智能型定時開關機控制裝置的製作方法

2023-10-23 17:12:22 2

專利名稱：智能型定時開關機控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關機控制裝置，尤其涉及一種智能型的定時開關機裝置， 該裝置適用於無線數據監控等行業。
技術背景在2. 5G/3G/3. 5G無線數據監控行業(如氣象監控，煤礦監控，自來水管網監控，山 洪預警等)，無線通信設備(如無線數據終端，無線路由器等)通常都被應用在無人職守的 環境中，在這些應用環境中通常都沒有市電，無線通信設備通常都採用蓄電池或太陽能電 池進行供電，同時這種應用也不要求無線通信設備實時處於通信狀態。為了使蓄電池能工 作更長時間，或者不需要採用更大容量的太陽能電池，這種應用方式就要求無線通信設備 在不需要通信時功耗很低。傳統的辦法就是讓無線通信設備在不需要通信時處於待機狀態 以降低功耗，但此時設備仍然處於工作狀態，仍然還有很大的功耗，故無法滿足應用需求。在某些行業，要求無線通信設備嚴格按照規定的時間進行通信。傳統的辦法是採 用CPU內部定時器進行定時。這種定時方式受CPU程序流程影響很大，定時時間不精確，同 時定時方式也不靈活，如無法產生實時點時間定時等。
發明內容本實用新型的目的在於解決以上問題，提供一種智能型定時開關機裝置，可控制 無線通信設備在不需要通信時處於關機狀態，此時設備功耗幾乎降為零，當需要通信的時 間到達時，可以實現自動開機，當通信結束時間到達時，實現自動關機，同時，定時開機和定 時關機的時間可設，且時間精確到秒。為達成上述目的，本實用新型採用如下技術方案智能型定時開關機控制裝置，主要包括相互連接配合的CPU1、實時時鐘模塊2、上 電鎖存模塊3和電源控制模塊4 ；其中，CPU 1連接實時時鐘模塊2進行參數設置並讀取其 工作狀態，實時時鐘模塊2連接CPU 1並根據CPU 1的設置進入相應的定時工作模式，並在 不同的工作狀態下輸出相應的「開機」或「關機」狀態指示信號，上電鎖存模塊3連接實時 時鐘模塊2接收其信息並傳送給電源控制模塊4，電源控制模塊4連接上電鎖存模塊3接收 開啟或切斷系統電源指令完成系統的定時開機和定時關機。所述的CPU 1通過I2C接口和實時時鐘模塊2進行連接通信，且CPU 1連接系統 電源由其供電。所述的實時時鐘模塊2連接獨立的電池供電；該模塊同時連接CPU的I2C接口和 為「開機」或「關機」的信號接口的狀態指示信號接口。所述的上電鎖存模塊3包括隔離二極體、RC電路和放電二極體。所述的電源控制模塊4採用MOS管U9作為開關，U9的輸入端為外加電源VIN，輸 出端為系統電源VCC33 ；Q7、Q9和R2組成控制電路，當Q7的第一腳為高電平時，Q7和Q9導 通，U9的G端為高電平，U9不導通，VCC33被切斷；當Q7的第一腳為低電平時，Q7和Q9不
3導通，U9的G端為低電平，U9導通，VCC33被開啟。採用上述技術方案，本實用新型可控制無線通信設備在不需要通信時處於關機狀 態，此時設備功耗幾乎降為零。當需要通信的時間到達時，可以實現自動開機。當通信結束 時間到達時，實現自動關機。同時，定時開機和定時關機的時間可設，且時間精確到秒。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的電路連接關係示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施對本實用新型進一步詳述。如圖1、圖2所示，智能型定時開關機裝置的主要功能是通過對系統電源的精確定 時控制，以實現定時開關機功能。該裝置主要包括CPU 1、實時時鐘模塊2、上電鎖存模塊 3和電源控制模塊4。工作原理為CPU 1對實時時鐘模塊2進行參數設置並讀取其工作狀 態，實時時鐘模塊2根據CPU 1的設置進入相應的定時工作模式，並在不同的工作狀態下輸 出相應的「開機」或「關機」狀態指示信號，該狀態指示信號經過上電鎖存模塊3後控制電源 控制模塊4開啟或切斷系統電源，從而完成系統的定時開機和定時關機功能。該裝置可以 實現間隔時間的定時開關機、實時點時間的定時開關機以及兩種方式混和的定時開關機， 且時間間隔和時間點均可設置，精度可精確到秒。智能型定時開關機裝置在2. 5G/3G/3. 5G 無線數據監控行業有著極其重要的應用，可最大限度節省通信流量，降低功耗，也可以滿足 某些行業需要精確定時通信的要求。CPU 1 =CPU 1和實時時鐘模塊2之間通過I2C接口通信，CPU 1由系統電源VCC33 供電。CPU 1每次啟動時，先設置實時時鐘模塊2輸出「開機」的狀態指示信號，即完成系統 開機「自保」。CPU 1接收並保存用戶設置的參數，包括是否開啟定時開關機功能、定時開 機和定時關機的時間間隔和時間點等參數。同時，CPU 1根據用戶設置的參數完成對實時 時鐘模塊2定時時間、定時使能以及狀態指示信號的設置，並讀取其時間、輸出狀態等工作 參數。實時時鐘模塊2 實時時鐘模塊2通過I2C接口和CPU 1通信，通過管腳3產生狀 態指示信號給上電鎖存模塊3。該模塊由獨立的電池J7供電以確保其時間的準確性。實 時時鐘模塊2的主要功能是實現精確的定時，包括間隔時間和實時點時間的定時，定時時 間精確到秒。實時時鐘模塊2根據CPU 1的設置進入相應的定時工作模式，並在不同的工 作狀態下輸出相應的「開機」或「關機」狀態指示信號，該狀態指示信號經過上電鎖存模塊 3後控制電源控制模塊4開啟或切斷系統電源，從而完成系統的定時開機和定時關機功能。 流程如下當定時沒有使能即沒有開啟定時開關機功能時，實時時鐘模塊2—直輸出「開 機」的狀態指示信號，此時系統一直處於開機狀態。當定時使能，且開啟的定時功能是定時 開機功能時，若定時時間未到，實時時鐘模塊2則一直輸出「關機」的狀態指示信號，此時系 統處於關機狀態。若定時時間到，實時時鐘模塊2則輸出「開機」的狀態指示信號，此時系 統進入開機狀態。當系統開機後，CPU 1設置實時時鐘模塊2開啟定時關機的功能，並實時 讀取實時時鐘模塊2的定時時間，當定時時間結束後，CPU 1設置實時時鐘模塊2輸出「關機」的狀態指示信號並重新開啟定時開機的功能，此時系統重新進入關機狀態，實時時鐘模 塊2則重新進入定時開機模式。這樣，就完成了一次完整的定時開機和定時關機的工作流程。上電鎖存模塊3 上電鎖存模塊3同時連接實時時鐘模塊2和電源控制模塊4。上 電鎖存模塊3由隔離二極體D3、RC電路(R69和E2組成RC電路)和放電二極體Dl組成。 當外加電源VIN上電時，利用RC電路的充電過程將輸給電源控制模塊4的信號鎖存為低電 平並維持一段時間，時間長短可由R69和E2的參數進行調節，但這段時間要確保CPU 1完 成初始化，並設置實時時鐘模塊2輸出低電平的「開機」狀態指示信號，此時上電鎖存模塊 3輸出的信號一直處於低電平，即CPU完成系統開機「自保」。此後，上電鎖存模塊3輸出的 信號由實時時鐘模塊2的狀態指示信號決定，當狀態指示信號為高電平時，隔離二級管D3 不導通，此時上電鎖存模塊3輸出高電平；當狀態指示信號為低電平時，隔離二級管D3導 通，此時上電鎖存模塊3輸出低電平。放電二極體Dl的主要功能是當外加電源VIN下電時 快速將E2上的電壓放電。電源控制模塊4 電源控制模塊4連接上電鎖存模塊3。電源控制模塊4的主要功 能是根據上電鎖存模塊3輸出的「開機」或「關機」信號開啟或切斷系統電源，從而完成系 統的開機或關機功能。電源控制模塊4採用MOS管U9作為開關，U9的輸入端為外加電源 VIN，輸出端為系統電源VCC33。Q7、Q9和R2組成控制電路，當Q7的第一腳為高電平時，Q7 和Q9導通，U9的G端為高電平，U9不導通，VCC33被切斷。當Q7的第一腳為低電平時，Q7 和Q9不導通，U9的G端為低電平，U9導通，VCC33被開啟。工作流程如下CPU 1對實時時鐘模塊2進行參數設置並讀取其工作狀態，實時時鐘模塊2根據 CPU 1的設置進入相應的定時工作模式，並在不同的工作狀態下輸出相應的「開機」或「關 機」狀態指示信號，該狀態指示信號經過上電鎖存模塊3後控制電源控制模塊4開啟或切斷 系統電源，從而完成系統的定時開機和定時關機功能。為了實現對系統進行配置，上電鎖存模塊3在每次外加電源上電時，能夠將實時 時鐘模塊2的狀態指示信號鎖存為「開機」信號並維持足夠長的一段時間，即保證系統開機 並維持足夠長的一段時間，這段時間保證CPU 1能夠完成初始化，並設置實時時鐘模塊2輸 出「開機」的狀態指示信號，即完成系統開機「自保」。此後，上電鎖存模塊3對實時時鐘模 塊2的狀態指示信號不再產生任何影響。當CPU 1完成接收並保存用戶的設置後，CPU 1設 置實時時鐘模塊2進入正常的定時工作狀態，此時系統的狀態由實時時鐘模塊2的狀態指 示信號決定。這樣就能保證用戶在任何時候通過對外加電源進行重新上電來完成對系統的 設置，且不會影響正常的定時開關機工作。本實用新型可控制無線通信設備在不需要通信時處於關機狀態，此時設備功耗幾 乎降為零。當需要通信的時間到達時，可以實現自動開機。當通信結束時間到達時，實現自 動關機。同時，定時開機和定時關機的時間可設，且時間精確到秒。
權利要求智能型定時開關機控制裝置，其特徵在於主要包括相互連接配合的CPU(1)、實時時鐘模塊(2)、上電鎖存模塊(3)和電源控制模塊(4)；其中，CPU(1)連接實時時鐘模塊(2)進行參數設置並讀取其工作狀態，實時時鐘模塊(2)連接CPU(1)並根據CPU(1)的設置進入相應的定時工作模式，並在不同的工作狀態下輸出相應的「開機」或「關機」狀態指示信號，上電鎖存模塊(3)連接實時時鐘模塊(2)接收其信息並傳送給電源控制模塊(4)，電源控制模塊(4)連接上電鎖存模塊(3)接收開啟或切斷系統電源指令完成系統的定時開機和定時關機。
2.如權利要求1所述的智能型定時開關機控制裝置，其特徵在於所述的CPU(I)通過 I2C接口和實時時鐘模塊(2)進行連接通信，且CPU(I)連接系統電源由其供電。
3.如權利要求1所述的智能型定時開關機控制裝置，其特徵在於所述的實時時鐘模 塊(2)連接獨立的電池供電；該模塊同時連接CPU的I2C接口和為「開機」或「關機」的信 號接口的狀態指示信號接口。
4.如權利要求1所述的智能型定時開關機控制裝置，其特徵在於所述的上電鎖存模 塊(3)包括隔離二極體、RC電路和放電二極體。
5.如權利要求1所述的智能型定時開關機控制裝置，其特徵在於所述的電源控制模 塊⑷採用MOS管U9作為開關，U9的輸入端為外加電源VIN，輸出端為系統電源VCC33 ；Q7、 Q9和R2組成控制電路。
專利摘要智能型定時開關機控制裝置，包括CPU 1、實時時鐘模塊2、上電鎖存模塊3和電源控制模塊4，CPU 1對實時時鐘模塊2進行參數設置並讀取其工作狀態，實時時鐘模塊2根據CPU 1的設置進入相應的定時工作模式，並在不同的工作狀態下輸出相應的「開機」或「關機」狀態指示信號，該狀態指示信號經過上電鎖存模塊3後控制電源控制模塊4開啟或切斷系統電源，從而完成系統的定時開機和定時關機功能；該裝置可以實現間隔時間的定時開關機、實時點時間的定時開關機以及兩種方式混和的定時開關機，且時間間隔和時間點均可設置，精度可精確到秒，在2.5G/3G/3.5G無線數據監控行業有著極其重要的應用。
文檔編號H04W52/02GK201742565SQ201020112819
公開日2011年2月9日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者林湘建 申請人:廈門四信通信科技有限公司