專利名稱：環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及一種環(huán)保節(jié)能多功能定時控制或提醒裝置，具體地說是一種具有低功耗、多任務(wù)、可擴展、充電和綠色環(huán)保特點的多功能任務(wù)管家。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的產(chǎn)品中，定時類專利很多，有密碼定時器，定時器插座，鋼琴除濕定時器，美容提醒器，廚房提醒器，掉電保護(hù)電子定時器，還有多通道電子定時器，倒計時器等等。但是其功能比較局限，不易于對外擴展，控制外部設(shè)備，不能同時滿足生活、工作、比賽、招聘會、答辯會、教學(xué)等多種場合的應(yīng)用。隨著時代的發(fā)展，綠色環(huán)保日益為人們所青睞，節(jié)能減排是所有產(chǎn)品的發(fā)展方向。同時具有綠色環(huán)保而又功能齊全的智能管家還未出現(xiàn)。所以本實用新型具有著更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景，也具有可觀的開發(fā)空間，是一個很有潛力的智能產(chǎn)品?！?br/>實用新型內(nèi)容本實用新型是針對現(xiàn)有產(chǎn)品存在的不足，提出一種可以實現(xiàn)日歷顯示、電子房客(定時開關(guān)家里的照明裝置)、家用電器定時控制、單次計時提醒、多次計時提醒、單次倒計時提醒、多次倒計時提醒、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲等功能，另外還可以為工業(yè)應(yīng)用以及電子愛好者提供定時控制信號。本實用新型整機采用低功耗器件，程序設(shè)計也采用低功耗方式實現(xiàn)，使得整機很節(jié)能。充電方式采用太陽能充電或USB充電兩種方式，整個充電過程采用微處理器智能監(jiān)控及管理，使得供電模塊既安全又方便。一種環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家，其特征在于其主機系統(tǒng)包括電源模塊、充電模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯不模塊、聲光振提醒模塊、實時時鐘模塊、單片機控制模塊；電源模塊連接到單片機控制模塊，充電模塊既連接到電源模塊又連接到單片機控制模塊；單片機控制模塊還連接到液晶顯示模塊、聲光振提醒模塊、鍵盤輸入模塊以及實時時鐘模塊；單片機控制模塊外殼上裝有液晶屏、鍵盤、指示燈、蜂鳴器、太陽能電池板以及對外擴展接口。充電模塊主電路由可控開關(guān)管SW、電感L、二極管D、輸出電容C、電阻R組成；V+為外電源輸入正極性端，連接至可控開關(guān)管SW的一端，可控開關(guān)管SW的另一端連接至電感L的一端，電感L的另一端連接至二極管D的正極性端，二極管D的負(fù)極性端連接至輸出電容的正極性端，輸出電容的負(fù)極性端連接至電阻R的一端，電阻R的另一端連接至外電源的負(fù)極性端；被充電蓄電池BT的正極性端與輸出電容的正極相連，蓄電池BT的負(fù)極與輸出電容的負(fù)極相連；同時蓄電池的正極又連接至單片機控制模塊CN，外電源的負(fù)極性端連接至單片機控制模塊CN，單片機控制模塊CN的輸出端連接至開關(guān)管SW的控制端。所述的一種環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家，其特征在于還包括驅(qū)動電路模塊以及電器控制模塊，驅(qū)動電路模塊連接到主機系統(tǒng)的對外擴展接口，電器控制模塊連接到驅(qū)動電路豐吳塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是[0008]I.能源方面做到綠色環(huán)保、充電可以用太陽能電池板和USB電源兩種方式對作品內(nèi)蓄電池充電，充電過程采用單片機檢測和控制，分為前期的恒流充電，中期和后期的恒壓控制，充電完畢自動斷開與外電源的連接。2.系統(tǒng)采用多任務(wù)管理機制，系統(tǒng)可以“同時”運行多個任務(wù)，滿足人們在生活、工作、比賽、招聘會、答辯會、教學(xué)等多種場合的需求，實現(xiàn)定時提醒與定時控制外部電器設(shè)備雙重功能。 3.整機做到低功耗。單片機采用16位超低功耗的混合信號處理器MSP430系列低功耗CPU，時鐘芯片采用低功耗實時時鐘集成電路DS1302。同時優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)和其他元器件的選取，優(yōu)化程序控制策略，使整機做到低功耗。4.除了能完成一般定時提醒外，還支持多種時長多次循環(huán)提醒以及相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲；并且可以控制家用電器的定時開啟和關(guān)閉，支持對外擴展功能。5.采用專用的實時時鐘芯片，比用單片機自身的定時器性能要好很多，并且節(jié)省了單片機內(nèi)部的資源，同樣時間內(nèi)單片機可以干更多的事情。6.提醒方式豐富，除了聲光提醒，還有震動提醒功能，滿足靜音場合定時提醒的需要。

圖I本實用新型的實物組成示意圖。圖2本實用新型組成框圖。圖3本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。圖4充電模塊原理圖。
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述
具體實施方式
本實用新型是通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)的一種環(huán)保節(jié)能多功能定時控制或提醒裝置，主要由四部分組成如圖2所示綠色電源部分、核心控制部分、輸入輸出部分以及外圍擴展部分。第一部為綠色電源部分，主要包括太陽能電池、USB供電接口、充電模塊和蓄電池。太陽能充電方式中，由太陽能電池板獲得太陽的光能并將其轉(zhuǎn)換為電能，連接至充電模塊，經(jīng)過PWM斬波電路，由單片機控制模塊控制充電電壓、充電電流的大小，實現(xiàn)對裝置內(nèi)蓄電池的充電，當(dāng)蓄電池電量達(dá)到飽和后，單片機控制關(guān)閉開關(guān)管，充電完成；USB充電模式中，USB電源取代太陽能電池，充電過程中的電壓和電流是由單片機自動檢測并控制，從而可以保證充電效果。第二部分為核心控制部分，主要由單片機和時鐘芯片組成，時鐘芯片為單片機提供精確的時鐘數(shù)據(jù)，單片機根據(jù)用戶設(shè)定的任務(wù)信息進(jìn)行定時提醒，可以滿足生活、工作、比賽、招聘會、答辯會、教學(xué)等多種定時提醒場合的應(yīng)用；單片機還可以發(fā)出控制信號控制外圍管家系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)，例如對市電進(jìn)行定時操作，定時控制家用電器或定時控制工業(yè)上一些電氣設(shè)備。第三部分為輸入輸出部分，包括液晶屏、指示燈、蜂鳴器、振動電機和鍵盤輸入，鍵盤輸入是用戶輸入數(shù)據(jù)的裝置，可以對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定也可以設(shè)定提醒時間及提醒方式等內(nèi)容；液晶屏顯示日歷、時鐘、用戶數(shù)據(jù)以及任務(wù)狀態(tài)信息等內(nèi)容；指示燈和蜂鳴器為聲光提醒器件，振動電機在無需聲光提醒的特殊場合使用，用于任務(wù)提醒。第四部分為外圍擴展部分，通過接線端子對外部提供功能擴展。核心控制部分輸出的開關(guān)量信號，經(jīng)過光電隔離及驅(qū)動電路控制繼電器的開通與關(guān)斷，從而控制外圍接線板中多路開關(guān)的接通與關(guān)斷。定時開通或關(guān)斷照明裝置可以實現(xiàn)電子房客的功能，接線板包括多路控制時序，同時也可以滿足生活中及工業(yè)中其他定時需求。圖3給出了本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，一種環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家，其主機系統(tǒng)包括電源模塊、充電模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯不模塊、聲光振提醒模塊、實時時鐘模塊、單片機控制模塊。其特征在于電源模塊連接到單片機控制模塊，充電模塊既連接到電源模塊又連接到單片機控制模塊；單片機控制模塊還連接到液晶顯示模塊、聲光振提醒模塊、鍵盤輸入模塊以及實時時鐘模塊。其外殼上裝有液晶屏、鍵盤、指示燈、蜂鳴器、太陽能電池板以及對外擴展接口。 電源模塊由蓄電池以及各穩(wěn)壓電路組成，充電模塊由太陽能電池板、USB充電器以及PWM斬波電路等組成如圖4所示充電模塊主電路由可控開關(guān)管SW、電感L、二極管D、輸出電容C、電阻R組成。V+為外電源輸入正極性端，連接至可控開關(guān)管SW的一端，可控開關(guān)管SW的另一端連接至電感L的一端，電感L的另一端連接至二極管D的正極性端，二極管D的負(fù)極性端連接至輸出電容的正極性端，輸出電容的負(fù)極性端連接至電阻R的一端，電阻R的另一端連接至外電源的負(fù)極性端。被充電蓄電池BT的正極性端與輸出電容的正極相連，蓄電池BT的負(fù)極與輸出電容的負(fù)極相連。同時蓄電池的正極又連接至單片機控制模塊CN,外電源的負(fù)極性端連接至單片機控制模塊CN，單片機控制模塊CN的輸出端連接至開關(guān)管SW的控制端。電源模塊和充電模塊組成了環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家的綠色電源部分。鍵盤輸入模塊包括鍵盤以及鍵盤輔助電路，鍵盤輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過鍵盤輔助電路處理后以電平信號的形式送給單片機；液晶顯示模塊可以顯示日歷，時鐘以及任務(wù)信息等內(nèi)容，聲光振提醒模塊由蜂鳴器、指示燈、振動電機以及聲光振驅(qū)動電路組成，單片機輸出的控制信號經(jīng)過聲光振驅(qū)動電路后就可以驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音、點亮指示燈以及使振動電機轉(zhuǎn)動，從而起到提醒的功能；鍵盤輸入模塊、液晶顯示模塊和聲光振提醒模塊組成了環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家的輸入輸出部分。實時時鐘模塊包括低功耗實時時鐘集成電路DS1302以及相應(yīng)輔助電路，其為單片機提供精確的時鐘信號，用于定時控制以及提供日歷和時鐘信息；單片機控制模塊由16位超低功耗的混合信號處理器MSP430以及相應(yīng)的輔助電路組成，實時時鐘模塊和單片機控制模塊組成了環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家的核心控制部分。綠色電源部分、輸入輸出部分和核心控制部分就組成了環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家的主機系統(tǒng)。管家系統(tǒng)包括驅(qū)動電路模塊以及電器控制模塊，驅(qū)動電路模塊連接到主機系統(tǒng)的對外擴展接口，電器控制模塊連接到驅(qū)動電路模塊。電器驅(qū)動電路模塊包括光耦隔離、電平轉(zhuǎn)換以及由達(dá)林頓結(jié)構(gòu)組成的驅(qū)動電路，它將單片機輸出的電平信號經(jīng)過隔離和放大，輸出驅(qū)動能力較強的電平信號。電器控制模塊由一組繼電器組成，其輸入端連接電器驅(qū)動電路模塊的輸出端，繼電器的輸出端控制市電的開通或關(guān)斷，或者對外提供其他擴展功能。單片機是整個系統(tǒng)的控制中心，在綠色電源部分，它根據(jù)蓄電池的電壓大小控制斬波電路中可控開關(guān)管SW的占空比大小，就可以調(diào)節(jié)充電的電壓、電流大小，從而根據(jù)事先設(shè)定好的程序?qū)崿F(xiàn)對蓄電池前期的恒流充電，中期和后期的恒壓充電控制，充電完畢自動關(guān)閉開關(guān)管，停止充電過程。在核心控制部分和輸入輸出部分，單片機分析鍵盤輸入模塊 輸入的任務(wù)信息，提取實時時鐘的精確時鐘信號，根據(jù)任務(wù)要求按時序控制蜂鳴器發(fā)出聲音或點亮指示燈以及使振動電機轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)定時提醒功能。除了完成定時提醒功能，單片機的控制信號可以通過數(shù)據(jù)線連接到管家系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對家用電器以及工業(yè)電器的定時控制功能。
權(quán)利要求1.一種環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家，其特征在于其主機系統(tǒng)包括電源模塊、充電模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯不模塊、聲光振提醒模塊、實時時鐘模塊、單片機控制模塊；電源模塊連接到單片機控制模塊，充電模塊既連接到電源模塊又連接到單片機控制模塊；單片機控制模塊還連接到液晶顯示模塊、聲光振提醒模塊、鍵盤輸入模塊以及實時時鐘模塊；單片機控制模塊外殼上裝有液晶屏、鍵盤、指示燈、蜂鳴器、太陽能電池板以及對外擴展接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家，其特征在于充電模塊主電路由可控開關(guān)管SW、電感L、二極管D、輸出電容C、電阻R組成；V+為外電源輸入正極性端，連接至可控開關(guān)管SW的一端，可控開關(guān)管SW的另一端連接至電感L的一端，電感L的另一端連接至二極管D的正極性端，二極管D的負(fù)極性端連接至輸出電容的正極性端，輸出電容的負(fù)極性端連接至電阻R的一端，電阻R的另一端連接至外電源的負(fù)極性端；被充電蓄電池BT的正極性端與輸出電容的正極相連,蓄電池BT的負(fù)極與輸出電容的負(fù)極相連；同時蓄電池的正極又連接至單片機控制模塊CN，外電源的負(fù)極性端連接至單片機控制模塊CN，單片機控制模塊CN的輸出端連接至開關(guān)管SW的控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家，其特征在于還包括驅(qū)動電路模塊以及電器控制模塊，驅(qū)動電路模塊連接到主機系統(tǒng)的對外擴展接口，電器控制模塊連接到驅(qū)動電路模塊。
專利摘要一種環(huán)保節(jié)能多功能任務(wù)管家，其主機系統(tǒng)包括電源模塊、充電模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯示模塊、聲光振提醒模塊、實時時鐘模塊、單片機控制模塊?？梢詽M足生活、工作、比賽、招聘會、答辯會、教學(xué)等多種定時提醒場合的應(yīng)用。管家系統(tǒng)還包括驅(qū)動電路模塊以及電器控制模塊，驅(qū)動電路模塊連接到主機系統(tǒng)的對外擴展接口，電器控制模塊連接到驅(qū)動電路模塊。管家系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與主機系統(tǒng)電氣隔離，能夠提供至少8路控制單元。該管家系統(tǒng)裝有220V標(biāo)準(zhǔn)插座，可以直接連接家用電器，實現(xiàn)對家用電器的定時開通或關(guān)斷控制。
文檔編號G05B19/418GK202494902SQ20122001626
公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者于洋, 劉松, 王海亮, 陳樹君 申請人:北京工業(yè)大學(xué)