專利名稱：遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置技術(shù)領(lǐng)域 本實(shí)用新型涉及一種集中遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前智能家居設(shè)備僅限于裝修時(shí)嵌入在房間內(nèi)，不易安裝，其高成 本動(dòng)輒就要萬(wàn)元以上，而且功耗高。這樣一來(lái)，高成本、高功耗和安裝困難制約著我國(guó)智能 家居裝置的推廣和發(fā)展的主要原因，當(dāng)今市場(chǎng)反應(yīng)也同樣如此。因此，我們針對(duì)以上不足并 結(jié)合百姓十分關(guān)注的家居環(huán)境監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了低成本的，安裝容易，并且有節(jié)能效 用的一種多功能遠(yuǎn)程家電控制裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的克服了上述所說(shuō)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 易于安裝，節(jié)省電能，便于遠(yuǎn)程控制家電的使用并能及時(shí)反饋家中環(huán)境情況的遠(yuǎn)程家電控 制與報(bào)警裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括單片機(jī)、GSM模塊、USB模塊、傳感器、液晶顯 示模塊和為單片機(jī)和GSM模塊供電的電源，單片機(jī)通過(guò)控制家電的接口與繼電器的一端連 接，繼電器的另一端與家電相連，單片機(jī)輸入端的對(duì)應(yīng)接口分別與GSM模塊、USB模塊、鍵 盤以及傳感器相連，液晶顯示模塊連接在單片機(jī)的輸出端；此裝置采用三種交互模式，單 片機(jī)接收GSM模塊傳輸?shù)臒o(wú)線信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)控制與其相連的繼電器控制家電的開(kāi) 關(guān)；單片機(jī)接收USB模塊和鍵盤輸入的指令并對(duì)信息進(jìn)行處理后將信號(hào)從輸出端輸出，通 過(guò)單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量顯示在液晶顯示模塊上。所述單片機(jī)的型號(hào)為 SPCE061A,所述GSM模塊采用西門子GSM模塊TC35i，所述USB模塊采用的芯片為CH375。所 述環(huán)境傳感器采用半導(dǎo)體氣敏傳感器MS1100、MS2200和DHT21數(shù)字溫濕度傳感器。工作時(shí)，將單片機(jī)通過(guò)控制家電的接口與繼電器的一端連接，繼電器的另一端與 家電相連，單片機(jī)通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口與GSM模塊連接，從而可以實(shí)現(xiàn)基于GSM網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳 輸，GSM模塊接收到用戶的執(zhí)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的短消息后，傳輸至所述單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)解析 后根據(jù)解析的內(nèi)容輸出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的開(kāi)關(guān)控制，還可以將當(dāng)前狀態(tài)以及發(fā)生 危險(xiǎn)時(shí)的情況以短信的形式發(fā)給用戶，使得用戶可以及時(shí)了解到家電或環(huán)境當(dāng)前的運(yùn)行情 況，單片機(jī)通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口與USB模塊連接，單片機(jī)讀取U盤的控制信息來(lái)控制設(shè)備運(yùn)行或 者將運(yùn)行信息寫(xiě)入U(xiǎn)盤當(dāng)中，單片機(jī)通過(guò)可接收鍵盤輸入信號(hào)的接口與鍵盤相連，可以實(shí) 現(xiàn)鍵盤對(duì)單片機(jī)的控制并通過(guò)液晶屏顯示出來(lái)，單片機(jī)通過(guò)對(duì)應(yīng)接口與MS2200、MSllOO和 DHT2相連接，控制芯片通過(guò)AD模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，得到MS2200、MS1100和DHT2返回的⑶，甲醛 以及環(huán)境溫濕度等一些環(huán)境信息，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)居家環(huán)境的監(jiān)測(cè)，當(dāng)有異常情況時(shí)，單片 機(jī)會(huì)及時(shí)處理并通過(guò)GSM模塊向用戶發(fā)送報(bào)警短信，單片機(jī)通過(guò)對(duì)應(yīng)接口與液晶顯示模塊 連接，整個(gè)操作內(nèi)容和即時(shí)狀態(tài)信息將在液晶顯示屏上顯示出來(lái)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)采用遠(yuǎn)程方式對(duì)家電集中控制，更節(jié) 省電能，有特殊情況可及時(shí)通過(guò)短信向主人反饋，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易安裝，便于遠(yuǎn)程控 制家電的使用并能及時(shí)反饋居家環(huán)境情況。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。圖2是單片機(jī)SPCE061A封裝圖。圖3是GSM模塊電路圖。[0010]圖4是USB交互模式接口電路。圖5是MS2200、MS1100傳感器電路連接圖。圖6是DHT21電路連接原理圖。圖7是軟件設(shè)計(jì)流程圖。
具體實(shí)施方式
在圖1所示的本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖中，包括單片機(jī)、GSM 模塊、USB模塊、傳感器、液晶顯示模塊和為單片機(jī)和GSM模塊供電的電源，單片機(jī)通過(guò)控制 家電的接口與繼電器的一端連接，繼電器的另一端與家電相連，單片機(jī)輸入端的對(duì)應(yīng)接口 分別與GSM模塊、USB模塊、鍵盤以及傳感器相連，液晶顯示模塊連接在單片機(jī)的輸出端； 用戶通過(guò)本裝置來(lái)控制和檢測(cè)家電的運(yùn)行狀況，此裝置采用三種交互模式，單片機(jī)接收GSM 模塊傳輸?shù)臒o(wú)線信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)控制與其相連的繼電器控制家電的開(kāi)關(guān)；單片機(jī)接 收USB模塊和鍵盤輸入的指令并對(duì)信息進(jìn)行處理后將信號(hào)從輸出端輸出，通過(guò)單片機(jī)模數(shù) 轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量顯示在液晶顯示模塊上。圖2是單片機(jī)SPCE061A封裝圖，本裝置主要通過(guò)單片機(jī)SPCE061A來(lái)接收命令，處 理命令，執(zhí)行命令，實(shí)現(xiàn)裝置的正常運(yùn)行。如圖3所示，所述GSM模塊采用西門子GSM模塊TC35i，該通信模塊集成了標(biāo)準(zhǔn)的 RS232接口以及SIM卡，電源可以采用5VDC供電，電流消耗休眠狀態(tài)為3. 5mA,空閑狀態(tài)為 25mA,發(fā)射狀態(tài)為300mA (平均)，2. 5A峰值；可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，功耗在EGSM900 (4類) 和GSM1800 (1類)分別為2W和1W，通過(guò)接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和 天線，SIM電壓為3V/1.8V，TC35i的數(shù)據(jù)接口(CMOS電平)通過(guò)AT命令可雙向傳輸指令和 數(shù)據(jù)，可選波特率為300b/s 115kb/s。它支持Text和PDU格式的短消息，可通過(guò)AT命令 或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)，當(dāng)單片機(jī)I/O 口給出大于IOOms的低電平給模塊IGT腳 時(shí)，模塊便啟動(dòng)工作。如圖4所示，所述USB模塊采用的芯片為CH375，對(duì)于裝置選擇USB作為與該系統(tǒng) 交流的通信設(shè)備之一的原因在于U盤及USB接口的廣泛應(yīng)用及其易操作性，CH375是一個(gè) USB總線的通用接口芯片，支持USB-HOST主機(jī)方式和USB-DEVICE/SLAVE設(shè)備方式，在本地 端，CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫(xiě)、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī) /DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機(jī)方式下，CH375還提供了串行通訊方式， 通過(guò)串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機(jī)/DSP/MCU/MPU等相連接。CH375的USB主機(jī) 方式支持常用的USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過(guò)CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè) 備通訊。CH375還內(nèi)置了處理Mass-Storage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，外部單 片機(jī)可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫(xiě)常用的USB存儲(chǔ)設(shè)備(包括USB硬盤/USB閃存盤/U
) ο圖5是MS2200、MS1100傳感器電路連接圖，居家的污染物主要是甲醛、苯，TVOC (可 揮發(fā)性有機(jī)物)等有害物質(zhì)。針對(duì)這些污染物選擇相應(yīng)的半導(dǎo)體氣敏傳感器MSllOO和 MS2200，采集房屋空氣質(zhì)量的當(dāng)前信息，以輸出不同的電壓值，借助外接AD轉(zhuǎn)換功能完成 模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，將采集來(lái)的不同的電壓值做為單片機(jī)的輸入信號(hào)，由事先編好的 程序控制輸出，以啟用提示和顯示功能進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)MS2200的輸出電壓變化時(shí)，AD通道檢 測(cè)到電壓變化的電壓后，與程序內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)變化超過(guò)所給的參考電壓時(shí)， 可以初步確定當(dāng)前空氣的質(zhì)量，如果當(dāng)前空氣質(zhì)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行報(bào)警提示；MSllOO的
4敏感度是由傳感器電阻的變化體現(xiàn)出來(lái)的，在清潔的空氣里，系統(tǒng)里傳感器的電阻值較大， 當(dāng)空氣受到甲醛污染時(shí)，傳感器的電阻值變小，利用控制器監(jiān)測(cè)傳感器輸出電壓的變化并 與傳感器在清潔空氣里輸出的電壓進(jìn)行比較，得到傳感器電阻值的變化，用以確定現(xiàn)在空 氣污染程度。圖6是DHT21電路連接原理圖，DHT21數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字 信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保 其具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，通過(guò)這三種傳感器來(lái)采集家居環(huán)境信息。如圖7軟件設(shè)計(jì)流程圖所示，開(kāi)始運(yùn)行時(shí)先進(jìn)入歡迎畫(huà)面過(guò)一秒后進(jìn)入選擇模式 界面，用戶可以有兩種選擇，一個(gè)是支持GSM模式的可以短信交互的模式，另一種是不支持 GSM模式的模式，用戶可以根據(jù)需要選擇，選擇完畢后進(jìn)入選擇家電界面，用戶可以對(duì)所要 控制的家電進(jìn)行選擇，然后進(jìn)入家電輸入模式選擇，可以選擇讀取U盤控制信息的USB模 式，也可以選擇用鍵盤控制的鍵盤模式，選擇完畢后進(jìn)入設(shè)定日期和時(shí)間的界面，時(shí)間和日 期設(shè)定完畢進(jìn)入設(shè)置完成否的選擇界面，如果選否，繼續(xù)回到選擇家電界面對(duì)下一個(gè)需要 控制的家電進(jìn)行控制，如果選擇是的話則進(jìn)入設(shè)備正常運(yùn)行的界面，設(shè)備啟動(dòng)。在設(shè)備啟動(dòng) 的狀況下，并且選擇在GSM模式下運(yùn)行的時(shí)候，隨時(shí)可以接受用戶發(fā)來(lái)的短信，接收完畢后 立即執(zhí)行用戶短信的命令，同樣在設(shè)備啟動(dòng)的狀況下，并且選擇在GSM模式下運(yùn)行的時(shí)候， 如果發(fā)生險(xiǎn)情，系統(tǒng)會(huì)立即給用戶發(fā)短信報(bào)險(xiǎn)。以上便是本系統(tǒng)軟件的基本流程，流程的順 序以及功能也可根據(jù)用戶需求進(jìn)行相應(yīng)的修改。
權(quán)利要求一種遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置，其特征在于包括單片機(jī)、GSM模塊、USB模塊、傳感器、液晶顯示模塊和為單片機(jī)和GSM模塊供電的電源，單片機(jī)通過(guò)控制家電的接口與繼電器的一端連接，繼電器的另一端與家電相連，單片機(jī)輸入端的對(duì)應(yīng)接口分別與GSM模塊、USB模塊、鍵盤以及傳感器相連，液晶顯示模塊連接在單片機(jī)的輸出端；此裝置采用三種交互模式，單片機(jī)接收GSM模塊傳輸?shù)臒o(wú)線信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)控制與其相連的繼電器控制家電的開(kāi)關(guān)；單片機(jī)接收USB模塊和鍵盤輸入的指令并對(duì)信息進(jìn)行處理后將信號(hào)從輸出端輸出，通過(guò)單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量顯示在液晶顯示模塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置，其特征在于所述單片機(jī)的型號(hào) 為 SPCE061A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置，其特征在于所述GSM模塊采用 西門子GSM模塊TC35i。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置，其特征在于所述USB模塊采用 的芯片為CH375。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置，其特征在于所述傳感器采用半 導(dǎo)體氣敏傳感器MS1100、MS2200和DHT21數(shù)字溫濕度傳感器。
專利摘要一種遠(yuǎn)程家電控制與報(bào)警裝置，包括單片機(jī)、GSM模塊、USB模塊、傳感器、液晶顯示模塊和為單片機(jī)和GSM模塊供電的電源，單片機(jī)輸入端的對(duì)應(yīng)接口分別與GSM模塊、USB模塊、鍵盤以及傳感器相連，液晶顯示模塊連接在單片機(jī)的輸出端；所述單片機(jī)的型號(hào)為SPCE061A，所述GSM模塊采用西門子GSM模塊TC35i，所述USB模塊采用的芯片為CH375，所述傳感器采用半導(dǎo)體氣敏傳感器MS1100、MS2200和DHT21數(shù)字溫濕度傳感器。本實(shí)用新型便于遠(yuǎn)程控制家電的使用并能及時(shí)通過(guò)短信向主人反饋居家環(huán)境情況，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易安裝，高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08B21/12GK201765493SQ20102025045
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者吳憲, 陳興文 申請(qǐng)人:吳憲;陳興文