一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，包括主微控制單元、輔助微控制單元以及環(huán)境微控制單元；其中，主微控制單元分別連接LCD顯示器和鍵盤，且通過串口連接輔助微控制單元，輔助微控制單元分別連接第一單片射頻收發(fā)芯片以及環(huán)境傳感器；所述環(huán)境微控制單元通過第二單片射頻收發(fā)芯片接收第一單片射頻收發(fā)芯片發(fā)送的信號(hào)，通過繼電器控制電燈開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等高校宿舍設(shè)備；環(huán)境傳感器將采集的數(shù)據(jù)在LCD顯示器上顯示；鍵盤輸入命令通過主微控制單元和輔助微控制單元，并通過第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片發(fā)送信號(hào)至環(huán)境微控制單元，控制電燈開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等高校宿舍設(shè)備。
【專利說明】一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多功能高校宿舍無線環(huán)境監(jiān)測(cè)控制儀，能夠?qū)Ω咝Ｋ奚岘h(huán)境(溫度濕度、亮度、電流、煙霧)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并控制。
【背景技術(shù)】
[0002]目前高校宿舍主要存在不少安全隱患，具體表現(xiàn)在學(xué)生違章使用大功率電器以及違章吸煙等；另高校宿舍也存在電能浪費(fèi)問題，表現(xiàn)在過度使用空調(diào)以及照明浪費(fèi)問題。當(dāng)前的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)大都采用有線方式為主，需要布線，系統(tǒng)安裝極不方便，同時(shí)增加了系統(tǒng)的成本。
[0003]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的無線自組織網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相比，它是以一種以數(shù)據(jù)為中心的自組織網(wǎng)絡(luò)，ZigBee技術(shù)是最近發(fā)展起來的一種近距離無線通信技術(shù)。該技術(shù)具有低復(fù)雜度、低功耗、短延時(shí)、低速率、低成本等特點(diǎn)。該技術(shù)被業(yè)界在工業(yè)監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的應(yīng)用，針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散、實(shí)時(shí)性差、布線麻煩等特點(diǎn)，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于ZigBee無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。
[0004]結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)，可以方便對(duì)高校宿舍的照明、空調(diào)等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開了一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，包括主微控制單元、輔助微控制單元以及環(huán)境微控制單元；其中，主微控制單元分別連接LCD顯示器和鍵盤，且通過串口連接輔助微控制單元，輔助微控制單元分別連接第一單片射頻收發(fā)芯片以及環(huán)境傳感器；所述環(huán)境微控制單元通過第二單片射頻收發(fā)芯片接收第一單片射頻收發(fā)芯片發(fā)送的信號(hào)，通過繼電器控制電燈開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等高校宿舍設(shè)備；環(huán)境傳感器將采集的數(shù)據(jù)通過輔助微控制單元和主微控制單元在IXD顯示器上顯示；第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片分別設(shè)有天線；鍵盤輸入命令通過主微控制單元和輔助微控制單元，并通過第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片發(fā)送信號(hào)至環(huán)境微控制單元，控制電燈開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等高校宿舍設(shè)備。
[0007]本實(shí)用新型中，第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片采用型號(hào)為CCllOl的無線射頻芯片。
[0008]本實(shí)用新型中，所述主微控制單元包括SST89C54RC-QFP微處理器。
[0009]本實(shí)用新型中，所述輔助微控制單元包括ATmega8L_8AU微處理器。
[0010]本實(shí)用新型中，所述環(huán)境控制單元包括STC12C1052微處理器。
[0011]本實(shí)用新型中，所述第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片的天線為鞭狀天線。
[0012]本實(shí)用新型中監(jiān)測(cè)部分采用基于ZigBee協(xié)議。
[0013]本實(shí)用新型的電源采用電池供電。
[0014]本實(shí)用新型中，所述環(huán)境傳感器包括溫度傳感器、電流傳感器、光強(qiáng)度傳感器、或者煙霧傳感器中的一種或者幾種或者全部。
[0015]本實(shí)用新型用一個(gè)溫濕度傳感器和一個(gè)光強(qiáng)度傳感器來跟蹤溫度、濕度和光強(qiáng)信息；采用電流傳感器和電壓傳感器來實(shí)時(shí)跟蹤耗能消息；用煙霧傳感器來實(shí)時(shí)探測(cè)煙火，盡早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患。溫濕度傳感器采用溫濕度一體化的數(shù)字傳感器一 DHTll ;光強(qiáng)度傳感器采用cds光敏電阻一一 LxD551 ;采用MQ — 2為煙霧傳感器；采用電流傳感器CT3為電流傳感器。
[0016]應(yīng)當(dāng)說，本實(shí)用新型的創(chuàng)新之處在于這些硬件部件的組合，其并不依賴與軟件的而實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，由于本實(shí)用新型硬件架構(gòu)好，因此在此基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員看到本實(shí)用新型公開的內(nèi)容后，自然能夠編寫出相應(yīng)的控制程序。但是，硬件上能夠加載程序并不意味著并未實(shí)用新型是涉及任何軟件的發(fā)明創(chuàng)造。事實(shí)上，即使不加載任何的軟件，本實(shí)用新型也可以基于所公開的硬件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸和控制。加載軟件的好處僅僅在于控制界面更加的人性化，人機(jī)互動(dòng)更加便捷方便。
[0017]有益效果:本實(shí)用新型提供一種新型多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀能夠?qū)Ω咝Ｋ奚嶂协h(huán)境(溫度濕度、亮度、電流、煙霧)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過手持式高校宿舍無線環(huán)境監(jiān)測(cè)控制儀對(duì)相關(guān)回路實(shí)施控制。本實(shí)用新型采用有源便攜式結(jié)構(gòu)，可以長距離讀取數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好。具有十分重要的價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的具體說明，本實(shí)用新型的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。
[0019]圖1為本實(shí)用新型模塊示意圖。
[0020]圖2為實(shí)施例1總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為實(shí)施例1主微控制單元電路部分總體電路示意圖。
[0022]圖4為實(shí)施例1輔助微控制單元部分總體電路示意圖。
[0023]圖5為實(shí)施例1環(huán)境微控制單元部分總體電路示意圖。
[0024]圖6為實(shí)施例1環(huán)境微控制單元環(huán)境設(shè)備開關(guān)控制圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1?圖2所示，本實(shí)用新型公開了一種多功能高校宿舍無線環(huán)境監(jiān)測(cè)控制儀，主微控制單元、輔助微控制單元和環(huán)境控制單元組成，主控制單元分別連接輔助控制單元、IXD顯示單元以及鍵盤輸入單元；所述輔助控制單元與第一單片射頻收發(fā)芯片連接，并與環(huán)境傳感器相連，主控制單元與輔助控制單元之間采用串口通訊連接；環(huán)境控制單元連接第二單片射頻收發(fā)芯片，接收主控制單元發(fā)射的信號(hào)，控制空調(diào)、燈光等宿舍設(shè)備。第一和第二單片射頻收發(fā)芯片連接天線。
[0026]主微控制單元采用SST89C54RC-QFP微處理器，輔助微控制單元采用ATmega8L-8AU微處理器，環(huán)境控制單元采用STC12C1052微處理器。射頻收發(fā)芯片采用CCllOl的射頻芯片。
[0027]實(shí)施例1
[0028]本實(shí)施例中，射頻芯片選擇是新推出來的高性能芯片CC1101，可靠性高，采用SPI口通信。微處理器單元需實(shí)現(xiàn)對(duì)CCllOl功能寄存器的配置、數(shù)字信號(hào)的接收處理、系統(tǒng)功能擴(kuò)展因素，綜合考慮到CCl 101的功耗、工作電壓、通信方式等因素，采用ATmega8L-8AU微處理器為微處理單元?？紤]到手持式監(jiān)測(cè)儀鍵盤和液晶顯示的特點(diǎn)，采用SST89C54RC-QFP微處理器，兩個(gè)單片機(jī)采用串口通信。控制單元考慮到控制的特點(diǎn)，采用STC12C1052微處理器單元。具體而言，本實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)如下所述。
[0029]1、監(jiān)測(cè)部分結(jié)構(gòu)
[0030]無線收發(fā)模塊是構(gòu)成整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，完成各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換，采用CCllOl模塊。控制器負(fù)責(zé)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、處理、發(fā)送，采用ATmegaSL-SAU微處理器。
[0031]2、電源開關(guān)模塊
[0032]如圖3所示，電源開關(guān)部分，通過三極管T2和MOS管Tl來控制電源開關(guān)的導(dǎo)通，當(dāng)on/off電平為高時(shí)，三極管T2導(dǎo)通，T2的集電極轉(zhuǎn)為低電平，MOS管Tl導(dǎo)通，電源3V-BAT通過Tl給模塊供電；和三極管T2導(dǎo)通；當(dāng)on/off電平為低時(shí)，三極管T2截止，T2的集電極轉(zhuǎn)為低電平，MOS管Tl不導(dǎo)通，電源關(guān)閉。
[0033]3、蜂鳴器模塊
[0034]如圖3所示，蜂鳴器模塊三極管T3的基級(jí)連接到主單片機(jī)SST89C54的6腳，即P4.3 口，當(dāng)P4.3低電平時(shí)，三極管T3導(dǎo)通，蜂鳴器響；iP4.3為高電平時(shí)，三極管T3閉合，蜂鳴器不響。
[0035]4、液晶顯示模塊
[0036]如圖3所示，液晶顯示模塊電源部分的三極管T4基級(jí)連接到主單片機(jī)SST89C54SST89C54RC-QFP 的 20 腳，即 P2.2/A10 口，當(dāng) P2.2/A10 為低電平時(shí)，三極管 T4 導(dǎo)通，給液晶顯示器供電；iP2.2/A10為高電平時(shí)，三極管T4截止，斷開液晶顯示器。液晶模塊采用模塊IXD12864，電阻R3調(diào)節(jié)液晶對(duì)比度，IXD12864模塊15腳、16腳為片選信號(hào)CS1、CS2，低電平有效。電阻R10-R17為上拉電阻。
[0037]5、主單片機(jī)與輔助單片機(jī)接口
[0038]如圖3所示，主單片機(jī)SST89C54和輔單片機(jī)ATmega8L通過串口連接，S卩SST89C54的7腳TXD與Atmega的30腳RXD連接，SST89C54的5腳RXD與Atmega的31腳TXD連接。
[0039]6、輔單片機(jī)Atmega8L模塊
[0040]如圖4所示，輔單片機(jī)Atmega8L模塊，R7、R8為TX、RX的上拉電阻，C7、C9為濾波電容，C5、C6為晶振匹配電容。
[0041]7、輔單片機(jī) Atmega8L 與 CCllOl 的接口
[0042]如圖4所示，輔單片機(jī)Atmega8L與CCl 101通過SPI接口通信，輔單片機(jī)Atmega8L的U2的14腳-17腳分別連接到CCllOl的U17、20、2、I腳，通過SPI端口與CCllOl通信，即:Atmega8L14 腳 PB2 (SS)接 CCllOl 的 7 腳 csn (低電平有效)；Atmega8L15 腳 MOSI 接CCllOl的20腳SI 口(數(shù)據(jù)輸入);Atmega8L16腳MISO接CCllOl的2腳SO (數(shù)據(jù)輸出)口 ；Atmega8L17 腳 SCK 接 CCllOl 的 I 腳 SCK (時(shí)鐘)口。
[0043]8、CCllOl無線射頻模塊
[0044]如圖4所示，C12、C15、C17、C19為濾波電容，C17電容容量高，C19電容容量低，對(duì)不同的頻段的濾波特性進(jìn)行補(bǔ)償，其中電容容量低的補(bǔ)償高，電容容量高的補(bǔ)償?shù)停珻l為隔直電容，C3、C13和L3組成一個(gè)型帶通，J4和J5為測(cè)試點(diǎn)，Xl為晶振。
[0045]9、環(huán)境設(shè)備控制單元
[0046]如圖5所示，C04、C05、C08、C09為濾波電容，P1.0-P1.7控制開關(guān)，利用協(xié)議中的
燈光控制命令可以開或關(guān)燈光。開或關(guān)的命令沒有區(qū)分，燈光控制器每接收到一條命令，就改變狀態(tài)，如原來燈光為開，則接收到命令后為關(guān)。
[0047]如圖5，K3為波特率的控制，J4為無線串口通信，即STC12C1052的2腳RXD與圖4無線模塊接口中3腳即TX相連；STC12C1052的3腳TXD與圖4無線模塊接口 4腳RX連接，接收CCllOl發(fā)送的指令。
[0048]10、控制過程
[0049]如圖6，當(dāng)J8的6腳，即單片機(jī)STC12C1052的7腳來控制繼電器工作的，SP:當(dāng)J8的6腳為高電平時(shí)，三極管Tl截止，繼電器截止；當(dāng)J8的6腳為低電平時(shí)，三極管Tl吸合，開關(guān)導(dǎo)通，電源通過整流、濾波到各個(gè)電器。
[0050]本實(shí)用新型提供了一種多功能高校宿舍無線環(huán)境監(jiān)測(cè)控制儀，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，其特征在于，包括主微控制單元、輔助微控制單元以及環(huán)境微控制單元； 其中，主微控制單元分別連接IXD顯示器和鍵盤，且通過串口連接輔助微控制單元，輔助微控制單元分別連接第一單片射頻收發(fā)芯片以及環(huán)境傳感器； 所述環(huán)境微控制單元通過第二單片射頻收發(fā)芯片接收第一單片射頻收發(fā)芯片發(fā)送的信號(hào)，通過繼電器控制高校宿舍設(shè)備的電燈開關(guān)、空調(diào)開關(guān)以及電源插座開關(guān)； 環(huán)境傳感器將采集的數(shù)據(jù)通過輔助微控制單元和主微控制單元在IXD顯示器上顯示；第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片分別設(shè)有天線； 鍵盤輸入命令通過主微控制單元、輔助微控制單元，以及第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片發(fā)送信號(hào)至環(huán)境微控制單元，控制高校宿舍設(shè)備的電燈開關(guān)、空調(diào)開關(guān)以及電源插座開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，其特征在于，所述第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片采用型號(hào)為CCllOl的無線射頻芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，其特征在于，所述主微控制單元包括SST89C54RC微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，其特征在于，所述輔助微控制單元包括ATmegaSL-SAU微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，其特征在于，所述環(huán)境控制單元包括STC12C1052微處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，其特征在于，所述第一單片射頻收發(fā)芯片和第二單片射頻收發(fā)芯片的天線為鞭狀天線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能高校宿舍環(huán)境無線監(jiān)測(cè)控制儀，其特征在于，所述環(huán)境傳感器包括溫度傳感器、電流傳感器、光強(qiáng)度傳感器、或者煙霧傳感器。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK203719685SQ201320624388
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】孫雷, 孫慶蘇, 王伯襄, 楊海寧 申請(qǐng)人:江蘇開放大學(xué)