一種無線一拖一暖氣閥室外控制裝置製造方法

2023-05-20 05:08:16

一種無線一拖一暖氣閥室外控制裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種可以應用於新建築暖氣分戶計量系統，或既有建築暖氣分戶計量、節能改造等相關領域的無線一拖一暖氣控制閥室外控制裝置，包括：一用於接收信號、處理數據並控制外圍設備工作的微處理器J3，一用於打開和關閉暖氣閥的電機M1，一用於與採集器傳輸數據的MAX487通訊模塊，一與室內控制裝置傳輸信息的射頻模塊，一用於提供日期、時間的時鐘晶片及一用於電壓轉換、為上述模塊提供所需電壓的電源模塊。本發明能自由開關暖氣閥、設定溫度，節約了大量的能源，也減少了用戶的使用成本，並且不用改動管路，不破壞原有裝修，可以節省大量的改造經費和施工時間，具有很高的推廣應用價值。
【專利說明】一種無線一拖一暖氣閥室外控制裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種暖氣控制閥室外控制裝置，尤其涉及一種可以應用於新建築暖氣分戶計量系統，或既有建築暖氣分戶計量、節能改造等相關領域的無線一拖一暖氣控制閥室外控制裝置。
【背景技術】
[0002]能源緊張是現在世界各國需要面對的問題，我國的人口眾多，人均能源相對短缺。但我國的供暖系統存在以下問題:長期空置的住宅、上班時的住宅、上課時的學生宿舍，夜間的辦公樓、教學樓、等公共場所，房間無人照樣供暖，暖氣無法關閉，增加了無用開支。其次，溫度無法調節，當室內溫度過高時開窗放熱。不管用熱量的多少一律按面積收費，有失公平。而有線控制需要較長引線，且需要在用戶牆上打洞，破壞用戶原本的裝修，而且增加安裝成本。

【發明內容】

[0003]針對以上問題本發明提供一種結構合理、分戶、分室計量、自動計費、不需要對現有管路做很大改動的無線一拖一暖氣閥室外控制裝置。
[0004]為解決以上問題，本發明採取的技術方案為:一種無線一拖一暖氣控制閥室外控制裝置包括:
一微處理器，用於接收信號、處理數據並控制外圍設備工作；
一電機，用於打開和關閉暖氣閥；
一 MAX487通訊模塊，用於與採集器傳輸數據；
一時鐘晶片，用於提供日期、時間；以及
一電源模塊，用於電壓轉換、為上述模塊提供所需電壓，還包括一射頻模塊，用於與室內控制裝置無線傳輸信息；微處理器的1302_CE腳、CHIP _C0N 2腳、CHIP _C0N I腳分別接時鐘晶片的CE腳、I/O腳、SCK腳，並經上拉電阻接電源；微處理器的RXDl腳、TXDl腳分別接MAX487通訊模塊的RO腳、DI腳，UART_C0N I腳接MAX487通訊模塊的RE-腳和DE腳並分別通過上拉電阻接電源VCC ;微處理器的SI腳、SO腳、CSn腳、SCLK腳、⑶02腳、⑶00腳接射頻模塊的插座的SI腳、SO腳、CSn腳、SCLK腳、⑶02腳、⑶00腳；微處理器的ON腳和OFF腳之間為電機驅動電路，所述的電機驅動電路包括兩個PMOS管、兩個NMOS管，PMOS管Q3的源極和NMOS管Q4的漏極共同連接到電機的M+腳，PMOS管Q2的源極和NMOS管Q5的漏極共同連接電機的M-腳，兩個NMOS管的源極接地，兩個PMOS管的的漏極通過一個限流電阻接電源，PMOS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，電機的兩端並聯電容。微處理器根據室內微處理器傳來的控制信息對電機進行控制，與室內裝置的通信通過無線傳輸，無需在建築物上穿孔，提高效率。
[0005]當需要打開閥門時，ON腳輸出低，OFF腳輸出高，Q2和Q4導通，電機向開閥方向轉動；當需要關閉閥門時，OFF腳輸出低，ON腳輸出高，Q3和Q5導通，電機向關閥方向轉動。此外，電機的兩端並聯有抗幹擾的保護電容。
[0006]所述微處理器的VCC腳接電源，並經濾波電容後接地，其GND腳接電源地，其XTALl腳和XTAL2腳之間接晶振電路，RST腳連接有一阻容復位電路。
[0007]微處理器上還設有對外接口，所述的MAX487通訊模塊的VC腳接電源，其A腳與B腳之間並接電阻，A腳接電阻後接電源，B腳接電阻後接地，A腳通過電阻後與對外接口的UART_A腳相連，B腳通過電阻腳後與對外接口的UART_B腳相連，UART_A腳和UART_B腳之間以及二者對地之間分別有穩壓管。室內裝置採集供暖時間、用戶室內溫度等相關信息，室內裝置可通過無線傳輸到室外裝置，在經由MAX487通訊模塊傳輸給採集器，採集器將信息傳輸到總站，供供暖的單位進行查看和管理。
[0008]所述的電源模塊包括一電壓轉換器，電壓轉換器的Vin管腳經二極D6接+24V供電電壓並經濾波電容接地，Out管腳經電感後接電壓轉換器的feedback管腳，0N/0FF管腳和Out管腳之間接二極體，再經過並聯電容濾波後作為電源電壓，電壓轉換器的0N/0FF管腳和GND管腳直接接地，+5V電源電壓VCC進入轉換U2的Vin管腳，Vout管腳輸出3.3V電壓，經濾波電容後接地，其GND管腳直接接地。電源模塊完成電壓轉換，用於把供電電壓+24V轉變為5V電源和3.3V電源VC，給電路的其他模塊以及射頻小板供電。
[0009]所述的射頻模塊插座的I腳和2腳接3.3V電源，並經並聯的濾波電容後接地，其9腳和10腳接電源地。射頻模塊插座用於連接射頻小板，與室內控制裝置進行信息傳輸，完成對電機的控制。
[0010]所述的時鐘晶片的V2腳接電源VCC，並接電容後接地，其VI腳接充電電池，並接電容後接地，其G腳接電源地，時鐘晶片Xl腳與X2腳之間接晶振Y2，Xl腳接電容後接地，X2腳接電容後接地。通過時鐘晶片提供閥門開關狀態的精確時間。
[0011]所述的微處理器的WORK腳、STAR腳、AUTO腳分別接發光二極體和限流電阻後接電源，用來指示電路的工作狀態；電源VCC和地之間串接限流電阻和發光二極體D5，用來指示電源的工作狀態。此部分電路為調試電路時的狀態指示。
[0012]所述對外接口的的I腳接+24V供電電源，2腳和5腳接電源地，其OPEN腳和CLOSE腳接微處理器的OPEN腳和CLOSE腳，並分別經上拉電阻接電源。
[0013]微處理器還連接有程序燒寫接口，所述的程序燒寫接口的I腳為RXD1，2腳為TXDl，3腳為電源，4腳為電源地。
[0014]本發明提供的無線一拖一暖氣閥室外控制裝置具有以下優點:
(I)實現了分戶計量，控制更加精確、有效。
[0015](2)用戶可以自由開關暖氣閥，房間無人時可以關閉，實現自動節能。
[0016](3)用戶可以自由設置室內溫度，縮小室內和室外的溫差，當室內溫度達到設定值時，暖氣閥可以自動關閉並停止計費，節約能源，降低成本。
[0017](4)當室內溫度設定值低時，暖氣控制閥自動打開，使室溫在較短時間內達到設定值，然後暖氣控制閥自動關閉，並停止計費。
[0018](5)可以採用「兩部制收費法」:國家發改委、建設部2007年6月3日聯合發布的《城市供熱價格管理暫行辦法》，規定採暖收費實行固定熱價和計量熱價相結合的「兩部制熱價」(也稱「兩部制收費法」)。固定熱價按照總熱價30% — 60%的標準確定，計量熱價按用戶的實際使用量計算，用戶所要繳納的採暖費是固定熱價和計量熱價之和。[0019](6)電機功率低，可以採用小電機，其功率為2 W左右，耗能少。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的系統框圖；
圖2為本發明微處理器電路原理圖；
圖3是電機驅動電路電路原理圖；
圖4是對外接口的接線圖；
圖5是MAX通訊模塊電路原理圖；
圖6是電源模塊電路原理圖；
圖7是射頻模塊插座電路原理圖；
圖8是時鐘晶片電路原理圖；
圖9是指電路電路原理圖；
圖10是程序燒寫接口接線圖。
【具體實施方式】
[0021]一種無線一拖一暖氣控制閥室外控制裝置，如圖1所示，包括一微處理器J3及與其連接的電機Ml、MAX487通訊模塊U3、射頻模塊、時鐘晶片Ul，還包括一為上述各模塊供電的電源模塊，其中微處理器J3用於接收信號、處理數據並控制外圍設備工作，電機Ml用於打開和關閉暖氣閥，MAX487通訊模塊U3用於與採集器傳輸數據，射頻模塊用於與室內控制裝置傳輸信息，時鐘晶片Ul用於提供日期、時間。
[0022]如圖2所示，微處理器J3採用STC12C5A32S2，其VCC腳接電源VCC，並經濾波電容C8、C12後接地，其GND腳接電源地，其XTALl腳和XTAL2腳之間接時鐘晶振，XTALl接電容C13後接地，XTAL2接電容C17後接地。RST腳連接有一電容C16和電阻RlO組成的阻容復位電路，微處理器J3的P3.6和P3.7管腳分別作為ON腳和OFF腳，ON腳和OFF腳之間為電機驅動電路。
[0023]如圖3所示，電機驅動電路包括兩個PMOS管Q2和Q3，、兩個NMOS管Q4和Q5，PMOS管Q3的源極和NMOS管Q4的漏極共同連接到電機的M+腳，PMOS管Q2的源極和NMOS管Q5的漏極共同連接電機的M-腳，兩個NMOS管的源極接地，兩個PMOS管的的漏極通過一個限流電阻接電源VCC，PMOS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，電機的兩端並聯電容C26。此外，電機的兩端並聯有抗幹擾的保護電容C26。
[0024]如圖4所示，微處理器上還設有對外接口 J13，對外接口的J13的I腳接+24V供電電源，2腳和5腳接電源地，其OPEN腳和CLOSE腳接微處理器J3的OPEN腳和CLOSE腳，並分別經上拉電阻接電源VCC。
[0025]如圖5所示，MAX487通訊模塊的VC腳接電源VCC，並接電容C18後接地，其GND腳接地，其RO腳、DI腳接微處理器J3的RXDl腳、TXDl腳，MAX487通訊模塊的RE-腳和DE腳接微處理器J3的UART_C0N I腳並分別通過上拉電阻接電源VCC，MAX487通訊模塊的A腳與B腳之間並接電阻R27和R46，A腳接電阻Rll後接電源VCC，B腳接電阻R9後接地，A腳通過電阻R45後與對外接口 J13的UART_A腳相連，B腳通過電阻R44腳後與對外接口 J13的UART_B腳相連，UART_A腳和UART_B腳之間以及二者對地之間分別有穩壓管D8、D7、D9。
[0026]如圖6所示，電源模塊包括一電壓轉換器J6，電壓轉換器J6的Vin管腳經二極體D6接+24V供電電壓並經濾波電容C19、C20接地，Out管腳經電感LI後接電壓轉換器J6的feedback管腳，0N/0FF管腳和Out管腳之間接二極體D2，再經過並聯電容C21、C22、C23、C24、C25濾波後作為電源電壓VCC，電壓轉換器J6的0N/0FF管腳和GND管腳直接接地，+5V電源電壓VCC進入轉換器U2的Vin管腳，Vout管腳輸出3.3V電壓，經濾波電容C27、C28後接地，其GND管腳直接接地。電源模塊完成電壓轉換，用於把供電電壓+24V轉變為5V電源VCC和3.3V電源VCC，給電路的其他模塊以及射頻小板供電。
[0027]如圖7所示，射頻模塊插座JP2的I腳和2腳接3.3V電源VCC，並經並聯的濾波電容C6、C9後接地，其9腳和10腳接電源地，其SI腳、SO腳、CSn腳、SCLK腳、GD02腳、GDOO腳分別接微處理器的SI腳、SO腳、CSn腳、SCLK腳、⑶02腳、⑶00腳。射頻模塊插座用於連接射頻小板，與室內控制裝置進行信息傳輸，完成對電機的控制。
[0028]如圖8所示，時鐘晶片Ul的CE腳、I/O腳、SCK腳分別接微處理器J3的1302_CE腳、CHIP _C0N 2腳、CHIP _C0N 1，其V2腳接電源VCC，並接電容Cl後接地，其Vl腳接充電電池，並接電容C7後接地，其G腳接電源地，時鐘晶片Xl腳與X2腳之間接晶振Y2，X1腳接電容C3後接地，Χ2腳接電容C5後接地。
[0029]如圖9所示，微處理器還設有指示電路，其中設有四個發光二極體，具體為:微處理器的WORK腳、STAR腳、AUTO腳分別接發光二極體D6、D4、D3和限流電阻後接電源VCC，用來指示電路的工作狀態；電源VCC和地之間串接限流電阻和發光二極體D5，用來指示電源的工作狀態。
[0030]如圖10所示，微處理器J3還連接有程序燒寫接口 J14，所述的程序燒寫接口 J14，其I腳為RXDl，2腳為TXDl，3腳為電源VCC，4腳為電源地。
[0031]該裝置與室內控制裝置通訊連接，由室內裝置採集室溫，傳輸給室外控制裝置，室外控制裝置根據溫度情況控制電機驅動閥門的開關。當需要打開閥門時，ON腳輸出低，OFF腳輸出高，Q2和Q4導通，電機向開閥方向轉動；當需要關閉閥門時，OFF腳輸出低，ON腳輸出高，Q3和Q5導通，電機向關閥方向轉動。
【權利要求】
1.一種無線一拖一暖氣閥室外控制裝置，包括: 一微處理器(J3)，用於接收信號、處理數據並控制外圍設備工作； 一電機(Ml),用於打開和關閉暖氣閥； 一 MAX487通訊模塊(U3),用於與米集器傳輸數據； 一時鐘晶片(U1)，用於提供日期、時間；以及 一電源模塊，用於電壓轉換、為上述模塊提供所需電壓，其特徵在於:還包括一射頻模塊，用於與室內控制裝置無線傳輸信息；微處理器(J3)的1302_CE腳、CHIP _CON 2腳、CHIP_CON I腳分別接時鐘晶片(Ul)的CE腳、I/O腳、SCK腳，並經上拉電阻接電源(VCC);微處理器(J3)的RXDl腳、TXDl腳分別接MAX487通訊模塊(U3)的RO腳、DI腳，UART_C0N I腳接MAX487通訊模塊的RE-腳和DE腳並分別通過上拉電阻接電源VCC ;微處理器(J3)的SI腳、SO腳、CSn腳、SCLK腳、⑶02腳、⑶00腳接射頻模塊的插座(JP2)的SI腳、SO腳、CSn腳、SCLK腳、⑶02腳、⑶00腳；微處理器(J3)的ON腳和OFF腳之間為電機驅動電路，所述的電機驅動電路包括兩個PMOS管(Q2和Q3)、兩個NMOS管(Q4和Q5)，PMOS管(Q3)的源極和NMOS管(Q4)的漏極共同連接到電機的M+腳，PMOS管(Q2)的源極和NMOS管(Q5)的漏極共同連接電機的M-腳，兩個NMOS管的源極接地，兩個PMOS管的的漏極通過一個限流電阻接電源(VCC)，PMOS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，電機的兩端並聯電容(C26)。
2.根據權利要求1所述的無線一拖一暖氣閥室外控制裝置，其特徵在於:所述微處理器(J3)的VCC腳接電源(VCC)，並經濾波電容(C8、C12)後接地，其GND腳接電源地，其XTALl腳和XTAL2腳之間接晶振電路，RST腳連接有一阻容復位電路。
3.根據 權利要求1或2所述的無線一拖一暖氣閥室外控制裝置，其特徵在於:微處理器(J3)上還設有對外接口(J13)，所述的MAX487通訊模塊的VC腳接電源(VCC)，並接電容(C18)後接地，其GND腳接地，其A腳與B腳之間並接電阻(R27和R46)，A腳接電阻(Rll)後接電源(VCC)，B腳接電阻(R9)後接地，A腳通過電阻(R45)後與對外接口(J13)的UART_A腳相連，B腳通過電阻(R44)腳後與對外接口(J13)的以奶_8腳相連，UART_A腳和UART_B腳之間以及二者對地之間分別有穩壓管(D8、D7、D9)。
4.根據權利要求3所述的無線一拖一暖氣閥室外控制裝置，其特徵在於:所述的電源模塊包括一電壓轉換器(J6)，電壓轉換器(J6)的Vin管腳經二極體(D6)接+24V供電電壓並經濾波電容(C19、C20)接地，Out管腳經電感LI後接電壓轉換器(J6)的feedback管腳，0N/0FF管腳和Out管腳之間接二極體(D2 )，再經過並聯電容(C21、C22、C23、C24、C25 )濾波後作為電源電壓(VCC)，電壓轉換器(J6)的0N/0FF管腳和GND管腳直接接地，+5V電源電壓(VCC)進入轉換器(U2)的Vin管腳，Vout管腳輸出3.3V電壓，經濾波電容(C27、C28)後接地，其GND管腳直接接地。
5.根據權利要求3所述的無線一拖一暖氣閥室外控制裝置，其特徵在於:所述的射頻模塊插座(JP2)的I腳和2腳接3.3V電源(VCC)，並經並聯的濾波電容(C6、C9)後接地，其9腳和10腳接電源地。
6.根據權利要求4或5所述的無線一拖一暖氣閥室外控制裝置，其特徵在於:所述的時鐘晶片(Ul)的V2腳接電源(VCC)，並接電容(Cl)後接地，其Vl腳接充電電池，並接電容(C7)後接地，其G腳接電源地，時鐘晶片Xl腳與X2腳之間接晶振(Y2)，Xl腳接電容(C3)後接地，X2腳接電容(C5)後接地。
7.根據權利要求6所述的無線一拖一暖氣閥室外控制裝置，其特徵在於:所述的微處理器(J3)的WORK腳、STAR腳、AUTO腳分別接發光二極體(D6、D4、D3)和限流電阻後接電源(VCC)，用來指示電路的工作狀態；電源(VCC)和地之間串接限流電阻和發光二極體(D5)，用來指示電源的工作狀 態。
【文檔編號】F24D19/10GK103604160SQ201310614671
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】靖衛星, 畢潔航 申請人:濟南明湖建築節能技術開發有限公司