專利名稱：串行口聯(lián)絡線供電管理的家用電器自動化接線座的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于應用電子技術(shù)領域，特別是涉及一種實現(xiàn)家用電器自動化的計算 機與家用電子和電器的接口裝置。
背景技術(shù)：
最近準備提交國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局審查的實用新型專利“可以訃算機管理的家 用電子電器自動化接線座”分析了目前國內(nèi)市場上實現(xiàn)家用電子和電器自動化運行的產(chǎn)品 與技術(shù)狀況，其提出的實用新型以個人計算機為主機，能夠配合4個開關(guān)量輸出型傳感器， 按照預設的計劃自動檢測外部環(huán)境的相應狀況，自動運行兩對家用電子或兩對電器，也可 以獨立地配合開關(guān)量輸出型傳感器控制家電運行，或當作普通的電源插座使用。該實用新 型電路簡潔，使用市電作為其工作電源。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一款串行口聯(lián)絡線供電管理的家用電器自動化接線 座，它能夠配合4個開關(guān)量輸出型傳感器，以計算機為主機，按照預設的計劃自動檢測外部 環(huán)境的相應狀況，自動運行一個電器，或僅僅由計算機程序控制運行兩個電器；包括9針 RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、4對傳感器接口接線端、2塊固態(tài)繼電器電路、防 雷擊和浪涌電路以及市電電源線及其插頭。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是USB接口連接到USB轉(zhuǎn)串行口電路的相應的信號輸入端，后者的信號輸出端與 RS232C接口的相應端口線并聯(lián)；RS232C接口的第一針⑶、第六針DSR、第八針CTS與第九針 RI分別與第五針GND構(gòu)成了 4對傳感器接口接線端，RS232C接口的這四根口線還分別連接 一個上拉電阻，這四個上拉電阻的另一個電極都連接到第四針DTR ;RS232C接口的第四針 DTR、第七針RTS分別通過一只發(fā)光二極管連接到各自的1塊固態(tài)繼電器電路的控制信號輸 入端中的正極，固態(tài)繼電器的控制信號輸入端中的負極連接到第五針GND，固態(tài)繼電器的兩 個輸出端構(gòu)成1個家用電器的市電電子開關(guān)；市電電源線及其插頭用于連接本實用新型到 市電，防雷擊和浪涌電路并聯(lián)在市電電源線的兩極。所述防雷擊和浪涌電路由一只熔斷器和一個壓敏電阻串連組成。本實用新型構(gòu)成了計算機與家用電子電器之間的接口，在計算機軟件的管理下， 可以配合多類市售傳感器工作，包括輸出信號為開關(guān)型、+3V +15V的電平型或脈沖信號 型或電阻跳變型的傳感器，有利于檢測和自動運行所連接的家用電子或家用電器，并且，傳 感器與家電的組合適應于多種場合；其優(yōu)點是由于直接從RS232C接口的第四針DTR獲得 工作電源，省去了穩(wěn)壓電源電路，因此，其電路做到了結(jié)構(gòu)最簡化、經(jīng)濟最優(yōu)化，元器件成本 主要在于不到50元的兩塊固態(tài)繼電器；使用便利、安全。以下結(jié)合附圖，進一步說明本實用新型。

圖1是本實用新型的電路原理圖。圖中，1.固態(tài)繼電器SSR，2.固態(tài)繼電器SSR，6. USB接口，7. USB轉(zhuǎn)串行口電路， 8. RS232C 接口。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括下列主要部分用Rsl，Rs2, Rs3, Rs4表示的4個傳 感器；固態(tài)繼電器SSR(I)及其工作狀態(tài)指示燈LEDl ；固態(tài)繼電器SSRQ)及其工作狀態(tài)指 示燈LED2 ；USB轉(zhuǎn)串行口電路(7)以及RS232C接口(8)。《利用VisualBasic實現(xiàn)串并行通信技術(shù)》講授了計算機的RS232C接口的主要特 性，其要點是信號傳輸方式為單向(Single-Ended)、全雙工點對點傳輸模式，傳輸距離可 達15米，其傳輸速率可達19200baud，邏輯0對應電平+3V +15V，邏輯1對應電平-3V (_15)￥，可以通過串行通信控件1^(011111132. OCX的事件屬性來輸入傳感器信號1 ComEvSend 傳輸寄存器中的字符數(shù)比threshold還少；2 ComEvReceive 收到threshold個字符，該事件持續(xù)產(chǎn)生直到用Input屬性從 接收寄存器中移除；3 ComEvCTS :Clear_to_Send 線的狀態(tài)發(fā)生變化；4 ComEvDSR :Data_Set_Ready 線的狀態(tài)從 1 變到 O ；5 ComEvCD :Carrier_Detect 線的狀態(tài)發(fā)生變化；6 ComEvRing 檢測到振鈴信號，但是，不具備串口通信控件的屬性MSComm32. CTSholding/. DSRholding/. DCDholding，無法查詢檢測其電平的高低情況，一些UART (非 同步接收-傳輸器)可能不支持此事件；7 ComEvEOF 收到數(shù)據(jù)結(jié)尾(ASCII為26)字符。根據(jù)以上所述，采用上拉電阻Rl，R2，R3，R4與Rsl，Rs2，Rs3，Rs4接地的方式構(gòu)成 了傳感器的接口電路，如圖1所示，該接口電路可以配合多類傳感器工作，包括輸出信號 為開關(guān)型、+3V +15V的電平型或脈沖信號型或電阻跳變型的傳感器。在傳感器Rs 1，Rs2，Rs3，Rs4與RS232C接口之間安排光電耦合電路作電氣隔離可 以防范外部強脈沖可能對串行口的干擾破壞。但是，家用傳感器的工作電源一般為< 15V 的直流電源，而且，它們一般工作在室內(nèi)，所以，圖1沒有考慮，降低了成本。為了防范雷擊 或浪涌電流的破壞，在市電的輸入端并聯(lián)有防雷擊和浪涌電路；其中，壓敏電阻的壓敏電壓 的估算方法是VlmA = 1. 5VP = 1. 5 X 220V = 476V, VlmA = 2. 2VAC = 2. 2 X 220V = 484V, 所以，壓敏電阻的擊穿電壓選470-480V，其通流容量選2-20KA;熔斷器的規(guī)格視固態(tài)繼電 器SSR(I)和⑵的額定工作電流確定。固態(tài)繼電器SSR(I)和⑵的特點是以低的直流驅(qū)動電壓和小的驅(qū)動電流控制大 的負載，相比交流或直流電磁繼電器，具有工作可靠、壽命長、無火花、抗干擾能力強、開關(guān) 速度快的優(yōu)點。例如北京科通電子繼電器總廠生產(chǎn)的JGX-IOF固態(tài)繼電器的輸入控制電壓 是DC3. 2 14V，輸入電流的典型值是5 20mA (VDC = 5V)，而其額定輸出電壓是AC25 250V，額定輸出電流為10A，足以驅(qū)動1匹的空調(diào)。
4[0023]圖1中，RS232C接口的握手聯(lián)絡線RTS，DTR是計算機的輸出信號，其腳位電壓由 串行通信控件MSComm32. OCX中的屬性DTREnab 1 e，RTSEnab 1 e分別控制，該屬性的數(shù)據(jù)形式 均為布爾值(Boolean)，以"True表示高電位，以False表示低電位，適合于控制電子電器的 運行。發(fā)光二極管LED1，LED2既用于固態(tài)繼電器(1)或(2)得電工作狀態(tài)的指示，又用于 隔離計算機的串行口與2塊固態(tài)繼電器電路(1)或O)，避免其后面的交流電電子開關(guān)電 路可能發(fā)生的反饋脈沖，保護了計算機。若設置控件MSComm32. OCX上它倆的屬性有效，即 MSComm. RTSEnable = true 或 MSComm. DTREnable = true 的時候，一旦該串行端口被打開， Request_to_Send線或Data_Ter min al_Ready線就會被設置成高電位(+3V +15V)，而當 連接端口被關(guān)閉，或設置 MSComm. RTSEnable = false、MSComm. DTREnable = false 時就會 設置它倆成低電位(OV或-3V (-15) V)。由RTS，DTR腳位送出的電壓經(jīng)測試介于士 9V 士 12V之間，其轉(zhuǎn)態(tài)電壓很明顯，只要電壓升高以后，其電壓就足以推動發(fā)光二極管，但其所 送出的電流很小，介于4mA 20mA之間，沒有限流電阻也不會燒毀發(fā)光二極管。據(jù)此可知， RTS，DTR腳位送出的電壓與電流足以驅(qū)動市售的固態(tài)繼電器(1)或O)。有些筆記本計算機沒有配置RS232C接口，為了保證本實用新型的應用，圖1中設 計了 USB轉(zhuǎn)串行口電路(7)，該電路可以采用南京沁恒電子有限公司的“USB轉(zhuǎn)串口芯片， USB轉(zhuǎn)IrDA紅外，USB轉(zhuǎn)打印口，，芯片CH340來完成。說明本實用新型的應用如下。使用傳感器Rsl，Rs2, Rs3, Rs4檢測環(huán)境參數(shù)的時候，需要預先設置MSComm. DTREnable = true，這時，固態(tài)繼電器(2)會一直處于得電的工作狀態(tài)，其電子開關(guān)K2閉 合，可以把它當作普通的電源插座使用。把需要實施自動化控制的家用電器與固態(tài)繼電器 (1)的電子開關(guān)Kl 一起構(gòu)成市電回路，通過串行口事件響應中斷子程序檢測傳感器的狀 態(tài)，通過改變串行通信控件MSComm32. OCX的屬性MSComm. RTSEnable的值來控制固態(tài)繼電 器(1)的電子開關(guān)Kl的動作，從而控制它所連接的電器的運行。例如，傳感器Rsl，Rs2分別選用煤氣和煙霧傳感器，通過固態(tài)繼電器SSR(I)的KTl 接入一個排風扇或抽油煙機或報警器到市電，遇到發(fā)生油煙時會自動開啟排風扇或抽油煙 機，直到散盡油煙時為止，遇到煤氣泄漏時會啟動報警或某種聯(lián)動裝置。不需要使用傳感器Rsl，Rs2, Rs3, Rs4的時候，可以改變串行通信控件MSComm32. OCX 的屬性(即 MSComm. RTSEnable = true,MSComm. DTREnable = true 與否)來分別控制 固態(tài)繼電器⑴或O)的電子開關(guān)K1，K2的動作，從而同時控制兩個電器的運行。使用過程中，本實用新型的一端通過電纜接計算機的USB或RS232C接口，另一端 通過電源線插入墻上的市電插座，像平時家里使用電源接線板一樣把電器插入相應的插 座，而傳感器則通過接線柱來連接。對傳感器不熟悉的人，可以暫時不管它，運行計算機的 計劃程序就可以管理電子或電器的運行。
權(quán)利要求1.串行口聯(lián)絡線供電管理的家用電器自動化接線座，其特征是，包括9針RS232C接 口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、4對傳感器接口接線端、2塊固態(tài)繼電器電路、防雷擊和浪 涌電路以及市電電源線及其插頭；其中，USB接口連接到USB轉(zhuǎn)串行口電路的相應的信號輸 入端，后者的信號輸出端與RS232C接口的相應端口線并聯(lián)；RS232C接口的第一針⑶、第六 針DSR、第八針CTS與第九針RI分別與第五針GND構(gòu)成了 4對傳感器接口接線端，RS232C 接口的這四根口線還分別連接一個上拉電阻，這四個上拉電阻的另一個電極都連接到第四 針DTR ；RS232C接口的第四針DTR、第七針RTS分別通過一只發(fā)光二極管連接到各自的1塊 固態(tài)繼電器電路的控制信號輸入端中的正極，固態(tài)繼電器的控制信號輸入端中的負極連接 到第五針GND，固態(tài)繼電器的兩個輸出端構(gòu)成家用電器的市電電子開關(guān)；本實用新型通過 市電電源線及其插頭連接到市電，防雷擊和浪涌電路并聯(lián)在市電電源線的兩極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口聯(lián)絡線供電管理的家用電器自動化接線座，其特征 是，所述防雷擊和浪涌電路由一只熔斷器和一個壓敏電阻串連組成。
專利摘要串行口聯(lián)絡線供電管理的家用電器自動化接線座，屬于一種計算機與家電的接口裝置，它以計算機為主機，能夠配合4個開關(guān)量輸出型傳感器，自動檢測外部環(huán)境的相應狀況，自動運行一個電器，或由計算機程序控制獨立運行兩個電器；包括9針RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、4對傳感器接口接線端、2塊固態(tài)繼電器電路、防雷擊和浪涌電路以及市電電源線及其插頭；其中，RS232C接口的CD、DSR、CTS與RI分別連接一個上拉電阻到DTR，并各自與6ND構(gòu)成了4對傳感器接口接線端，DTR、RTS分別通過一只發(fā)光二極管連接到各自的1塊固態(tài)繼電器電路的控制信號輸入端中的正極，固態(tài)繼電器的控制信號輸入端中的負極連接到GND。本裝置用于家用電器的自動化運行。
文檔編號H03K19/0175GK201878125SQ201020531768
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者曾藝, 李全民, 胡川 申請人:重慶工商大學