專利名稱：基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電器插座，具體涉及一種基于無線網(wǎng)絡技術的智能遙控插座，尤其適合 于現(xiàn)代家居、公共場合和工業(yè)現(xiàn)場中對各種電器進行集中管理和控制的一種基于Zigbee無 線網(wǎng)絡技術的電源插座。
背景技術：
日常生活中，插座的應用十分廣泛，但隨著各種各樣的用電器的增多，普通插座要實現(xiàn) 對多種用電器的有效管理和控制日益困難。目前普通插座多數(shù)只有一個機械式總開關，少數(shù) 有多路機械式開關，結構復雜，使用不方便；也有的是無線遙控插座，專利號為 200510049833.8《遙控插座》提供這樣一種遙控插座，但該插座不具備分區(qū)域管理控制、定 時開關、過溫過載保護等功能，更不具備對各個插座工作狀態(tài)查詢的功能。Zigbee技術是 一種低成本、低功耗的新興無線網(wǎng)絡技術，采用Zigbee技術的插座對Zigbee網(wǎng)絡具有自適 應功能，能自動加入和退出網(wǎng)絡，具有更高的智能化，這是其它遙控插座不具備的。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的在于克服現(xiàn)有插座的缺點，提供一種基于Zigbee技術的無線遙控插座， 以實現(xiàn)節(jié)點多，達65000個，具有對Zigbee網(wǎng)絡自適應、分區(qū)域管理控制、定時開關、過 溫過載保護等功能。
本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn) 一種基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座， 包括插座和控制插座工作所需的遙控器，其特征在于所述插座包括插座的無線單片機以及分 別與無線單片機相連接的溫度傳感模塊、過載保護模塊、繼電模塊和寫入允許模塊；所述的 遙控器包括遙控器的無線單片機及分別與遙控的無線單片機相連接的RS232串口通信模塊、 LCD顯示模塊、鍵盤輸入模塊、外擴存儲模塊、時鐘模塊和報警模塊；插座受遙控器控制工 作，插座的無線單片機與遙控器的無線單片機通過無線電信號相連接，插座連接在各用電器 上。
優(yōu)選的，所述無線單片機是CC2430單片機或是"MCU+RF"方式組合的單片機。 優(yōu)選的，所述的溫度傳感模塊是LM35或MAX6607芯片。 優(yōu)選的，所述的繼電模塊是MOC3401芯片或繼電器。 優(yōu)選的，所述時鐘模塊是DS1302或DS12887芯片。 優(yōu)選的，所述的鍵盤輸入模塊是CH451或8279芯片。優(yōu)選的，所述的外擴存儲模塊是串行EER0M存儲器24C04， 24C08, 24C64等系列芯片。 本實用新型基于Zigbee技術的電源插座的遙控方法，包括以下步驟 開始；
a. 應用場合初始化設置；
b. 選擇某區(qū)域內(nèi)的插座，分別按下遙控器的鍵盤輸入模塊相應的按鍵，根據(jù)液晶顯示
模塊的提示，分區(qū)域的或單個的選擇實際場合的插座；
c. 功能選擇，設置開關動作定時開關和保護溫度；
d. 功能選擇后，按鍵確認發(fā)送；
e. 遙控器通過遙控器的無線單片機，按選定的實用化名稱和功能，自動生成物理地址 碼、實用化名稱代碼和操作數(shù)據(jù)，經(jīng)Zigbee網(wǎng)絡發(fā)送到所要遙控的插座里的無線單 片機；
f. 插座里的無線單片機進行接收信號前的初始化工作；
g. 插座里的無線單片機在Zigbee網(wǎng)絡中接受到發(fā)給自己的數(shù)據(jù)；h. 插座里的無線單片機對接收到的物理地址、實用化名稱進行匹配，判斷是否有效，
若無效則返回步驟b;若有效，則讀取操作數(shù)據(jù)；
i. 讀取操作數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行校驗，若與校驗碼不匹配，則不進行功能操作，并向 遙控器發(fā)送"錯誤，重傳"標志，返回步驟b;若與校驗碼匹配，則根據(jù)數(shù)據(jù)修改無 線單片機參數(shù)；
j.無線單片機根據(jù)修改后的參數(shù)執(zhí)行相應功能，完成遙控工作； k.向遙控器回傳"操作已完成"標志，并返回步驟b。 所述步驟a中應用場合初始化設置包括以下步驟
a-l.設置遙控器的應用場合名稱，通過PC機上的專用軟件，設置遙控器的唯一網(wǎng)絡
標號和實用化應用場合名稱，如"張三的家"，"第七號寫字樓"等；
a-2.設置插座的應用場合名稱。通過專用軟件，將插座的無線單片機里的唯一物理地
址導入軟件，并設置插座及插座上各個插孔的實用名稱，如"小明的臥室"、"小明臥室
的空調(diào)"、"202教室的燈"等； a-3.將插座的名稱寫入模塊上的名稱寫入開關撥到允許的檔上；
a-4.通過RS232串口，經(jīng)專用軟件將所有地址的實用名稱寫入到遙控器和各個插座的 應用場合初始化。
所述步驟f中插座里的無線單片機進行接收信號前的初始化工作包括以下步驟
f-l.判斷是否允許應用場合初始化名稱寫入，若允許寫入，接收名稱并保存，后返回
步驟f-l;若不允許名稱寫入，則進入過溫檢測程序；
f-2.判斷是否過溫，插座的無線單片機根據(jù)設置好的時間周期經(jīng)ADC讀取溫度傳感器
模塊的值，即插座的工作環(huán)境溫度，若環(huán)境溫度超出己設置的上限，則執(zhí)行通過熱斷電 保護處理，并向遙控器發(fā)出警報，遙控器接受到報警后，經(jīng)自動報警模塊發(fā)出蜂鳴聲，
閃光等警報若不超出，進入接收信號程序。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)勢和有益效果
(1) 分區(qū)域控制，能控制任意一個區(qū)域的插座動作，如一層樓、某個房間；
(2) 應用場合名稱實名化，操作方便，同時避免其它Zigbee網(wǎng)絡的干擾；
(3) 插座具有自動適應能力，加入或退出Zigbee網(wǎng)絡都能自動地反映到遙控器上；
(4) 遙控器可以方便地查詢所有插座任意時刻的工作狀態(tài)，并能記錄入EEPROM中， 需要時可以從EEPR0M經(jīng)RS232串口傳到PC機上，方便統(tǒng)計；
(5) 具有過溫過載斷電保護，預防發(fā)生火災；
(6) 遙控器上有時間顯示功能，并能讓插座定時通斷電；
(7) 遙控器有自動警報功能；
(8) 遙控器和插座的無線單片機都有低功耗模式；
(9) Zigbee節(jié)點的通信距離為IO — IOO米，并能通過增大發(fā)射功率或安裝路由節(jié)點擴 大網(wǎng)絡的覆蓋范圍。
圖1為本實用新型的遙控插座裝置的方框圖； 其中1、無線單片機，2、 RS232串口通信模塊，3、 LCD顯示模塊，4、鍵盤輸入模塊， 5、無線單片機，6、時鐘模塊，7、報警模塊，8、無線單片機，9、溫度傳感模塊，10、 過載保護模塊，11、繼電模塊，12、寫入允許模塊。
圖2為本實用新型的無線遙控工作流程圖3為本實用新型的應用場合初始化設置流程圖4為本實用新型的插座工作流程圖
圖5為本實用新型的插座電路原理圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細描述，但本實用新型的實施方式不限 于此。
實施例
如圖1所示的遙控插座，本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn) 一種基于Zigbee 技術遙控插座系統(tǒng)，包括插座和插座工作所需的遙控器，所述插座包括插座的無線單片機8 以及與無線單片機8同時連接的插座的溫度傳感模塊9、插座的過載保護模塊10、插座的繼 電模塊11和寫入允許模塊12;所述的遙控器包括遙控器的無線單片機1及與遙控的無線單 片機1相連同時連接的RS232串口通信模塊2、遙控器的LCD顯示模塊3、遙控器的鍵盤輸 入模塊4、遙控器的外擴存儲模塊5、遙控器的時鐘模塊6、遙控器的報警模塊7;所述插座 的無線單片機8與遙控器的線單片機1通過無線電信號相連接。 如圖2和圖4所示，本實用新型的遙控插座通過以下步驟實現(xiàn) 本實用新型基于Zigbee技術的電源插座的遙控方法，如圖2所示，步驟如下 開始；
a. 應用場合初始化設置；
b. 選擇某區(qū)域內(nèi)的插座，分別按下遙控器的鍵盤輸入模塊4相應的按鍵，根據(jù)液晶 顯示模塊3的提示，分區(qū)域的或單個的選擇實際場合的插座；
C.功能選擇，設置開關動作定時開關和保護溫度；
d. 功能選擇后，按鍵確認發(fā)送；
e. 遙控器通過遙控器的無線單片機1，按選定的實用化名稱和功能，自動生成物理 地址碼、實用化名稱代碼和操作數(shù)據(jù)，經(jīng)Zigbee網(wǎng)絡發(fā)送到所要遙控的插座里的 無線單片機8;
f. 插座里的無線單片機8進行接收信號前的初始化工作；
g. 插座里的無線單片機8在Zigbee網(wǎng)絡中接受到發(fā)給自己的數(shù)據(jù)；
h. 插座里的無線單片機8對接收到的物理地址、實用化名稱進行匹配，判斷是否有 效，若無效則返回步驟b:若有效，則讀取操作數(shù)據(jù)；
i. 讀取操作數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行校驗，若與校驗碼不匹配，則不進行功能操作，并 向遙控器發(fā)送"錯誤，重傳"標志，返回步驟b;若與校驗碼匹配，則根據(jù)數(shù)據(jù)修
改無線單片機8參數(shù)；
j.無線單片機8根據(jù)修改后的參數(shù)執(zhí)行相應功能，完成遙控工作；
k.向遙控器回傳"操作己完成"標志，并返回步驟b。
如圖3所示，上述步驟a中應用場合初始化設置包括以下步驟-
a-l.設置遙控器的應用場合名稱，通過PC機上的專用軟件，設置遙控器的唯一網(wǎng)絡 標號和實用化應用場合名稱，如"張三的家"，"第七號寫字樓"等； a-2.設置插座的應用場合名稱，通過專用軟件，將插座的無線單片機8里的唯一物理 地址導入軟件，并設置插座及插座上各個插孔的實用名稱，如"小明的臥室"、"小明 臥室的空調(diào)"、"202教室的燈"等；
a-3.將插座的名稱寫入模塊12上的名稱寫入開關撥到允許的檔上； a-4.通過RS232串口通信模塊2，經(jīng)專用軟件將所有地址的實用名稱寫入到遙控器和 各個插座的應用場合初始化。 如圖4所示，上述步驟f中插座里的無線單片機8進行接收信號前的初始化工作包括 以下步驟
f-l.判斷是否允許應用場合初始化名稱寫入，若允許寫入，接收名稱并保存，后返回步 驟f-1;若不允許名稱寫入，則進入過溫檢測程序；
f-2.判斷是否過溫，插座的無線單片機8根據(jù)設置好的時間周期經(jīng)ADC讀取溫度傳感器 模塊9的值，即插座的工作環(huán)境溫度，若環(huán)境溫度超出己設置的上限，則執(zhí)行通過熱斷 電保護處理，并向遙控器發(fā)出警報，遙控器接受到報警后，經(jīng)自動報警模塊7發(fā)出蜂鳴 聲，閃光等警報；若不超出，進入接收信號程序。 本實用新型實施例插座的電路原理圖如圖5所示，其中
(1) 單元Ul為Wireless MCU，可選無線單片機CC2430; U2為模擬集成溫度傳感器， U3和U4均為光耦可控硅芯片；圖中ANT1在電路板上應連接天線；
(2) Wireless MCU的第10個引腳連接上電復位電路；第11個引腳為PO.O 口，應 設置為ADC輸入通道，連接U2模擬集成溫度傳感器的第2個引腳；第12和第 13引腳為P0. 1禾n P0. 2 口 ，分別連接U3和U4的第1個引腳；U3和U4的Fuse 為保險絲；L0AD為負載，即用電器；
(3) U3和U4輸入220V交流電壓。 上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例
的限制，其他的任何未背離本實用新型精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、 簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座，包括插座和控制插座工作所需的遙控器，其特征在于所述插座包括插座的無線單片機以及分別與無線單片機相連接的溫度傳感模塊、過載保護模塊、繼電模塊和寫入允許模塊；所述的遙控器包括遙控器的無線單片機及分別與遙控的無線單片機相連接的RS232串口通信模塊、LCD顯示模塊、鍵盤輸入模塊、外擴存儲模塊、時鐘模塊和報警模塊；插座受遙控器控制工作，插座的無線單片機與遙控器的無線單片機通過無線電信號相連接，插座連接在各用電器上。
2. 如權利要求l所述的基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座，其特征在于所述無線單 片機是CC2430單片機或是"MCU+RF"方式組合的單片機。
3. 如權利要求l所述的基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座，其特征在于所述的溫度 傳感模塊是LM35或MAX6607芯片。
4. 如權利要求l所述的基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座，其特征在于所述的繼電 模塊是M0C3401芯片或繼電器。
5. 如權利要求l所述的基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座，其特征在于所述時鐘模 塊是DS1302或DS12887芯片。
6. 如權利要求l所述的基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座，其特征在于所述的鍵盤 輸入模塊是CH451或8279芯片。
7. 如權利要求l所述的基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座，其特征在于所述的外擴 存儲模塊是串行EEROM存儲器24C04, 24C08, 24C64系列芯片。
專利摘要基于Zigbee無線網(wǎng)絡技術的電源插座，包括插座和控制插座工作所需的遙控器，插座包括插座的單片機以及分別與單片機相連接的溫度傳感模塊、過載保護模塊、繼電模塊和寫入允許模塊；遙控器包線單片機及分別與單片機相連接的RS232串口通信模塊、LCD顯示模塊、鍵盤輸入模塊、外擴存儲模塊、時鐘模塊和報警模塊；插座受遙控器控制工作，兩者通過無線電信號相連接，插座連接在各用電器上。該裝置具高的智能化，可實現(xiàn)對Zigbee網(wǎng)絡自適應、分區(qū)域管理控制、定時開關、過溫過載保護等功能。
文檔編號H01R9/00GK201185426SQ20082002039
公開日2009年1月21日 申請日期2008年4月17日 優(yōu)先權日2008年4月17日
發(fā)明者周景博, 軍 常, 王延偉, 許文濤, 陳言俊, 高少銳 申請人:山東大學