專利名稱：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種遙控開關，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關，屬于無線智能控制領域。
背景技術：
現(xiàn)代計算機技術、信息技術、控制技術的發(fā)展與結合，促進了無線網(wǎng)絡的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用所產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟與社會效益加深了人們對信息化作用的認識。現(xiàn)代化電器已經(jīng)越來越智能化，但是電器卻經(jīng)常由于疏忽而忘記關閉，所以產(chǎn)生了智能控制開關技術。目前主要應用的智能開關可分為以下幾類1)遙控開關是應用比較廣泛的一類較傳統(tǒng)的開關，核心的功能控制模塊可以控制發(fā)送不同的信號來控制電器，但是遙控開關必須人工干涉，一般的遙控開關只能遙控有限的電器；2)光控、聲控、紅外控開關應用也比較廣泛，通過在電器設備內(nèi)嵌入光傳感器、紅外傳感器等感應設備，在控制模塊中設置門限值，當傳感器所采集的數(shù)據(jù)超過保存的門限值時就會改變電器狀態(tài)，這種開關內(nèi)嵌于電器內(nèi)，功能簡單，設計完成之后很難對里面的數(shù)據(jù)進行修改，所以很難擴展功能；3)時控開關根據(jù)用戶在系統(tǒng)中事先設定的時間，自動打開或者關閉用電設備的電源，其對于環(huán)境的感應幾乎為零，只能由用戶設定時間，靈活性較差；4)自控開關是在其控制模塊部分加入控制變量的輸入，通過對控制變量的判斷來改變開關的狀態(tài)，無需人為干涉，但是由于感應的外界信息有限，所以實現(xiàn)的功能也比較有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有智能開關功能上的不足，而提出一種可遠程控制的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關。該開關的結構包括中央處理模塊、GPRS通信模塊、顯示模塊、無線射頻模塊和電源模塊，其中中央處理模塊通過GPRS通信模塊與手機進行無線通信，中央處理模塊通過無線射頻模塊與電器設備連接，中央處理模塊還連接顯示模塊，電源模塊分別給中央處理模塊、無線射頻模塊、GPRS通信模塊和顯示模塊供電。優(yōu)選地，無線射頻模塊由兩個無線連接的Zigbee模塊組成第一個Zigbee模塊與電器設備的控制中心連接，由電器設備的電源供電；第二個Zigbee模塊與中央處理模塊連接，由電源模塊供電。所述電源模塊由太陽能電池板、蓄電池和供電控制器組成，太陽能電池板和蓄電池均通過供電控制器給相應模塊供電。優(yōu)選地，顯示模塊采用觸摸屏。本發(fā)明具有如下技術效果1、具有人工控制和遠程控制兩種方式，實現(xiàn)了電器設備的實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)了電器的綜合管理控制。
2、多個控制開關可進行組網(wǎng)并且實現(xiàn)相互通信，無需設立無線網(wǎng)絡的主節(jié)點，擴展性強，適用于家居、辦公場所、娛樂場所等。3、利用自主發(fā)電供電模式，無需外接電源，節(jié)能減排，使用更加方便靈活。4、無線射頻將開關從電器連線中解脫出來，本發(fā)明可根據(jù)需要隨意更換位置，避免了布線、改線的麻煩。


圖1為本發(fā)明的結構框圖。圖2為GPRS系統(tǒng)的結構示意圖，圖中:BTS(Base Transceiver Station)即基站收發(fā)臺；BSC (Base Station Controller)即基站控制器；PCU即分組控制器；MSC (Mobile Switching Center)即移動交換中心；SGSN即服務GPRS支持節(jié)點；GGSN即網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點。圖3為電源模塊的結構示意圖。圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的結構如圖1所示，包括中央處理模塊、GPRS通信模塊、顯示模塊、無線射頻模塊和電源模塊，其中中央處理模塊通過GPRS通信模塊與手機進行無線通信，中央處理模塊通過無線射頻模塊與電器設備連接，中央處理模塊還連接顯示模塊，電源模塊分別給中央處理模塊、無線射頻模塊、GPRS通信模塊和顯示模塊供電。無線射頻模塊采用Zigbee技術實現(xiàn)。無線射頻模塊包括兩個無線連接的Zigbee 模塊一個Zigbee模塊嵌入在電器設備內(nèi)部，與電器的控制中心連接，并由電器的電源供電；另一個Zigbee模塊連接中央處理模塊，由本發(fā)明中的電源模塊供電。Zigbee芯片采用 CC2430oGRPS系統(tǒng)的結構如圖2所示。由于GPRS具有覆蓋范圍廣、傳輸速度快、通訊質(zhì)量高和永久在線等優(yōu)點，所以本發(fā)明采用GPRS實現(xiàn)遠程控制。通過GPRS網(wǎng)絡以短消息的形式進行遠程數(shù)據(jù)傳輸，即在SRD的控制系統(tǒng)中增加支持短消息、數(shù)據(jù)通信等業(yè)務，并為GPRS 通信模塊分配一個獨立的SIM卡，結合數(shù)字信號處理器(DSP)系統(tǒng)控制板，通過串行通信接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程無線傳輸。用戶通過發(fā)送手機短信的方式即可對電器進行狀態(tài)查詢和遠程控制。本發(fā)明的開關界面使用弱電系統(tǒng)。電源模塊由太陽能電池板、蓄電池和供電控制器組成。在白天，太陽能電池板產(chǎn)生的電能通過供電控制器中的整流穩(wěn)壓電路變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，再供給相應的模塊，同時還給蓄電池充電；在晚上，將蓄電池內(nèi)的直流電通過供電控制器中的逆變器轉變?yōu)榻涣麟?，再供給相應的模塊。兩種供電方式保證了全天的電能供 中央處理模塊采用S3C2440，顯示模塊采用觸摸屏。本發(fā)明的工作流程如圖4所示，當電器設備的狀態(tài)發(fā)生變化時，電器通過Zigbee射頻向中央處理模塊發(fā)送數(shù)據(jù)信息， 中央處理模塊對該數(shù)據(jù)信息進行處理，得到電器的當前狀態(tài)信息。中央處理模塊將用戶可進行的操作信息反饋到觸摸屏上供人工操作控制，當需要進行遠程控制時，用戶可以通過發(fā)送短信息的方式對系統(tǒng)進行請求，系統(tǒng)監(jiān)聽到數(shù)據(jù)請求信息后，將電器的可操作信息通過GPRS網(wǎng)絡發(fā)送到用戶手機，給用戶進行遠程選擇操作控制。 鑒于Zigbee模塊使用的通用性要求，需要上電后調(diào)用相應的初始化程序對系統(tǒng)進行初始化。由于無線射頻模塊的功耗較大，中央處理模塊大部分時間都處于休眠狀態(tài)，通過接受電器內(nèi)Zigbee模塊的數(shù)據(jù)喚醒，恢復無線通訊模塊的正常工作。上電后Zigbee模塊進行網(wǎng)絡組建，組建成功后，初始化外圍硬件，然后對用戶自定義任務進行初始化進入消息循環(huán)機制，監(jiān)測中斷。當有新消息時激活相應任務處理該消息，處理完畢后系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)。另外，系統(tǒng)接收到GPRS信號后也會激發(fā)相應的任務。
權利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關，其特征在于該開關的結構包括中央處理模塊、GPRS通信模塊、顯示模塊、無線射頻模塊和電源模塊，其中中央處理模塊通過GPRS通信模塊與手機進行無線通信，中央處理模塊通過無線射頻模塊與電器設備連接，中央處理模塊連接顯示模塊，電源模塊分別給中央處理模塊、無線射頻模塊、GPRS通信模塊和顯示模塊供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關，其特征在于所述無線射頻模塊由兩個子射頻模塊組成，兩個子射頻模塊之間無線連接，其中第一子射頻模塊與電器設備的控制中心連接，由電器設備的電源供電；第二子射頻模塊與中央處理模塊連接，由電源模塊供電。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關，其特征在于所述電源模塊由太陽能電池板、蓄電池和供電控制器組成，太陽能電池板和蓄電池均通過供電控制器給相應模塊供電。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關，其特征在于所述顯示模塊采用觸摸屏。
5.根據(jù)權利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關，其特征在于所述第一和第二子射頻模塊均采用Zigbee模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線射頻開關，屬于無線智能控制領域。該開關的結構包括中央處理模塊、GPRS通信模塊、顯示模塊、無線射頻模塊和電源模塊，中央處理模塊通過GPRS通信模塊與手機進行無線通信，無線射頻模塊采用Zigbee技術，中央處理模塊通過Zigbee射頻與電器設備無線連接，顯示模塊采用觸摸屏，電源模塊針對白天和夜晚采用太陽能電池板和蓄電池兩種供電方式。本發(fā)明可進行人工控制和遠程控制，實現(xiàn)了電器設備的實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)中電器的綜合管理控制。
文檔編號G05B19/042GK102200761SQ20111010640
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權日2011年4月27日
發(fā)明者孫樂樂, 袁家斌, 金建龍 申請人:南京航空航天大學