530芯片U3、第一电阻R1、第一电容C1和第二电容C2,CC2530芯片U3复位端RESET分别与第一电阻R1一端和第一电容C1一端连接,第一电阻R1另一端和CC2530芯片U3电源端VCC接3.3V电源,第一电容C1和CC2530芯片U3接地端接地,CC2530芯片U3电源端VCC经第二电容C2接地;
开关电路模块,包括电源接口P1、三端集成稳压器U2和第三~第五电容,电源接口P1正极端1、三端集成稳压器U2输入端VIN和第三电容一端接电源电压VCC,三端集成稳压器U2输出端VOUT与第四电容C4一端和第五电容C5一端连接,并作为开关电路模块输出端,输出3.3V电压,电源接口P1负极端2、第三电容C3另一端、第四电容C4另一端、第五电容C5另一端和三端集成稳压器U2接地端GND接地;
电源模块,包括保险丝F、整流桥BD、第六~十二电容、第二~六电阻、第一~三二极管、开关电源专用芯片U3、光电耦合器U4、多绕组变压器T1和小外形晶体管U5,整流桥BD一输入端经保险丝F接220V市电火线,另一端接零线,负输出端接机壳保护PGND,正输出端与第六电容C6一端、第七电容C7一端、第二电阻R2一端和多绕组变压器T1一主绕组一端连接,第六电容C6另一端接机壳保护PGND,第七电容C7另一端与第二电阻R2另一端和第一二极管D1 负极连接,第一二极管D1正极与多绕组变压器T1一主绕组另一端和开关电源专用芯片U3连接端口5~8连接,多绕组变压器T1一副绕组一端与第二二极管D2正极连接,第二二极管D2负极与第八电容C8一端和第九电容C9一端连接,并输出5V电压,多绕组变压器T1一副绕组另一端、第八电容C8另一端和第九电容C9另一端接地GND;多绕组变压器T1另一主绕组一端接机壳保护PGND,另一端与第三二极管正极连接,第三二极管D3负极与第十电容C10一端、光电耦合器U4集电极和开关电源专用芯片U3连接端口4连接,第十电容C10另一端接机壳保护PGND,光电耦合器U4发射极与开关电源专用芯片U3连接端口3和第十二电容C12一端连接,阳极经第三电阻R3接直流电源,阴极与第十一电容C11一端和小外形晶体管U5基极连接,第十一电容C11另一端与第五电阻R5一端连接,小外形晶体管U5集电极与第五电阻R5另一端、第六电阻R6一端和第四电阻R4一端连接,第四电阻R4另一端接直流电源,第六电阻R6另一端和小外形晶体管U5发射极接地,第十二电容C12另一端和开关电源专用芯片U3连接端口1~2接机壳保护PGND;优选的,机壳保护PGND经一电容接地GND;
空调控制器接口,包括接口P4、第七电阻R7、第一三极管Q1、第十三电容C13、第四二极管D4和可变电阻RP,接口P4连接端1与第一三极管Q1集电极连接,连接端2与第四二极管D4正极连接,第四二极管负极与第十三电容C13一端和可变电阻RP一端连接,第一三极管Q1基极经第七电阻R7与CC2530芯片双向I/O口P0.2连接, 可变电阻RP可调端与CC2530芯片双向I/O口P1.3连接,第一三极管Q1发射极、第十三电容C13另一端和可变电阻RP另一端接地,其中,接口P4连接端1与空调的控制开关线路连接,连接端2空调的指示的状态线路连接;
红外报警器接口,包括接口P2,接口P2连接端1接3.3V电源,连接端2与CC2530芯片双向I/O口P2.0连接,连接端3与CC2530芯片双向I/O口P0.1连接,连接端4与CC2530芯片双向I/O口P0.0连接,连接端5接地;
温度传感器接口,包括接口P3,接口P3连接端1与CC2530芯片双向I/O口P0.5连接,连接端4与CC2530芯片双向I/O口P0.3连接,连接端2接直流电源,连接端3接地;
烟雾报警器接口,包括接口P5,接口P5连接端1与CC2530芯片双向I/O口P0.4连接,连接端1与CC2530芯片双向I/O口P1.4连接,连接端3与CC2530芯片双向I/O口P0.7连接,连接端4与CC2530芯片双向I/O口P1.5连接;
断路模块,断路开关为与灯连接的三位开关,包括三个电路相同的开关电路,其中一开关电路包括继电器KA、第五二极管D5、第八电阻R8、第九电阻R9和第二三极管Q2,继电器KA触点两端分别接220V市电火线和灯,线圈一端接直流电源,另一端与第五二极管D5正极和第二三极管Q2集电极连接,第二三极管Q2发射极接地,基极与第八电阻一端连接,第五二极管D5负极和第九电阻R9一端接直流电源,第八电阻R8另一端和第九电阻R9另一端连接形成控制 端,该控制端与CC2530芯片双向I/O口P0.6连接,另外两个开关的控制端分别与CC2530芯片双向I/O口P1.0和双向I/O口P1.2连接。
本实施例中与断路开关连接的灯由微控单元模块控制,微控单元模块通过空调控制器接口控制空调控制器,通过温度传感器接口连接的温度传感器对室内温度进行监控;在办公室没有人员的情况下,可通过远程控制将该办公室的灯和空调关闭,而且还可根据室内温度来控制空调的开关,例如,在夏天,温度监控器检测到室温低于26℃时,将温度信息反馈给微控单元模块,微控单元模块再通过空调控制器接口控制空调控制器将空调关闭;在冬天,室内温度高于22℃时,微控单元模块将空调关闭。
实施例2参阅图10-13,该用于zigbee技术的智能开关包括zigbee通信模块,电源模块,断路模块,微控单元模块,开关电路模块,光照度传感器接口,温度传感器接口,电度表检测接口和红外报警器接口,其与实施例1的区别在于断路模块的电路、电度表检测接口和光照度传感器接口;
光照度传感器接口,包括接口P2’,接口P2’连接端1接3.3V直流电,连接端2与CC2530芯片时钟信号端DCLOCK连接,连接端3与CC2530芯片数据传输端DATA连接,连接端4与CC2530芯片数字复位端RESET连接,连接端5接地;
电度表检测接口,包括接口P5’,接口P5’连接端1与CC2530芯片双向I/O口P1.5连接,连接端2接地;
断路模块,包括第一继电器KA1、第二继电器KA2、第六二极管D6、第三三极管Q3和第十电阻R10,第一继电器KA1触点一端和第二继电器KA2触点一端均接220V市电火线,第一继电器KA1触点另一端和第二继电器KA2触点另一端连接后与负载连接,第一继电器KA1线圈一端和第二继电器KA2线圈一端均接直流电源,第一继电器KA1线圈另一端与第二继电器KA2线圈另一端、第六二极管D6正极和第三三极管Q3集电极连接,第三三极管Q3发射极接地,基极经第十电阻R10与CC2530芯片双向I/O口P0.6连接,第六二极管D6负极接电源电压。
微控单元模块通过电度表检测接口与计量式电度表相连接,对办公室电能消耗进行实施监控,又可结合微控单元模块中的智能控制***进行科学的用电管理,即可达到节能减排,降低能耗的目的。
以上仅是本实用新型的具体应用范例,对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案,均落在本实用新型权利保护范围之内。