基于ZigBee的馬達控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ZigBee的馬達控制器，包括微處理器，所述微處理器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和FLASH存儲器相連，其中，所述微處理器為帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片，所述微處理器的電源端口和AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路相連，輸入端口和手動開關按鈕相連，輸出端口通過繼電器組和負載馬達相連。本實用新型提供的基于ZigBee的馬達控制器，能夠?qū)ⅠR達控制器通過ZigBee的無線網(wǎng)絡接入到符合ZigBee標準的智能家居系統(tǒng)中，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)對負載馬達電源和控制信號進行開關量控制，且電路簡單，易于推廣實施，通過設置手動按鈕和保護電路，使得控制更加安全可靠。
【專利說明】基于ZigBee的馬達控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種馬達控制器，尤其涉及一種基于ZigBee的馬達控制器。
【背景技術】
[0002]馬達控制器是實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的一個重要組成設備，用于實現(xiàn)計算機系統(tǒng)對負載馬達進行電源和控制信號的開關量控制。該馬達控制器需要包含與上位機進行控制信號的通訊、解析和執(zhí)行功能，對負載馬達提供電源和控制信號開關量的功能。
[0003]目前市場上的馬達控制器在控制信號的獲取方式主要有如下種類:本地按鈕控制方式、無線通訊方式。其中無線通訊方式以315/433MHZ頻段為主。本地按鈕控制方式的馬達控制器僅在馬達所在位置附近通過布線安裝提供按鈕控制。無線通訊方式中315/433MHZ頻段沒有成熟的網(wǎng)絡組成方式，以廣播傳輸為主，網(wǎng)絡容量和空間覆蓋范圍收到很大的約束。
[0004]為了滿足智能家居日益增長的需求，馬達控制器需要接入大型通訊網(wǎng)絡，并與智能家居中的其他系統(tǒng)設備共存，以實現(xiàn)人為遠程遙控或智能家居系統(tǒng)根據(jù)預設策略進行自動控制的功能。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于ZigBee的馬達控制器，能夠?qū)ⅠR達控制器通過ZigBee的無線網(wǎng)絡接入到符合ZigBee標準的智能家居系統(tǒng)中，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)對負載馬達電源和控制信號進行開關量控制，且電路簡單，控制可靠，易于推廣實施。
[0006]本實用新型為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種基于ZigBee的馬達控制器，包括微處理器，所述微處理器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和FLASH存儲器相連，其特征在于，所述微處理器為帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片，所述微處理器的電源端口和AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路相連，輸入端口和手動開關按鈕相連，輸出端口通過繼電器組和負載馬達相連。
[0007]上述的基于ZigBee的馬達控制器，其中，所述AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路通過電源保護電路和市電相連，所述電源保護電路為由保險絲、X安規(guī)電容、Y安規(guī)電容、壓敏電阻和共模電感組成的抗擾過壓過流保護電路。
[0008]上述的基于ZigBee的馬達控制器，其中，所述繼電器組中的每個控制線圈輸入端前連接有快速恢復二極管形成反向高壓保護電路。
[0009]上述的基于ZigBee的馬達控制器，其中，所述馬達控制器內(nèi)的電路板上設有板載天線。
[0010]本實用新型對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果:本實用新型提供的基于ZigBee的馬達控制器，通過帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片替代了 MCU和射頻收發(fā)器，實現(xiàn)核心處理器功能和射頻收發(fā)功能，從而將馬達控制器通過ZigBee的無線網(wǎng)絡接入到符合ZigBee標準的智能家居系統(tǒng)中，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)對負載馬達電源和控制信號進行開關量控制，且電路簡單，易于推廣實施，通過設置手動按鈕和保護電路，使得控制更加安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型基于ZigBee的馬達控制器電路方框示意圖；
[0012]圖2為本實用新型的馬達控制器接入Mesh型ZigBee網(wǎng)絡拓撲圖；
[0013]圖3為本實用新型的馬達控制器工作過程示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0015]圖1為本實用新型基于ZigBee的馬達控制器電路方框示意圖。
[0016]請參見圖1，本實用新型提供的基于ZigBee的馬達控制器包括微處理器，所述微處理器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和FLASH存儲器相連，其中，所述微處理器為帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片，所述微處理器的電源端口和AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路相連，輸入端口和手動開關按鈕相連，輸出端口通過繼電器組及保護電路和負載馬達相連。
[0017]本實用新型使用了帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片替代了 MCU和射頻收發(fā)器，僅需配套必須的晶體振蕩器和負載電容、退耦電容、射頻匹配電路和天線，即可實現(xiàn)核心處理器功能和射頻收發(fā)功能。從而實現(xiàn)了電子元器件數(shù)量的最少化，印制電路板布板的必須面積得到了極大的縮減。帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)可選擇TI出品的“用于2.4GHz IEEE802.15.4/RF4CE/ZigBee的第二代片上系統(tǒng)解決方案”系列的SoC芯片，或者Atmel出品的“無線MCU單芯片解決方案”系列的SoC芯片。在SoC芯片完成信號收發(fā)和處理后，通過I/O完成對繼電器組的控制，以實現(xiàn)負載馬達電源和控制信號的開關量控制。其中電源開關量用于機械馬達，控制信號開關量用于電子馬達。
[0018]另外，本實用新型馬達控制器內(nèi)的AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路最好通過電源保護電路和市電相連，所述電源保護電路采用保險絲、X安規(guī)電容、Y安規(guī)電容、壓敏電阻和共模電感的集合組成，可以有效的抑制220V市電電網(wǎng)中的EMI干擾并針對雷擊造成的過壓、負載短路造成超載的大電流進行保護。Flash存儲器可實現(xiàn)SoC芯片的無線固件升級和數(shù)據(jù)存儲保護功能。手動開關按鈕可以在遠程遙控不便時提供更快捷的本地控制操作方式。繼電器組保護電路采用快速恢復二極管對繼電器組中的每個控制線圈輸入端在控制過程中出現(xiàn)的反向高壓進行釋放，從而起到保護控制電路和SoC芯片I/O 口的目的，同時針對機械馬達負載的感性阻抗增加提供火零跨接電容，對抑制機械馬達通斷時感性負載阻抗引起的高壓反饋有幫助。
[0019]圖2為本實用新型的馬達控制器接入Mesh型ZigBee網(wǎng)絡拓撲圖。
[0020]請繼續(xù)參見圖2，本實用新型馬達控制器作為ZigBee網(wǎng)絡的路由節(jié)點接入ZigBee的Mesh型無線網(wǎng)絡。圖中虛線曲線代表ZigBee無線網(wǎng)絡信息傳遞路徑。一個完整的ZigBee無線網(wǎng)絡由協(xié)調(diào)器(唯一)、路由節(jié)點(可多個)、終端節(jié)點(可多個)組成。其中路由節(jié)點在網(wǎng)絡中承擔路由發(fā)現(xiàn)、消息轉(zhuǎn)發(fā)、允許其他節(jié)點通過本節(jié)點關聯(lián)到網(wǎng)絡功能，同時作為一個ZigBee路由節(jié)點可以擁有自己數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理功能。目前位于2.4GHz頻段范圍內(nèi)的ZigBee無線網(wǎng)絡可以在擁有1000以上個節(jié)點同時穩(wěn)定地運行，并且得益于ZigBee無線網(wǎng)絡路由節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)特性ZigBee網(wǎng)絡其他的節(jié)點可以延伸至協(xié)調(diào)器的射頻收發(fā)范圍以外的位置。
[0021]圖3為本實用新型的馬達控制器工作過程示意圖。
[0022]請參見圖3，本實用新型馬達控制器在Mesh型ZigBee無線網(wǎng)絡中的工作原理如下:馬達控制器上電啟動后，通過無線網(wǎng)絡路徑③_>②加入ZigBee協(xié)調(diào)器組件的ZigBee無線網(wǎng)絡中。
[0023]ZigBee遙控器設備通過無線網(wǎng)絡路徑①將控制指令發(fā)送到ZigBee協(xié)調(diào)器設備，協(xié)調(diào)器設備處理數(shù)據(jù)后將指令信息通過無線路徑②_>③下傳至本實用新型馬達控制器的核心處理芯片:帶ZigBee射頻收發(fā)器的SoC芯片。
[0024]本實用新型馬達控制器的SoC芯片在完成數(shù)據(jù)通訊和處理后，根據(jù)需求通過I/O口(路徑④)控制繼電器組的開合，實現(xiàn)對負載馬達的電源和控制信號的開關量控制(路徑⑤)。
[0025]通過本地手動開關按鈕可以直接向SoC芯片提供控制需求，SoC芯片在無需ZigBee網(wǎng)絡的前提下即可實現(xiàn)對負載馬達供電電源和控制信號的開關量控制。
[0026]本實用新型作為ZigBee網(wǎng)絡中的路由節(jié)點，可以承擔ZigBee網(wǎng)絡中的路由發(fā)現(xiàn)、消息轉(zhuǎn)發(fā)等功能，有效地對ZigBee網(wǎng)絡覆蓋面積進行擴充。圖3中路徑⑥的ZigBee無線數(shù)據(jù)就是本實用新型作為ZigBee路由節(jié)點進行消息轉(zhuǎn)發(fā)的示例。
[0027]綜上所述，本實用新型提供的基于ZigBee的馬達控制器，能夠?qū)ⅠR達控制器通過ZigBee的無線網(wǎng)絡接入到符合ZigBee標準的智能家居系統(tǒng)中，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)對負載馬達電源和控制信號進行開關量控制，且電路簡單，易于推廣實施。具體優(yōu)點如下:1、通過ZigBee網(wǎng)絡實現(xiàn)大型無線網(wǎng)絡組網(wǎng)功能，網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)可以達到1000點以上；2、通過成為ZigBee網(wǎng)絡的路由節(jié)點，加強網(wǎng)絡的擴展和延伸；3、符合ZigBee聯(lián)盟相關標準，可兼容符合標準的不同制造商的同類產(chǎn)品；4、通過使用ZigBee的SoC芯片實現(xiàn)射頻和主控芯片合一，大幅減少元器件數(shù)量和印制電路板的布板面積。
[0028]雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此本實用新型的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
【權利要求】
1.一種基于ZigBee的馬達控制器，包括微處理器，所述微處理器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和FLASH存儲器相連，其特征在于，所述微處理器為帶ZigBee射頻收發(fā)器的片上系統(tǒng)芯片，所述微處理器的電源端口和AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路相連，輸入端口和手動開關按鈕相連，輸出端口通過繼電器組和負載馬達相連。
2.如權利要求1所述的基于ZigBee的馬達控制器，其特征在于，所述AC/DC電源轉(zhuǎn)化電路通過電源保護電路和市電相連，所述電源保護電路為由保險絲、X安規(guī)電容、Y安規(guī)電容、壓敏電阻和共模電感組成的抗擾過壓過流保護電路。
3.如權利要求1所述的基于ZigBee的馬達控制器，其特征在于，所述繼電器組中的每個控制線圈輸入端前連接有快速恢復二極管形成反向高壓保護電路。
4.如權利要求1?3任一項所述的基于ZigBee的馬達控制器，其特征在于，所述馬達控制器內(nèi)的電路板上設有板載天線。
【文檔編號】G08C17/02GK203433342SQ201320517687
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2013年8月22日
【發(fā)明者】崔慶偉 申請人:上海易教信息科技有限公司