一種暖氣智能節(jié)能有線控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可以應(yīng)用于新建筑暖氣分戶計量系統(tǒng)或既有暖氣分戶計量、節(jié)能改造等相關(guān)領(lǐng)域的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，包括：一用于接收信號、處理數(shù)據(jù)、控制外圍設(shè)備工作的微處理器，一用于驅(qū)動暖氣閥門的開與關(guān)的電機，一溫度傳感器，一顯示裝置，一按鍵模塊，一時鐘芯片，一MAX487通訊模塊，一電源模塊。本實用新型可通過微處理器驅(qū)動電機控制閥門的開關(guān)，實現(xiàn)用戶根據(jù)需要自由開關(guān)暖氣閥，解決了資源浪費的問題。同時可以對室內(nèi)溫度、供暖時間等信息一目了然，并且不需要對現(xiàn)有管路做很大改動。本實用新型還可以采用IC卡預(yù)付費的方式，解決了供暖收費難的問題。因此本實用新型具有很好的推廣應(yīng)用價值。
【專利說明】一種暖氣智能節(jié)能有線控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種暖氣節(jié)能裝置，尤其涉及一種可以應(yīng)用于新建筑暖氣分戶計量系統(tǒng)或既有暖氣分戶計量、節(jié)能改造等相關(guān)領(lǐng)域的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]能源緊張是現(xiàn)在世界各國需要面對的重大問題，我國人口眾多，人均能源嚴重不足。我國北方地區(qū)逐步采用集中供暖的方式供暖，在國家政策的大力推動下，熱計量的用戶數(shù)量大幅度增長，在國家的節(jié)能減排工作中發(fā)揮了較大作用，但是能源浪費的現(xiàn)象并不能明顯改善。傳統(tǒng)采暖收費按面積收費，用戶沒有節(jié)約的積極性；房間無人時照樣供暖，不能自動關(guān)閉閥門，只能手動關(guān)閉；室溫?zé)o法控制，溫度過高時開窗放熱等，供暖浪費嚴重；供暖信息不能及時查看，同時存在繳費難的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對以上所述問題，本實用新型提供一種能開關(guān)暖氣閥門、便于繳費且不需要對現(xiàn)有管路做很大改動的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置。
[0004]為解決上述問題，本實用新型的技術(shù)方案為:一種暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，包括微處理器、電機、溫度傳感器、顯示裝置、按鍵模塊、時鐘芯片、MAX487通訊模塊及電源模塊，所述微處理器的VCC腳接電源，并經(jīng)濾波電容后接地，微處理器的GND腳接電源地，RST腳連接有一阻容復(fù)位電路，微處理器的ON腳和OFF腳之間為電機驅(qū)動電路；所述的電機驅(qū)動電路包括兩個PMOS管、兩個NMOS管，第一 PMOS管的源極和第一 NMOS管的漏極共同連接到電機的M+腳，第二 PMOS管的源極和第二 NMOS管的漏極共同連接到電機的M-腳，兩個NMOS管的源極接地，兩個PMOS管的漏極通過一個限流電阻接電源，第一 PMOS管和的柵極共同連接到OFF腳，第二 PMOS管和第二 NMOS管的柵極共同連接到ON腳，電機的兩端并聯(lián)電容。微處理器通過與溫度傳感器、按鍵模塊、電機、顯示裝置的連接完成對室溫的檢測、控制以及顯示。電機的M+腳和M-腳之間連接有電容，電機運轉(zhuǎn)時容易產(chǎn)生高次諧波，電容能有效降低電機工作時對其他無線電信號的干擾。當(dāng)需要打開閥門時，ON腳輸出低，OFF腳輸出高，第二 PMOS管和第一 NMOS管導(dǎo)通，電機向開閥方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)需要關(guān)閉閥門時，OFF腳輸出低，ON腳輸出高，第一 PMOS管和第二 NMOS管導(dǎo)通，電機向關(guān)閥方向轉(zhuǎn)動。
[0005]所述的溫度傳感器的D腳接微處理器的18B20_DT腳，VC腳接電源，GND腳接電源地，VC腳和GND腳間接濾波電容。微處理器根據(jù)溫度傳感器檢測到的溫度做出開關(guān)暖氣閥門的控制，并將溫度信息傳送給顯示裝置進行顯示。
[0006]所述的顯示裝置由背光板、液晶顯示屏及其驅(qū)動芯片組成，微處理器的LIGHT_BG腳通過電阻接三極管的基極，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極通過電阻接背光板的I腳，背光板的2腳接電源；液晶顯示屏驅(qū)動芯片的DA腳、WR腳、RD腳、CS腳、IRQ腳分別接微處理器的DA腳、WR腳、RD腳、CS腳、IRQ腳并經(jīng)上拉電阻接電源，其VDD腳接電源，并接濾波電后接地，其VLCD腳接電阻后接電源，液晶顯示屏驅(qū)動芯片的COMO腳至C0M7腳及SEGO腳至SEG29腳分別接液晶顯示屏對應(yīng)管腳。通過三極管連接背光板增強了電路的驅(qū)動能力，通過液晶顯示裝置來顯示微處理器提供的時間溫度信息，使用戶對此類信息一目了然。
[0007]所述的按鍵模塊由五個按鍵組成，五個按鍵一端接地，另一端分別連接微處理器的 KEY_P0WER 腳、KEY_ADD 腳、KEY_MINUS 腳、KEY_PRE SERVER1 腳、KEY_ PRE SERVER2 腳并分別通過上拉電阻接電源。通過按鍵模塊來調(diào)整時間設(shè)定，室溫設(shè)定以及控制閥門的開關(guān)。
[0008]所述的時鐘芯片的CE腳、1腳、SCLK腳分別接微處理器的1302_CE腳、CHIP_C0N2腳和CHIP_C0N1腳并分別經(jīng)上拉電阻接電源，時鐘芯片的Xl腳和X2腳外接晶振，晶振的兩端均經(jīng)電容接地，時鐘芯片的V2腳接電源VCC經(jīng)濾波電容與地相接，時鐘芯片的Vl腳接充電電池，并經(jīng)濾波電容接地，時鐘芯片的G腳接電源地。通過時鐘芯片測定當(dāng)前的時間，傳輸給微微理器并由顯示裝置顯示。
[0009]所述MAX487通訊模塊的RO腳、DI腳分別接微處理器的RXDl腳、TXDl腳，其RE腳和DE腳接微處理器的UART_C0N1腳并分別通過上拉電阻接電源；MAX487通訊模塊的VC腳接電源，并接濾波電容后接地，MAX487通訊模塊的GND腳接地，MAX487通訊模塊的A腳經(jīng)上拉電阻接電源，B腳經(jīng)電阻后接地，A腳與B腳之間接電阻，A腳通過電阻后與對外接口的UART_A腳相連；B腳通過電阻后與對外接口的UART_B腳相連。通過MAX487通訊模塊與采集器通訊，用于將供暖的時間，用戶的室內(nèi)溫度等相關(guān)信息，傳輸給采集器，采集器將信息傳輸?shù)娇傉荆┕┡膯挝贿M行查看和管理。
[0010]所述的電源模塊包括一電壓轉(zhuǎn)換器，電壓轉(zhuǎn)換器的Vin腳經(jīng)電容接有+24V電源電壓,Out腳經(jīng)電感連接feedback腳,0N/0FF腳和Out腳之間接整流二極,再經(jīng)過并聯(lián)電容濾波后作為電源，電壓轉(zhuǎn)換器的0N/0FF腳和GND腳直接接地。
[0011]此外微處理器還連接有低壓檢測電路、晶振電路、對外接口 J13。
[0012]所述低壓檢測電路為微處理器LOWVAL腳通過電阻R32接電源VCC，經(jīng)電阻R33接地，檢測電壓為電阻R33與電阻R32的分壓。
[0013]所述的晶振電路為微處理器的XTALl和XTAL2之間接時鐘晶振，XTALU XTAL2分別經(jīng)電容C13、電容C17后接地。
[0014]所述對外接口的I腳為+24V供電電源，2腳和5腳為電源地，4腳和3腳分別作為OPEN腳和CLOSE腳接微處理器的OPEN腳和CLOSE腳并分別通過上拉電阻接電源，對外接口的6腳、7腳分別接電機的M+腳和M-腳。
[0015]本裝置還可以設(shè)置有刷卡識別電路，與本電路配合，將IC卡中的費用信息輸入，如果還有費用，則本電路繼續(xù)工作，如果費用過低或用盡，則電路不工作，提醒充值，這是容易實現(xiàn)的。
[0016]本實用新型可通過微處理器驅(qū)動電機控制閥門的開關(guān)，實現(xiàn)用戶根據(jù)需要自由開關(guān)暖氣閥，解決了資源浪費的問題。同時可以對室內(nèi)溫度、供暖時間等信息一目了然，并且不需要對現(xiàn)有管路做很大改動。本實用新型還可以采用IC卡預(yù)付費的方式，解決了供暖收費難的問題，方便供暖部門的管理。因此本實用新型具有很好的推廣應(yīng)用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型系統(tǒng)框圖；
[0018]圖2為本實用新型微處理器的電路原理圖；
[0019]圖3是本實用新型電機驅(qū)動電路的電路原理圖；
[0020]圖4是本實用新型溫度傳感器的電路原理圖；
[0021]圖5是本實用新型背光板的電路原理圖；
[0022]圖6是本實用新型液晶顯示屏驅(qū)動電路原理圖；
[0023]圖7是本實用新型按鍵模塊的電路原理圖；
[0024]圖8是本實用新型時鐘芯片的電路原理圖；
[0025]圖9是本實用新型MAX487通訊模塊的電路原理圖；
[0026]圖10是本實用新型電源模塊的電路原理圖；
[0027]圖11是本實用新型低壓檢測電路原理圖；
[0028]圖12是對外接口 J13接線圖。

【具體實施方式】
[0029]一種暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，如圖1所示，包括:一微處理器J3，微處理器連接電機、溫度傳感器、顯示裝置、按鍵模塊、時鐘芯片及MAX487通訊模塊，其中微處理器J3用于接收信號、處理數(shù)據(jù)、控制外圍設(shè)備工作，電機用于驅(qū)動暖氣閥門的開與關(guān)，溫度傳感器用于檢測溫度并傳輸給微處理器，顯示裝置用于顯示時間、溫度信息，按鍵模塊用于調(diào)整時間、設(shè)定室溫及控制閥門的開關(guān)，時鐘芯片用于向微處理器提供時間、日期信息，MAX487通訊模塊用于與采集器通訊，電源模塊用于為上述模塊供電。
[0030]如圖2所示，所述微處理器的VCC腳接電源VCC，并經(jīng)濾波電容C8、C12后接地，其GND腳接電源地，RST腳連接有一由電阻R10、電容C16組成的阻容復(fù)位電路，其P3.6腳和P3.7腳分別作為ON腳和OFF腳，ON腳和OFF腳之間為電機驅(qū)動電路。如圖3所示，所述的電機驅(qū)動電路包括兩個PMOS管Q2和Q3，兩個NMOS管Q4和Q5，第一 PMOS管Q3的源極和第一 NMOS管Q4的漏極共同連接到電機的M+腳，第二 PMOS管Q2的源極和第二 NMOS管Q5的漏極共同連接到電機的M-腳，M+腳和M-腳之間連接有電容C26，兩個NMOS管的源極接地，兩個PMOS管的漏極通過一個限流電阻R16接電源VCC，PM0S管Q3和NMOS管Q4的柵極共同連接到OFF腳，PMOS管Q2和NMOS管Q5的柵極共同連接到ON腳。
[0031]如圖4所示，所述的溫度傳感器的D腳接微處理器的18B20_DT腳，VC腳接電源VCC, GND腳接電源地，VC腳和GND腳間接濾波電容C14。
[0032]如圖5、圖6所示，所述的顯示裝置由背光板、液晶顯示屏及其驅(qū)動芯片組成，微處理器的LIGHT_BG腳通過電阻R18接三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極通過電阻接背光板的I腳，背光板的2腳接電源VCC ;液晶顯示屏驅(qū)動芯片U2的DA腳、WR腳、RD腳、CS腳、IRQ腳分別接微處理器的DA腳、WR腳、RD腳、CS腳、IRQ腳并經(jīng)上拉電阻R4、R5、R6、R7、R8接電源VCC，其VDD腳接電源VCC，并接濾波電容C15后接地，其VLCD腳接電阻R9后接電源VCC，液晶顯示屏驅(qū)動芯片HT1622的C0M0-C0M7及SEG0-SEG29分別接液晶顯示屏對應(yīng)管腳。
[0033]如圖7所示，所述的按鍵模塊由五個按鍵組成，五個按鍵一端接地，另一端分別連接微處理器的 KEY_P0WER 腳、KEY_ADD 腳、KEY_MINUS 腳、KEY_PRE SERVER1 腳、KEY_ PRESERVER2腳并分別通過上拉電阻R15、R14、R13、R12、R22接電源VCC。
[0034]如圖8所示，所述的時鐘芯片CE腳、1腳、SCLK腳分別接微處理器的1302_CE腳、CHIP_C0N2腳和CHIP_C0N1腳并分別經(jīng)上拉電阻R3、R2、R1接電源VCC，時鐘芯片的Xl腳和X2腳外接晶振，晶振的兩端均經(jīng)瓷片電容C3、C5接地，時鐘芯片的V2腳接電源VCC經(jīng)濾波電容Cl與地相接，時鐘芯片的Vl腳接充電電池，并經(jīng)濾波電容C7接地，時鐘芯片的G腳接電源地。
[0035]如圖9所示，所述MAX487通訊模塊U3的RO腳、DI腳分別接微處理器的RXDl腳、TXDl腳，其RE腳和DE腳接微處理器的UART_C0N1腳并分別通過上拉電阻接電源VCC ；MAX487通訊模塊的VC腳接電源VCC，并接濾波電容C18后接地，MAX487通訊模塊的GND腳接地，MAX487通訊模塊的A腳經(jīng)上拉電阻R42接電源VCC，B腳經(jīng)電阻R43后接地，A腳與B腳之間接電阻R27，A腳通過電阻R44后與對外接口 J13的UART_A腳相連；B腳通過電阻R45后與對外接口 J13的UART_B腳相連。
[0036]如圖10所示，所述的電源模塊包括一電壓轉(zhuǎn)換器J6，電壓轉(zhuǎn)換器J6的Vin腳經(jīng)電容C19、C20接有+24V電源電壓，Out腳經(jīng)電感LI連接feedback腳，0N/0FF腳和Out腳之間接整流二極管D2，再經(jīng)過并聯(lián)電容C21-C25濾波后連接到其他電路模塊，電壓轉(zhuǎn)換器J6的0N/0FF腳和GND腳直接接地。
[0037]此外微處理器還連接有低壓檢測電路、晶振電路、對外接口 J13。如圖11所示，所述低壓檢測電路為微處理器LOWVAL腳通過電阻R32接電源VCC，經(jīng)電阻R33接地，檢測電壓為電阻R33與電阻R32的分壓。如圖2所示，所述的晶振電路為微處理器的XTALl和XTAL2之間接時鐘晶振，XTALU XTAL2分別經(jīng)電容C13、電容C17后接地。如圖12所示，所述對外接口 J13的I腳為+24V供電電源，2腳和5腳為電源地，對外接口 J13的4腳和3腳分別作為OPEN腳和CLOSE腳接微處理器的OPEN腳和CLOSE腳并分別通過上拉電阻接電源VCC,對外接口 J13的6腳、7腳分別接電機的M+腳和M-腳。
[0038]當(dāng)需要打開閥門時，ON腳輸出低，OFF腳輸出高，Q2和Q4導(dǎo)通，電機向開閥方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)需要關(guān)閉閥門時，OFF腳輸出低，ON腳輸出高，Q3和Q5導(dǎo)通，電機向關(guān)閥方向轉(zhuǎn)動。
【權(quán)利要求】
1.一種暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，包括微處理器、電機、溫度傳感器、顯示裝置、按鍵模塊、時鐘芯片、MAX487通訊模塊及電源模塊，其特征在于:所述微處理器的VCC腳接電源(VCC)，并經(jīng)濾波電容(C8、C12)后接地，微處理器的GND腳接電源地，RST腳連接有一阻容復(fù)位電路，微處理器的ON腳和OFF腳之間為電機驅(qū)動電路；所述的電機驅(qū)動電路包括兩個PMOS管(Q2和Q3)、兩個NMOS管(Q4和Q5)，第一 PMOS管(Q3)的源極和第一 NMOS管(Q4)的漏極共同連接到電機的M+腳，第二 PMOS管(Q2)的源極和第二 NMOS管(Q5)的漏極共同連接到電機的M-腳，兩個NMOS管的源極接地，兩個PMOS管的漏極通過一個限流電阻接電源(VCC)，第一 PMOS管(Q3)和第一 NMOS管(Q4)的柵極共同連接到OFF腳，第二 PMOS管(Q2)和第二 NMOS管(Q5)的柵極共同連接到ON腳，電機的兩端并聯(lián)電容(C26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，其特征是:所述的溫度傳感器的D腳接微處理器的18B20_DT腳，VC腳接電源(VCC)，GND腳接電源地，VC腳和GND腳間接濾波電容(C14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，其特征是:所述的顯示裝置由背光板、液晶顯示屏及其驅(qū)動芯片組成，微處理器的LIGHT_BG腳通過電阻(R18)接三極管(Ql)的基極，三極管(Ql)的發(fā)射極接地，三極管(Ql)的集電極通過電阻接背光板的I腳，背光板的2腳接電源(VCC);液晶顯示屏驅(qū)動芯片(U2)的DA腳、WR腳、RD腳、CS腳、IRQ腳分別接微處理器的DA腳、WR腳、RD腳、CS腳、IRQ腳并經(jīng)上拉電阻接電源(VCC)，其VDD腳接電源(VCC )，并接濾波電容(C15 )后接地，其VIXD腳接電阻(R9 )后接電源(VCC )，液晶顯示屏驅(qū)動芯片(U2)的COMO腳至C0M7腳及SEGO腳至SEG29腳分別接液晶顯示屏對應(yīng)管腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，其特征是:所述的按鍵模塊由五個按鍵組成，五個按鍵一端接地，另一端分別連接微處理器的KEY_P0WER腳、KEY_ADD腳、KEY_MINUS腳、KEY_PRE SERVER1腳、KEY_ PRE SERVER2腳并分別通過上拉電阻接電源(VCC)0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，其特征是:所述的時鐘芯片(Ul)的CE腳、1腳、SCLK腳分別接微處理器的1302_CE腳、CHIP_C0N2腳和CHIP_C0N1腳并分別經(jīng)上拉電阻接電源(VCC)，時鐘芯片(Ul)的Xl腳和X2腳外接晶振，晶振的兩端均經(jīng)電容接地，時鐘芯片的V2腳接電源(VCC)經(jīng)濾波電容(Cl)與地相接，時鐘芯片的Vl腳接充電電池,并經(jīng)濾波電容(C7)接地，時鐘芯片的G腳接電源地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，其特征是:所述MAX487通訊模塊(U3)的RO腳、DI腳分別接微處理器的RXDl腳、TXDl腳，其RE腳和DE腳接微處理器的UART_C0N1腳并分別通過上拉電阻接電源(VCC);MAX487通訊模塊的VC腳接電源(VCC)，并接濾波電容(C18)后接地，MAX487通訊模塊的GND腳接地，MAX487通訊模塊的A腳經(jīng)上拉電阻(R42 )接電源(VCC)，B腳經(jīng)電阻(R43 )后接地，A腳與B腳之間接電阻(R27 )，A腳通過電阻(R44)后與對外接口(J13)的UART_A腳相連；B腳通過電阻(R45)后與對外接口(J13)的UART_B腳相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖氣智能節(jié)能有線控制裝置，其特征是:所述的電源模塊包括一電壓轉(zhuǎn)換器(J6 )，電壓轉(zhuǎn)換器(J6 )的Vin腳經(jīng)電容(C19、C20 )接有+24V電源電壓，Out腳經(jīng)電感(LI)連接feedback腳，ON/OFF腳和Out腳之間接整流二極管(D2),再經(jīng)過并聯(lián)電容(C21-C25)濾波后作為電源(VCC)，電壓轉(zhuǎn)換器(J6)的0N/0FF腳和GND腳直接接地。
【文檔編號】G07F15/06GK204129861SQ201420582125
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】靖衛(wèi)星, 畢潔航 申請人:濟南雪山節(jié)能科技有限公司