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室内可计数智能节能控制器制作方法

  • 专利名称
    室内可计数智能节能控制器制作方法
  • 发明者
    张芷珩, 杨平, 熊殿敏, 赵命华
  • 公开日
    2011年12月28日
  • 申请日期
    2011年6月3日
  • 优先权日
    2011年6月3日
  • 申请人
    西华大学
  • 文档编号
    G05B19/042GK202093348SQ2011201865
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种室内可计数智能节能控制器,包括,主要由主控制芯片组成的主控制器,主要由光电接近开关和单片机组成的光电接近传感器,其特征是所述主控制器的控制信号输出端顺次级联三极管驱动电路和继电器,继电器的常开触点连接在区域供电回路中;所述光电接近开关为两个,两个光电接近开关的信号输出端分别与所述单片机的信号输入端连接,该单片机的信号输出端顺次级联第一驱动电路以及第一无线编码发射电路; 两个热释电人体感应传感器顺次级联第二驱动电路以及第二无线编码发射电路;第一无线接收解码电路和第二无线接收解码电路的信号输出端分别与主控制器的信号输入端连接2.根据权利要求1所述的室内可计数智能节能控制器,其特征是所述主控制芯片的型号为STC89C52 ;所述光电接近开关的型号为E3F-DS30C4 ;所述单片机的型号为 STC12C2052D ;所述热释电人体感应传感器的型号为RSD-I3.根据权利要求2所述的室内可计数智能节能控制器,其特征是所述第一无线编码发射电路主要由型号为PT2262的编码芯片和型号为BX-R315A的无线发射模块组成;所述第二无线编码发射电路主要由型号为PT2262的编码芯片和型号为BX-R433A的无线发射模块组成;所述第一无线接收解码电路主要由型号为CDR03A-315的无线接收模块和型号为 PT2272的解码芯片组成;第二无线接收解码电路主要由型号为⑶R03A-433的无线接收模块和型号为PT2272的解码芯片组成4.根据权利要求3所述的室内可计数智能节能控制器,其特征是所述第一驱动电路和第二驱动电路均主要由芯片U93D组成;所述两个热释电人体感应传感器的检测球形区域不小于180°5.根据权利要求4所述的室内可计数智能节能控制器,其特征是所述继电器的型号为 HRS2H-S-DC-5V6.根据权利要求5所述的室内可计数智能节能控制器,其特征是还具有液晶显示器; 液晶显示器与所述主控制器的信号输出端连接
  • 技术领域
    本实用新型涉及由单片机组成的节能控制装置,特别是采用光电与热释电效应传感器对区域电源进行自动控制的智能控制器
  • 背景技术
  • 专利摘要
    一种室内可计数智能节能控制器,属对区域电源进行自动控制的智能控制器。两个光电接近传感器顺次级联第一驱动电路和第一无线编码发射电路,两个热释电人体感应传感器顺次级联第二驱动电路和第二无线编码发射电路,第一、第二无线接收解码电路分别与主控制器连接。上述光电接近传感器主要由光电开关和单片机组成。本实用新型具有检测角度宽、检测灵敏度高、省电节能的特点。
  • 实用新型内容
    本实用新型的目的是提供一种准确控制、节能效果好的室内可计数智能节能控制
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:室内可计数智能节能控制器的制作方法随着传感器技术和智能控制技术的发展与不断改进,生活中相关产品几乎随处可见、层出不穷。但是到目前为止,人们所能在市场上买到而又与本课题相关的产品,不是只运用了热释电红外感应传感器的(如热释电红外感应报警器等),就是只用到光电传感器的 (如数码计数器等)。而根据前期的调查,目前也没有出现这种产品的专利,市面上也没有出现基于同种原理设计出来的智能控制器。现有的类似产品只有声控器和红外报警器等,但相比之下它们还是存在许多考虑不周的地方,不能实现精确而更具节能效应的控制功能。
ο本新型的目的是这样实现的一种室内可计数智能节能控制器,包括主要由主控制芯片组成的主控制器,主要由光电接近开关和单片机组成的光电接近传感器,主控制器的控制信号输出端顺次级联三极管驱动电路和继电器,继电器的常开触点连接在区域供电回路中;所述光电接近开关为两个,两个光电接近开关的信号输出端分别与所述单片机的信号输入端连接,该单片机的信号输出端顺次级联第一驱动电路以及第一无线编码发射电路;两个热释电人体感应传感器顺次级联第二驱动电路以及第二无线编码发射电路;第一无线接收解码电路和第二无线接收解码电路的信号输出端分别与主控制器的信号输入端连接。上述主控制芯片的型号为STC89C52 ;光电接近开关的型号为E3F-DS30C4 ;单片机的型号为STC12C2052D ;热释电人体感应传感器的型号为RSD-I。上述第一无线编码发射电路主要由型号为PT2262的编码芯片和型号为BX-R315A 的无线发射模块组成;第二无线编码发射电路主要由型号为PT2262的编码芯片和型号为BX-R433A的无线发射模块组成;第一无线接收解码电路主要由型号为⑶R03A-315的无线接收模块和型号为PT2272的解码芯片组成;第二无线接收解码电路主要由型号为 CDR03A-433的无线接收模块和型号为PT2272的解码芯片组成。上述第一驱动电路和第二驱动电路均主要由芯片U93D组成;两个热释电人体感应传感器的检测球形区域不小于180°。上述继电器的型号为HRS2H-S-DC-5V。还具有液晶显示器;液晶显示器与所述主控制器的信号输出端连接。与现有技术相比,本实用新型具有以下特点和优点[0012]1、智能分辨人员的进出,实现有序计数采用双光电探头设计,根据先后顺序判断进出ο2、室内全范围目标运动状态检测采用两个热释电人体感应传感器实现180度全方位立体检测。3、传感器和控制器间无线通信采用了两个频段的低价无线四路开关信号模块组合,既防止了相互干扰又实现了相互通信。4、双传感器优先级设计本新型采用光电与热释电效应双传感器的室内可计数智能节能控制器,首次采用了光电接近传感器和热释电人体感应传感器于一体的设计理念。 能实现智能计数,智能分辨目标的进出情况,室内全范围目标运动状态检测。该控制器的人机界面良好,功耗低,传感器和主控制器间实现无线通信,双传感器设计更有效节约电能。 其中,具有高优先级的热释电人体感应传感器,如果在长时间内没有采集到人体信号,会自动切断电源;在人流量较小的情况下,采用两个光电接近传感器对进出人员进行有序计数, 当进入和出去人数相等时,热释电人体感应传感器控制模块的等待时间大大缩短。本装置采用高优先级的热释电人体感应传感器与低优先级的光电接近传感器结合,实现更高效的节能功能。主要技术指标最大有序记录人数999人;计数传感器工作距离50cm ;热释电人体感应传感器有效距离IOm ;热释电人体感应传感器感应角度180° ; 传感器安装高度160cm ;工作电压5V。图1是本新型的主控制器部分硬件结构框图。图2是图1的电路图。图3是光电接近传感器及其第一驱动电路(即图中L293驱动芯片)和第一无线编码发射电路(即图中PT2262无线调制发射芯片和信号发射电路)的结构框图。图4是图3的电路图。图5是热释电人体感应传感器及其第二驱动电路(即图中L293驱动芯片)和第二无线编码发射电路(即图中PT2262无线调制发射芯片和信号发射电路)的结构框图。图6是图5的电路图。图7是主控制器通过人体感应信号和光电信号对区域电源进行控制的程序流程图。图1、图2示出,本新型包括主要由主控制芯片组成的主控制器,主要由光电接近开关和单片机组成的光电接近传感器,主控制器的控制信号输出端顺次级联三极管驱动电路和继电器,继电器的常开触点连接在区域供电回路中;[0031]所述光电接近开关为两个,两个光电接近开关的信号输出端分别与所述单片机的信号输入端连接,该单片机的信号输出端顺次级联第一驱动电路以及第一无线编码发射电路;两个热释电人体感应传感器顺次级联第二驱动电路以及第二无线编码发射电路;第一无线接收解码电路和第二无线接收解码电路的信号输出端分别与主控制器的信号输入端连接(参见图3 图6)。还具有液晶显示器;液晶显示器与所述主控制器的信号输出端连接。第一无线编码发射电路主要由型号为PT2262的编码芯片和型号为BX-R315A的无线发射模块组成;第二无线编码发射电路主要由型号为PT2262的编码芯片和型号为BX-R433A的无线发射模块组成;第一无线接收解码电路主要由型号为⑶R03A-315的无线接收模块和型号为PT2272 的解码芯片组成;第二无线接收解码电路主要由型号为CDR03A-433的无线接收模块和型号为PT2272的解码芯片组成。第一驱动电路和第二驱动电路均主要由芯片L293D组成;所述两个热释电人体感应传感器的检测球形区域不小于180°。智能控制器采用具有双探头的光电接近传感器,准确区别进入和出去的人员并计数。通过对比人数是否相等来控制区域内电源的关闭时间。人员计数的原理是采用两个光电探头,人员通过会产生一个信号。通过先后顺序,区分是进入或是出去并记录人数。由于这种方式在人流量大时,会产生较大的误差。因此,设计中增添了全方位的热释电人体感应传感器。该传感器由两个红外热释电人体感应模块组成,每个模块检测的是120°的球形范围,两个感应模块重合的检测球形区域可超过180°,从而构成热释电人体感应传感器。传感器和主控系统采用无线通信方式传输数据,它们之间不需要复杂的连线,且安装位置灵活。采用单片机控制继电器智能控制电源的开关。该智能控制器一共使用了两个传感器模块,二者缺一不可。若只在进出口安放用于进出状态识别的光电接近传感器,对进入和出去该场所的人员进行有序计数而控制电源的开闭,会存在一定的缺陷。因为在人流量小的时候它是有效的,但在人流量大或者有人一直站在门口位置时便不能正常工作了,于是加入对运动人体敏感的热释电人体感应传感器弥补这一缺陷。一个热释电人体感应传感器探头的敏感角度为120度左右,不能满足要求,于是采用两个热释电人体感应传感器探头使其敏感角度交叉一部分而达到180度。将该热释电人体感应传感器置于室内的墙壁上感知室内人员的活动情况,确保有人运动的情况下电源开启,长时间无人的情况下关闭电源(暂定为45分钟,可以调至更短或更长时间),这样便可以达到高效节能环保的目的。除此之外,考虑到方便布置放于不同位置的两个传感器和主控制器,本系统采用无线通信的方式实现信号的采集,从而避免的长距离布线和传感器安装位置受限制等情况。无线信号传输模块采用专用编码芯片PT2262对信号进行编码和发送,每次发送数据都要先给芯片供电,这里采用专用驱动芯片L293D以达到使用要求。传感器分别调试好后,组合在一起又出现通信干扰的问题(因为两个无线模块用了 315M频段),为了避免这种情况,把其中一块改为其他不同频段 (如433M频段),此问题得以有效解决。参见图7,本实用新型工作过程如下在电源接通状态的条件下,当有人正在通过双光电接近传感器进入控制器区域,首先由1号光电接近传感器感知,然后2号光电接近传感器的感知也到。传感器上的控制芯片处理接收到的信息,分辨先后顺序即可知道有人进入控制器区域,接着传输数据给主控制器,主控制器开始计数,并使继电器接通,打开该区域电源,在此同时主控制器设置关闭电源等待时间为45分钟。当有人正在通过双光电接近传感器走出控制器区域,首先由2号光电接近传感器感知,然后1号光电接近传感器的感知也到。传感器上的控制芯片处理接收到的信息,分辨先后顺序即可知道有人走出控制区域,接着传输数据给主控制器,主控制器在计数的同时也开始判断如果和进来的人数相等,设置关闭电源等待时间为8分钟。当在等待关闭电源的时间内两个传感器都没有检测到人员信号时,系统清零并关闭该区域的电源。当在等待时间内若热释电人体感应传感器检测有到人员动作,该模块便通过无线模块把信号传给主控制器,主控制器重新设置关闭电源等待时间为45分钟并使继电器接通而打开该区域电源。如此循环,以等待传感器输入信号。当有人员进出时,两个光电接近传感器探头会先后产生一个脉冲信号,单片机 STC12C2052采集到信号,处理成进出两种情况,并通过无线发射模块编码并发送,无线接收模块接收到信号,通过解码芯片处理成两路脉冲信号,分别对应进出。热释电人体感应传感器检测到有人员活动会产生一个脉冲信号,通过驱动芯片驱动无线发射模块编码并发送,无线接收模块接收到信号,通过解码芯片处理成一路脉冲信号,表示室内有人活动。主控芯片采集到这三路信号处理从而控制继电器达到控制区域用电器的目的。实施例本控制器硬件型号1、名称315M小体积无线发射模块,功能向主板发送数据,无线通信,型号 BX-R315A。2、名称433M小体积无线发射模块,功能向主板发送数据,无线通信,型号 BX-R433A。3、名称315M小体积无线接收模块,功能接收传感器数据,无线通信,型号 CDR03A-315。4、名称433M小体积无线接收模块,功能接收传感器数据,无线通信,型号 CDR03A-433。5、名称光电接近开关,功能感知人或物的接近,型号E3F_DS30C4。6、名称无线编码芯片,功能对要发送的数据进行编码,型号PT2^52。7、名称无线编码芯片,功能对要发送的数据进行编码,型号ΡΤ2^52。8、名称无线解码芯片,功能对要发送的数据进行解码,型号ΡΤ2272。9、名称无线解码芯片,功能对要发送的数据进行解码,型号ΡΤ2272。10、名称发射驱动芯片,功能驱动发射模块发送数据,型号U93D。11、名称传感器控制芯片,功能智能分析两个光电接近传感器探头的信号,判断进出情况并控制无线模块向主机传输数据,型号STC12C2052。12、名称热释电人体感应传感器,功能感知人员活动,当有人在其工作范围内动作时产生信号脉冲,型号RSD-1。13、名称液晶显示器,功能显示人员数量和系统工作状态,型号1602。14、名称继电器,功能控制区域电源,型号HRS2H-S-DC_5V。[0059] 15、名称主控制芯片,功能处理传感器的数据,控制液晶显示和继电器的工作, 型号STC89C52。





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