專利名稱：室內溫度控制終端及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動控制及電子技術領域，特別涉及一種室內溫度控制終端及系統(tǒng)。
背景技術：
傳感技術、電子技術和通信技術的巨大發(fā)展，改變了人們的工作和交流方式，但在人們的日常生活和家居環(huán)境方面，卻很少得到應用。與此同時，各種信息家電的出現(xiàn)，使得品種日益增多，反而分散了人們的控制范圍，這種分散控制給人們帶來不便。這樣，作為社會組成基本單元之一的家庭，幾乎成為信息時代的孤島。隨著人們日益關注家居環(huán)境，人們開始考慮在家居環(huán)境中，組建一個信息網絡，將各種信息家電和通信產品等結合在一起，組成一個有機成體，進而實現(xiàn)對家居環(huán)境進行集中管理或遠程控制，并且能實現(xiàn)信息的交流，實時地為人們提供當前家居環(huán)境的各類信息。
目前，在技術上，家居環(huán)境的集中管理和遠程監(jiān)控主要是以一個中央處理計算機接收來自相關電子電器產品的信息后，再以既定的程序發(fā)送適當?shù)男畔⒔o其他電子電器產品或用戶終端，從而達到信息傳遞和控制傳遞的目的。目前家居環(huán)境的遠程監(jiān)控技術的缺陷主要表現(xiàn)在(I)對家庭的計算機、家庭局域網和Internet建設情況依賴性高，系統(tǒng)實現(xiàn)方案復雜，實施成本高，對絕大多數(shù)家庭來說，是不可能實現(xiàn)的；(2)無統(tǒng)一的實施標準，難以推廣應用；(3)無單獨針對家居溫度調節(jié)和控制的低成本實現(xiàn)方案。

發(fā)明內容
(一 )要解決的技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是如何低成本的實現(xiàn)對室內溫度的遠程控制。(二)技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種室內溫度控制終端，包括主控模塊；溫度采集模塊，連接所述主控模塊，用于實時采集室內溫度，并將所述室內溫度傳輸至主控模塊；傳輸模塊，連接所述主控模塊，用于在所述主控模塊的控制下將當前室內溫度或超出預設溫度范圍的異常信息傳輸至移動終端，并接收所述移動終端發(fā)送的溫度控制指令，并將所述溫度控制指令傳輸至所述主控模塊；空調遙控模塊，連接所述主控模塊，用于在所述主控模塊的控制下根據(jù)所述溫度控制指令對室內溫度進行控制；時間模塊，連接所述主控模塊，用于為主控模塊提供精確時鐘和溫度采集定時時間；電源模塊，連接所述主控模塊，用于為上述各模塊供電。
其中，所述溫度采集模塊包括溫度信號采集模塊，用于感應當前室內溫度，并將溫度值轉換為電壓值；模數(shù)轉換模塊，用于將所述電壓值轉換成數(shù)字量，并將所述數(shù)字量傳輸至所述主控豐吳塊。其中，所述溫度信號采集模塊包括基準電阻和若干熱敏電阻并聯(lián)成的電阻陣列、第一多路模擬開關及第二多路模擬開 關，所述第一多路模擬開關和第二多路模擬開關各自的多路選通端均相應連接所述電阻陣列中各電阻的一端，所述第一多路模擬開關還連接所述模數(shù)轉換模塊的恒流源輸出端，所述第二多路模擬開關還連接所述模數(shù)轉換模塊的模擬量輸入正極端，所述電阻陣列中各電阻的另一端連接所述模數(shù)轉換模塊的模擬量輸入負極端。其中，所述電阻陣列中各電阻的另一端還通過分壓電阻接地。其中，所述傳輸模塊包括GPRS、GSM、WIFI和3G模塊中的一種或幾種。其中，所述主控模塊包括中斷采集模塊，用于偵聽到采集類型中斷時控制所述溫度采集模塊采集室內溫度；中斷傳輸模塊，用于偵聽到傳輸類型中斷時控制所述傳輸模塊傳輸室內溫度、超出預設溫度范圍的異常信息或接收溫度控制指令；指令映射模塊，用于根據(jù)接收到的溫度控制指令查詢主控模塊中存儲的溫度控制指令和空調實際操作指令的映射表，從而將接收到的溫度控制指令轉換成空調實際操作指令，并將該實際操作指令發(fā)送給空調遙控模塊。其中，所述主控模塊為ATmegal6L單片機。本發(fā)明還提供了一種室內溫度控制系統(tǒng)，包括移動終端及上述任一項所述的室內溫度控制終端，所述移動終端通過所述傳輸模塊連接所述室內溫度控制終端，用于接收當前室內溫度或超出預設溫度范圍的異常信息，并發(fā)送溫度控制指令。其中，所述移動終端包括手機、平板電腦或筆記本電腦。(三)有益效果本發(fā)明的室內溫度控制終端主要利用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)家居溫度的定時檢測、實時分析、數(shù)據(jù)發(fā)送、遠程監(jiān)控，實現(xiàn)了家居溫度的遠程智能控制。本發(fā)明設計的溫度調節(jié)終端成本低、功耗低、實現(xiàn)技術簡單。利用本發(fā)明的思想，可進一步實現(xiàn)家居安全、濕度、煙霧等環(huán)境的遠程監(jiān)控，可為中國實現(xiàn)智能家居提供技術參考。


圖I是本發(fā)明實施例的室內溫度控制終端結構示意圖；圖2是圖I中溫度采集模塊的具體結構圖；圖3是圖I中主控模塊的主工作流程圖；圖4是主控模塊的中斷采集模塊工作流程圖；圖5是主控模塊的中斷傳輸模塊工作流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖I所示，本實施例的室內溫度控制終端包括電源模塊、主控模塊、溫度采集模塊、模數(shù)轉換模塊、傳輸模塊。電源模塊、溫度采集模塊、模數(shù)轉換模塊和傳輸模塊均連接主控模塊。溫度采集模塊實時采集室內溫度，將采集的溫度發(fā)送至主控模塊。本實施例的溫度采集模塊如圖2所示，包括溫度信號采集模塊和模數(shù)轉換模塊。模數(shù)轉換(ADC)模塊內部集成了恒流源、軌到軌輸入數(shù)據(jù)緩沖器、PGA(programmable gainamplifier)、24位E - A A/D轉換器和SPI接口控制器等。溫度信號采集模塊是通過安裝熱敏電阻陣列實現(xiàn)的，圖中示出了 36個熱敏電阻和一個標準電阻組成的電阻陣列，最多可采集36個監(jiān)控點的溫度。首先，ADC芯片為電阻 陣列提供一個穩(wěn)定的200uA的恒流源，該電流由主控模塊控制第一多路模擬開關按順序選擇流經標準電阻和各路熱敏電阻，經分壓電阻接地。熱敏電阻高電勢一端經第二多路模擬開關按預先設定的采樣規(guī)則由主控模塊控制選通并輸入到ADC的模擬量輸入正極AIN+端；低電勢一端，也是公共端，接到ADC的模擬量輸入負極AIN-端。該電壓信號經ADC內部的緩沖和PGA差分放大，再通過24位E -AA/D轉換成數(shù)字量，通過SPI接口輸入到主控模塊中進行數(shù)據(jù)處理得到熱敏電阻數(shù)字量Nt。和熱敏電阻并聯(lián)有一路基準電阻，每次采集一路熱敏電阻，同時采集基準電阻兩端的電壓。該基準電阻同樣由第一多路模擬開關來選通，得到的基準電壓信號經第二多路模擬開關送入ADC，經主控模塊數(shù)據(jù)處理得到基準電阻數(shù)字量Njz。其中，恒流源為I，則Rt (熱敏電阻)和Rjz (基準電阻)的端電壓分別為IXRt、IXRjz。Vt = IXRtXA = NtXKVjz = IXRjzXA = NjzXKK為基準電流數(shù)字量。主控模塊根據(jù)Nt和Njz，上面兩式求比例即可得到熱敏電阻Rt(t = 1，2，...)的阻值，根據(jù)公式Rt = RXeBxam_lA2)，可計算出待求溫度Tl的值。公式中Rt是熱敏電阻在待求溫度Tl的阻值；R是熱敏電阻在T2常溫下的標稱阻值；B值是熱敏電阻轉換系數(shù)，B =3950 ;這里Tl和T2指的是K度即開爾文溫度，K度=273. 15 (絕對溫度)+攝氏度。并且由于溫度采集模塊采用了與基準電阻求比例得到被測電阻的方法，整個計算處理過程與恒流源的值無關，所以對恒流源的準確性的要求并不是很高，只要求它具有較好的穩(wěn)定性，這樣能保證精度。圖2中采用兩組多路模擬開關來實現(xiàn)信號的獲取，兩組多路模擬開關共用一套地址線。第一多路模擬開關選通要采集的熱敏電阻，形成一條恒流源采集回路；同時與第一多路模擬開關共用相同地址的第二多路模擬開關將熱敏電阻的電壓信號引入了 ADC。由于ADC內部的差分放大器的輸入阻抗可視為無窮大，第二多路模擬開關的導通內阻就可以完全忽略了。由于采集回路采用恒流源，所以第一多路模擬開關導通內阻對熱敏電阻兩端電壓完全沒有影響，而電壓信號直接由熱敏電阻兩端引出，這樣就完全避免了多路模擬開關導通內阻對熱敏電阻阻值的影響。傳輸模塊包括GPRS、GSM、WIFI和3G模塊中的一種或幾種，用于在主控模塊的控制下將當前室內溫度或溫度異常信息(超出預設的正常溫度范圍的溫度)傳輸至移動終端，并將接收到的移動終端發(fā)送的溫度控制指令傳輸至主控模塊。移動終端包括手機、pad等。在傳輸時可以通過移動或聯(lián)通公司的GPRS或3G等網絡將家居溫度采集數(shù)據(jù)以短消息的方式發(fā)送到遠程用戶的手機上，遠程用戶接到家居溫度信息后，可回復該短信進行控制，如開啟空調設備?？照{遙控模塊主要由形成遙控信號的微處理器芯片、晶體振蕩器、放大晶體管、紅外發(fā)光二極管以及鍵盤矩陣組成。主控模塊接收遠程用戶發(fā)來的短信指令信號，并將短信指令信號轉換為相應的空調開啟和溫度設置的指令信號，送入空調遙控模塊的微處理芯片，輸出到編碼器，經過調制器調制在載波信號上，形成包含有功能信息的高頻脈沖串，經過晶體管BG放大，推動紅外線發(fā)光二極管發(fā)射出脈沖調制信號，對空調進行遙控。本實施例的室內溫度控制終端還包括，與主控模塊連接的時間模塊，用于為主控模塊提供精確時鐘和溫度采集定時時間。

主控模塊采用ATmegal6L單片機，主要用于控制各個模塊，圖3是主控模塊工作流程圖，上電復位后，ATmegal6L單片機中的主控微處理器首先進行系統(tǒng)的初始化配置，確定各端口的功能，打開串口中斷和外部中斷，系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)。當偵聽到中斷時，系統(tǒng)則進入相應的中斷服務程序。中斷處理完成后，繼續(xù)休眠，以降低功耗。主控模塊包括中斷采集模塊、中斷傳輸模塊和指令映射模塊。中斷采集模塊用于偵聽到采集類型中斷時控制溫度采集模塊采集室內溫度。在控制溫度采集模塊采集溫度控制信號時主要通過定時控制ADC芯片、兩個多路選擇器和電阻陣列來實現(xiàn)溫度信號的采集。中斷傳輸模塊，用于偵聽到傳輸類型中斷時控制所述傳輸模塊傳輸室內溫度、溫度異常信息或接收溫度控制指令。指令映射模塊根據(jù)接收到的短信指令信號查詢主控模塊中存儲的短信指令信號和空調實際操作指令的映射表，從而將接收到的短信指令信號轉換成空調實際操作指令，并將該實際操作指令發(fā)送給空調遙控模塊，短信指令信號包括打開/關閉空調、設置溫度等指令信號。圖4是中斷采集模塊工作流程，如果設定的采樣時間到，系統(tǒng)進入采樣定時中斷服務程序中，采樣定時中斷服務程序中完成對熱敏電阻阻值參數(shù)的采集和處理，并將本次采集所有通道的阻值連同時間信息記錄到存儲器中，并啟動信息分析和發(fā)送程序，完成后返回主程序，等待下一次采樣時刻的到來。圖5是中斷傳輸模塊工作流程，首先判斷采集的溫度值是否超出范圍，如是則啟動報警處理流程，如不是，則啟動正常的信息發(fā)送流程。電源模塊用于為上述各模塊供電。由于監(jiān)控終端在室內使用，因此監(jiān)控終端由市電轉直流5V的穩(wěn)壓電源模塊進行供電。監(jiān)控終端內部各種芯片的供電電壓各不相同，有5V、3. 3V和2. 8V等，因此在監(jiān)控終端內部，設計了電源管理模塊，含穩(wěn)壓電源模塊和電源管理接口，穩(wěn)壓電源模塊負責為各芯片提供恒定的供電電壓，保護內部元器件免受電壓波動的影響；主控模塊通過電源管理接口實現(xiàn)電源智能管理。為了降低系統(tǒng)功耗，在各模塊主要芯片的選型上我們主要考慮了低功耗且有電源開關的芯片電源穩(wěn)壓、數(shù)據(jù)通信模塊都是帶有電源開關的芯片；存儲器、AD轉換芯片和多路模擬開關當沒有片選信號時靜態(tài)功耗極低。另外，為了進一步降低功耗，為自動采集設備設計了兩種狀態(tài)工作狀態(tài)和休眠狀態(tài)。在工作狀態(tài)完成設定的采集工作；休眠狀態(tài)下系統(tǒng)偵聽中斷信號并計時等待采集時刻的到來，同時將系統(tǒng)功耗降到最低。采集定時由時間系統(tǒng)的中斷信號產生，主控模塊收到中斷信號后，進入采集程序，采集家居圖像和溫度數(shù)據(jù)，并保存采集數(shù)據(jù)，采集完畢后系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)，該狀態(tài)下，關閉ADC、模擬開關、存儲器的供電，同時關掉數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，保留其接收模塊，并可以產生接收中斷信號；關掉主控模塊大部分功能模塊，只偵聽外部中斷和數(shù)據(jù)接收中斷，時間系統(tǒng)正常工作，為系統(tǒng)計時和產生定時中斷信號。等下次采集時刻到來時，時間系統(tǒng)給主控模塊提供一個外部中斷信號，收到中斷后，主控模塊首先自喚醒，然后打開所有外設的供電開關，系統(tǒng)進入工作狀態(tài)。本發(fā)明還提供了一種室內溫度控制系統(tǒng)，包括移動終端及上述的室內溫度控制終端，移動終端通過傳輸模塊連接室內溫度控制終端，用于接收當前室內溫度或超出預設溫 度范圍的異常信息，并發(fā)送溫度控制指令。其中，所述移動終端包括手機、平板電腦或筆記本電腦。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種室內溫度控制終端，其特征在于，包括 主控模塊； 溫度采集模塊，連接所述主控模塊，用于實時采集室內溫度，并將所述室內溫度傳輸至主控模塊； 傳輸模塊，連接所述主控模塊，用于在所述主控模塊的控制下將當前室內溫度或超出預設溫度范圍的異常信息傳輸至移動終端，并接收所述移動終端發(fā)送的溫度控制指令，并將所述溫度控制指令傳輸至所述主控模塊； 空調遙控模塊，連接所述主控模塊，用于在所述主控模塊的控制下根據(jù)所述溫度控制指令對室內溫度進行控制； 時間模塊，連接所述主控模塊，用于為主控模塊提供精確時鐘和溫度采集定時時間； 電源模塊，連接所述主控模塊，用于為上述各模塊供電。
2.如權利要求I所述的室內溫度控制終端，其特征在于，所述溫度采集模塊包括 溫度信號采集模塊，用于感應當前室內溫度，并將溫度值轉換為電壓值； 模數(shù)轉換模塊，用于將所述電壓值轉換成數(shù)字量，并將所述數(shù)字量傳輸至所述主控模塊。
3.如權利要求2所述的室內溫度控制終端，其特征在于，所述溫度信號采集模塊包括基準電阻和若干熱敏電阻并聯(lián)成的電阻陣列、第一多路模擬開關及第二多路模擬開關，所述第一多路模擬開關和第二多路模擬開關各自的多路選通端均相應連接所述電阻陣列中各電阻的一端，所述第一多路模擬開關還連接所述模數(shù)轉換模塊的恒流源輸出端，所述第二多路模擬開關還連接所述模數(shù)轉換模塊的模擬量輸入正極端，所述電阻陣列中各電阻的另一端連接所述模數(shù)轉換模塊的模擬量輸入負極端。
4.如權利要求3所述的室內溫度控制終端，其特征在于，所述電阻陣列中各電阻的另一端還通過分壓電阻接地。
5.如權利要求I所述的室內溫度控制終端，其特征在于，所述傳輸模塊包括GPRS、GSM、WIFI和3G模塊中的一種或幾種。
6.如權利要求I 5中任一項所述的室內溫度控制終端，其特征在于，所述主控模塊包括 中斷采集模塊，用于偵聽到采集類型中斷時控制所述溫度采集模塊采集室內溫度；中斷傳輸模塊，用于偵聽到傳輸類型中斷時控制所述傳輸模塊傳輸室內溫度、超出預設溫度范圍的異常信息或接收溫度控制指令； 指令映射模塊，用于根據(jù)接收到的溫度控制指令查詢主控模塊中存儲的溫度控制指令和空調實際操作指令的映射表，從而將接收到的溫度控制指令轉換成空調實際操作指令，并將該實際操作指令發(fā)送給空調遙控模塊。
7.如權利要求6所述的室內溫度控制終端，其特征在于，所述主控模塊為ATmegal6L單片機。
8.—種室內溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括移動終端及上述權利要求I 7中任一項所述的室內溫度控制終端，所述移動終端通過所述傳輸模塊連接所述室內溫度控制終端，用于接收當前室內溫度或超出預設溫度范圍的異常信息，并發(fā)送溫度控制指令。
9.如權利要求8所述的室內溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述移動終端包括手機、平板電腦或筆記本電腦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種室內溫度控制終端，涉及自動控制及電子技術領域，包括主控模塊；溫度采集模塊，連接主控模塊，用于實時采集室內溫度，并將室內溫度傳輸至主控模塊；傳輸模塊，連接主控模塊，用于在主控模塊的控制下將當前室內溫度或超出預設溫度范圍的異常信息傳輸至移動終端，并接收移動終端發(fā)送的溫度控制指令，并將溫度控制指令傳輸至主控模塊；空調遙控模塊，連接主控模塊，用于在主控模塊的控制下根據(jù)溫度控制指令對室內溫度進行控制；時間模塊，連接主控模塊，用于為主控模塊提供精確時鐘和溫度采集定時時間；電源模塊，連接主控模塊，用于為上述各模塊供電。本發(fā)明低成本地實現(xiàn)了對室內溫度的遠程移動控制。
文檔編號G05D23/24GK102749945SQ20121019310
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權日2012年6月12日
發(fā)明者王博思 申請人:王博思