路由器無線節能控制器的製作方法
2023-09-23 06:53:50 3
專利名稱：路由器無線節能控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種路由器的無線節能控制器裝置，尤其涉及通過檢測來自計算機的無線信號而控制路由器電源的開啟/關閉的路由器電源的控制裝置。
背景技術：
近年來由於網絡普及，路由器在各大型企業與學校中使用廣泛。但在大型工廠、公司以及各種單位機構的日常使用中，大量的路由器和交換設備常在電腦不運行時，仍處於工作狀態，並不斷消耗電能。這就對電力資源造成了極大浪費。通過路由器參數查詢知，普通路由器功耗在5W左右，而普通家庭用戶及實驗室路由器實際使用時間不會超過每天8h，但大多數情況下路由器處於24h長期開啟狀態。以浙江省為例，據第六次人口普查結果顯示浙江省常住人口約為5440萬人，如按一家三口進行估計，約有1813萬戶，每100戶至少 有I戶使用路由器的比例估算，浙江省一年在路由器上多耗費金額近285萬元，這個數目還是相當可觀的。而此技術設計的控制器接收部分功耗低於1W，遠小於路由器的5W功耗。當PC或伺服器關閉時，接收板使路由器進入休眠狀態，減少能耗的同時減少無效發射對於環境的汙染。路由器控制器的工業化生產後的成本遠低於花費在電能上的金額，且還能延長路由器的使用壽命，減少路由器的維修與更換費用。
發明內容
本發明的目的在提供一種路由器無線節能控制器，可利用無線信號控制路由器電源供應。本發明技術方案如下路由器無線節能控制器，包括一發射裝置，連接於一計算機，且該無線信號發射器用以產生一無線信號；一電源插座裝置，包括一電源插頭，用以連接一市電電源；一無線信號接收控制器，用以接收信號並控制電路；一自動電源插座，用以供電源給插座上的電器(路由器)；當該無線信號接收部分接收到該無線信號時，該控制電路開啟該自動電源插座以提供電力給路由器；或當該無線信號接收部分未接收到該無線信號時，該控制電路關閉該自動電源插座以停止提供電力給路由器。作為優選，所述發射部分是由脈衝振蕩電路、編碼電路、發射電路和天線4部分組成。所述的發射部分，其中脈衝振蕩部分利用了 555佔空比可調的方波產生器電路，可提供間歇頻率信號。通過應用555單穩態定時器，搭建佔空比可調方波產生器電路，此佔空比的調節由電容C5的充放電時間決定。當此電路供給一個電壓Vcc時振蕩器起振。一經通電，電容C5兩端的電壓經R7，R8，D1開始充電；但當C5上的電壓達到閾值電平2/3Vcc時，555復位，此時3腳轉至低電平，C5上的電壓經RlO，R12和D2到第7腳放電。作為優選，所述的發射部分，其中編碼電路由PT2262晶片為主的電路組成；PT2262接收信號為低電平有效，故利用反向器AR對555的時序信號進行反向處理；運放AR起反向放大作用，其構成一個比較電路，比較電壓門限由Rl，R2確定，同時可起到信號整形的作用。PT2262最多可有12位地址(AO-All)，且每一位都有懸空、高電平和低電平三態地址端，任意組合可提供。作為優選，所述的發射 部分，其中發射部分電路利用了變形的電感三點式震蕩器。其結構與典型的電感三點式震蕩器基本相同，都利用了中心抽頭，通過電感兩端的相反電位進行信號的振蕩；在實際製作中，可利用了一段銅導線進行繞制，從而替代電感三點式電路中的電感；利用C2與C4的電容值可調節發射頻率為433. 9MHz。作為優選，所述接收部分是由接收電路、解碼電路、延時電路、電平檢測電路和控制電路5部分組成。發射部分不斷地發射間斷的信號，使得延時電路的輸出保持低電平狀態，從而保證繼電器處於吸合狀態。電腦關機後，發射部分停止工作，此時接收電路接如果超過延遲時間還收不到脈衝信號，延時電路輸出變為高電平，對應晶閘管關斷，繼電器釋放，從而切斷無線路由器的交流電源，作為優選，所述的接收部分，其中接收電路採用了與發射電路相匹配的PT2272接收解碼電路模塊，接收電路收到脈衝信號後經解碼電路解碼，從而控制延時電路。PT2272與PT2262有相同的地址碼時，才能發生信號的傳遞，介於有531 441種地址碼，因此發生誤接收的概率極小，有效的屏蔽了幹擾。作為優選，所述的接收部分，其中延時電路採用CD4011與非門，當接收電路接收到發射部分的脈衝時，VT2基極高電平，C6則通過VT2(9013小功率三極體)進行放電，此時⑶4011的CA輸入低電平，⑶4011的CB輸出低電平，從而⑶4011的CC輸出高電平；斷電過程是由C6與R9，C7與RlO構成的兩組電容充放電路控制的；選擇C7的電容稍大於C6是為了消除繼電器開機時多餘的吸放動作；而當控制器的發射部分停止工作時，由於接收部分接收不到脈衝信號，故C6，C7開始充電；充放電時間由公式r = 2pi決定，其中R為R10，C為C7 ;因此可隨意調節電阻與電容，獲得不同的延遲時間。作為優選，所述的延時電路，其中CA，CB, R13，R14構成施密特觸發器，完成對波型的整形，並將邊沿變化緩慢的信號波型轉化為邊沿陡峭的矩形波，使其有利於與非門的信號判斷。作為優選，所述的接收部分，其中電平檢測電路以晶閘管VDl為主；採用了單向導電的可控矽，延時電路輸出為高電平時，對應晶閘管關斷；延時電路輸出為低電平時，對應晶閘管閉合。
下面結合附圖和實施例對本此發明進一步說明。圖I是本發明發射部分的原理圖。圖2是本發明發射部分的電路圖。圖3是本發明接收部分的原理圖。圖4是本發明接收部分的電路圖。
具體實施例方式如上述公知技術所述，為了改善路由器長期不關閉對電能與路由器壽命造成的影響，本發明提出一種改良的路由器無線節能控制裝置應用於計算機與路由器中。由圖I可知發射部分是由脈衝振蕩電路、編碼電路、發射電路和天線4部分組成。此發射電路的脈衝振蕩部分利用了 555佔空比可調的方波產生器電路，可提供間歇頻率信號，從而降低發射部分的能耗。而編碼電路部分選用了集成晶片PT2262，與接收部分的PT2272晶片相匹配，該晶片採用無線編碼技術保證信號發射的穩定性。發射電路利用的則是LC振蕩電路中的電感三點式振蕩電路，提高了抗幹擾性同時也增強了輸出波形的穩定性。通過應用555單穩態定時器，搭建佔空比可調方波產生器電路，此佔空比的調節由電容C5的充放電時間決定。故由圖2可知，當此電路供給一個電壓Vcc時振蕩器起振。一經通電，電容C5兩端的電壓經R7，R8，D1開始充電。但當C5上的電壓達到閾值電平2/3Vcc時，555復位，此時3腳轉至低電平，C5上的電壓經R10，R12和D2到第7腳放電。因此利用 R7，R8，RIO, R12的阻值對佔空比進行設計。對於發射周期的選擇，在實際設計過程中，主要由計算機的開機時間確定，一臺電腦開機時間一般在40s左右，在電腦正常上網使用之間，路由器必須開機完畢，可以通訊。同時考慮到絕對的冗餘量，允許出現一次接收漏判的因素，以及留有一定餘量，由此確定發射板的發射總周期在15s左右。如果發射板的發射總周期在15s左右確定，同理，接收板斷電延遲時間設置也確定了，將接收部分的斷電延遲時間設置也設定為40s左右，即超過40s，接收部分沒有接收到有效的持續保持路由器工作的信號，路由器自動斷電。佔空比的選擇，主要由PT2262/PT2272性能[3]決定，理論上來說，PT2262每次發射4個字節，每個字節包含12位元組位和一個同步位，每位包含32個振蕩周期，一個同步位包含128個振蕩周期，4個字節共2048個振蕩周期，R9取4. 7ΚΩ，振蕩周期為7KHz，發射一次持續時間需近300ms，我們將發射板發射高電平有效信號的時間設置在3s左右。經過優化電容值與電阻值後，可得R7和R8的阻值合計為O. 361ΜΩ，R10和R12的阻值合計I. 804ΜΩ，此時信號發射周期可達15s，有效電平時間近3s。考慮優選與實際情況，&和1 8可分別選用200ΚΩ和1601^, 。和 R12 可分別選用 1.8ΜΩ 和 4.7ΚΩ。PT2262接收信號為低電平有效，故利用反向器AR對555的時序信號進行反向處理。運放AR起反向放大作用，其構成一個比較電路，比較電壓門限由R1, R2確定，同時可起到信號整形的作用。PT2262編碼發射電路一經接收由觸發電路輸出的高電平信號就會驅動晶片進行工作。因為PT2262最多可有12位地址(Atl-A11)，且每一位都有懸空、高電平和低電平三態地址端，任意組合可提供531 441地址碼，即表示近距離的不同路由器只可能有1/312的可能性具有相同的編碼。因此很好的保證了此節能控制器的抗幹擾性。發射部分電路還利用了變形的電感三點式震蕩器。其結構與典型的電感三點式震蕩器基本相同，都利用了中心抽頭，通過電感兩端的相反電位進行信號的振蕩。在實際製作中，可利用了一段銅導線進行繞制，從而替代電感三點式電路中的電感。利用C2與C4的電容值可調節發射頻率為433. 9MHz ο
接收部分是由接收電路、解碼電路、延時電路、電平檢測電路和控制電路5部分組成，其原理架構如圖3所示。此接收部分採用了與發射部分相匹配的PT2272接收解碼電路模塊，接收電路收到脈衝信號後經解碼電路解碼，從而控制延時電路。由於發射部分不斷地發射間斷的信號，使得延時電路的輸出保持低電平狀態，從而保證繼電器處於吸合狀態。電腦關機後，發射部分停止工作，此時接收電路接如果超過40s還收不到脈衝信號，延時電路輸出變為高電平，對應晶閘管關斷，繼電器釋放，從而切斷無線路由器的交流電源，實現了路由器隨電腦或伺服器的開關同步接通與斷電的功能。接收控制部分原理如圖4所示。該部分的電路主要成分是以繼電器為主的控制電路，以晶閘管為主的電平檢測電路，以PT2272為主的接收解碼電路和以CD4011與非門為主的延時電路。在控制電路中，選用了 IlOV直流高壓繼電器。此處選用直流的高壓繼電器主要基於兩點考慮。第一，因採用了單向導電的可控矽，故需選用IlOV直流；第二，為了降低成 本，此集成電路電源選擇電容降壓的降壓方式，而這種降壓方式的帶載能力較弱，故使用高壓繼電器。而可控矽在反向關斷時由於通斷周期極短僅為O. 02s，則儘管繼電器瞬間失電，由於繼電器的延遲作用仍保持閉合狀態。在交流降壓電路中，採用RC降壓而非變壓器降壓的目的主要為了節省空間和降低成本。此部分通過計算與實際檢測可得到以下參數，電容Cl為O. I μ f，VD2為5V的穩壓二極體，為後面電路的提供5V工作電壓。延時電路採用CD4011與非門，當接收電路接收到發射部分的脈衝時，VT2基極高電平，C6則通過VT2(9013小功率三極體)進行放電，此時⑶4011的CA輸入低電平，⑶4011的CB輸出低電平，從而⑶4011的CC輸出高電平，其中CA，CB, R13，R14構成施密特觸發器，完成對波型的整形，並將邊沿變化緩慢的信號波型轉化為邊沿陡峭的矩形波，使其有利於與非門的信號判斷。繼而晶閘管導通，繼電器吸合，電路通電。由於發射部分發射周期為15s，信號脈衝時間為3s，故延時部分的時間間隔為40s左右，至少大於發射周期的兩倍，則可防止信號的漏發。因此，只要發射部分持續提供脈衝信號，此控制器的接收部分就能夠保持工作狀態。此控制器對於路由器斷電過程是由C6與R9，C7與RlO構成的兩組電容充放電路控制的。選擇C7的電容稍大於C6是為了消除繼電器開機時多餘的吸放動作。而當控制器的發射部分停止工作時，由於接收部分接收不到脈衝信號，故C6，C7開始充電，充電周期在40s左右，也就是說如果超過40s無信號接收，則晶閘管關斷，繼電器斷開，路由器斷電。適當調節R與C的值，從而得到預期的時間周期T。則根據計算與實際驗證，RlO取優選值1ΜΩ，C7 取優選值 O. 47μ f。根據上述可知，本發明是利用無線編碼信號的接收情況來決定路由器控制電源插座裝置的開啟與否，因此使用者於是用計算機時，開啟無線信號發射器以啟動電源插座裝置，使路由器等設備開始運作，保證開機就能順利上網。而當使用者不使用計算機時，不需關閉路由器電源。此外，由於本發明是利用無線編碼傳輸方式來控制電源插座裝置的工作狀態，因此計算機不需與電源插座裝置以電線形式連接，減少了使用者整理電線的困擾。同時，編碼後的無線信號只對此發射器的信號進行接收，進一步保證了信號的穩定性。綜上所述，本發明同時提供使用者與公知技術相同的手動電源插座以及利用無線傳輸控制的自動電源插座，可讓使用者根據不同情況來使用兩種電源插座，最重要的是，本發明公開的計算機系統讓使用者不需每次離開計算機前都去關閉路由器電源，而只要通過與電腦相連的無線發射器停止發送信號即可關閉路由器，對使用者而言，只要做最少的動作，卻可節省最大的能源，因此，本發明提供的路由器無線控制裝置對於使用者而言相當便利，並可節約能源。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用以限定本發明權利要求保護的範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在本申請權利要求的保護範圍內。·
權利要求
1.路由器無線節能控制器，包括 一發射裝置，連接於一計算機，且該無線信號發射器用以產生一無線信號； 一電源插座裝置，包括 一電源插頭，用以連接一市電電源； 一無線信號接收控制器，用以接收信號並控制電路； 一自動電源插座，用以供電源給插座上的電器(路由器)； 當該無線信號接收部分接收到該無線信號時，該控制電路開啟該自動電源插座以提供電力給路由器；或當該無線信號接收部分未接收到該無線信號時，該控制電路關閉該自動電源插座以停止提供電力給路由器。
2.如權利要求I所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述發射部分是由脈衝振蕩電路、編碼電路、發射電路和天線4部分組成。
3.如權利要求2所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述的發射部分，其中脈衝振蕩部分利用了 555佔空比可調的方波產生器電路，可提供間歇頻率信號。通過應用555單穩態定時器，搭建佔空比可調方波產生器電路，此佔空比的調節由電容C5的充放電時間決定。當此電路供給一個電壓Vcc時振蕩器起振。一經通電，電容C5兩端的電壓經R7，R8，Dl開始充電；但當C5上的電壓達到閾值電平2/3Vcc時，555復位，此時3腳轉至低電平，C5上的電壓經RIO, R12和D2到第7腳放電。
4.如權利要求2所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述的發射部分，其中編碼電路由PT2262晶片為主的電路組成；PT2262接收信號為低電平有效，故利用反向器AR對555的時序信號進行反向處理；運放AR起反向放大作用，其構成一個比較電路，比較電壓門限由R1，R2確定，同時可起到信號整形的作用。PT2262最多可有12位地址(AO-All)，且每一位都有懸空、高電平和低電平三態地址端，任意組合可提供。
5.如權利要求2所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述的發射部分，其中發射部分電路利用了變形的電感三點式震蕩器。其結構與典型的電感三點式震蕩器基本相同，都利用了中心抽頭，通過電感兩端的相反電位進行信號的振蕩；在實際製作中，可利用了一段銅導線進行繞制，從而替代電感三點式電路中的電感；利用C2與C4的電容值可調節發射頻率為433. 9MHz ο
6.如權利要求I所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述接收部分是由接收電路、解碼電路、延時電路、電平檢測電路和控制電路5部分組成。發射部分不斷地發射間斷的信號，使得延時電路的輸出保持低電平狀態，從而保證繼電器處於吸合狀態。電腦關機後，發射部分停止工作，此時接收電路接如果超過延遲時間還收不到脈衝信號，延時電路輸出變為高電平，對應晶閘管關斷，繼電器釋放，從而切斷無線路由器的交流電源。
7.如權利要求6所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述的接收部分，其中接收電路採用了與發射電路相匹配的PT2272接收解碼電路模塊，接收電路收到脈衝信號後經解碼電路解碼，從而控制延時電路。PT2272與PT2262有相同的地址碼時，才能發生信號的傳遞，介於有531 441種地址碼，因此發生誤接收的概率極小，有效的屏蔽了幹擾。
8.如權利要求6所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述的接收部分，其中延時電路採用CD4011與非門，當接收電路接收到發射部分的脈衝時，VT2基極高電平，C6則通過VT2(9013小功率三極體)進行放電，此時⑶4011的CA輸入低電平，⑶4011的CB輸出低電平，從而⑶4011的CC輸出高電平；斷電過程是由C6與R9，C7與RlO構成的兩組電容充放電路控制的；選擇C7的電容稍大於C6是為了消除繼電器開機時多餘的吸放動作；而當控制器的發射部分停止工作時，由於接收部分接收不到脈衝信號，故C6，C7開始充電；充放電時間由公式Γ = 決定，其中R為R10，C為C7 ;因此可隨意調節電阻與電容，獲得不同的延遲時間。
9.如權利要求8所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述的延時電路，其中CA，CB, R13，R14構成施密特觸發器，完成對波型的整形，並將邊沿變化緩慢的信號波型轉化為邊沿陡峭的矩形波，使其有利於與非門的信號判斷。
10.如權利要求6所述的路由器無線節能控制器，其特徵在於，所述的接收部分，其中電平檢測電路以晶閘管VDI為主；採用了單向導電的可控矽，延時電路輸出為高電平時，對應晶閘管關斷；延時電路輸出為低電平時，對應晶閘管閉合。
全文摘要
本發明公開了一種路由器無線節能控制器，是基於433.9MHz業餘頻段的綠色無線節能控制器，實現了通過同步個人電腦(PC)或者伺服器的開、關機行為，遠程無線控制路由器供電插座的開關，使路由器在不使用的時間處於斷電狀態。本發明有發射板與接收板兩個部分。一旦控制器的發射部分接受供電，就能立刻喚醒路由器。
文檔編號H04L12/10GK102833078SQ20121029508
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者李瑭, 錢如一, 童建平 申請人:浙江工業大學