- 物聯(lián)網(wǎng)百科
- 產(chǎn)品百科
- 元器件百科
- 方案百科
本開發(fā)方案涉及一種能遠(yuǎn)程控制的開關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步、時(shí)代的發(fā)展，各種電能設(shè)備不斷被創(chuàng)新和應(yīng)用，特別是城市發(fā)展進(jìn)程的加快，城市規(guī)模不斷加大，各種公園、景區(qū)以及道路的擴(kuò)大建設(shè)，隨之而來，各種路燈、交通燈等電能設(shè)備被大量布置。在方便和快捷的同時(shí)，大量的電能設(shè)備的應(yīng)用，帶來了很大的管理不便，每年因?yàn)闊o法有效的對(duì)電能設(shè)備有效的管理和控制，導(dǎo)致大量的電能浪費(fèi)。同時(shí)因?yàn)殡娔茉O(shè)備的的老化，而引發(fā)火災(zāi)，大范圍停電的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，由于無法獲取準(zhǔn)備的老化設(shè)備情況，從而給設(shè)備維護(hù)人員帶來了極大的不便和困擾。
近年來，由于互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，一批智能路燈控制產(chǎn)品、城市照明智能管控系統(tǒng)隨之涌現(xiàn)。國內(nèi)主流路燈控制產(chǎn)品多以單純的控制為主，且控制距離較短。無法對(duì)路燈等電能設(shè)備的相關(guān)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而無法及時(shí)的處理和維護(hù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能遠(yuǎn)程開關(guān)，可以對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警，同時(shí)可以支持周期性上報(bào)和觸發(fā)式告警。為此，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
智能遠(yuǎn)程開關(guān)，其特征在于它包括主芯片、射頻通信模塊、繼電器、溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路、LED指示燈模塊、電源模塊;
射頻通信模塊、繼電器、溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路、LED指示燈模塊分別和主芯片相連。
在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案或?qū)@些進(jìn)一步的技術(shù)方案組合使用：
所述智能遠(yuǎn)程開關(guān)還設(shè)置有芯片內(nèi)部測(cè)試接口，所述芯片內(nèi)部測(cè)試接口和主芯片相連。
所述射頻通信模塊與主芯片之間通過DIO0_SX、DIO1_SX、DIO2_SX、DIO3_SX、DIO4_SX、DIO5_SX、CTRL1接口相連。
所述繼電器的控制輸入端口通過三極管Q1、Q2與主芯片的CPIO1_CRL端口相連，繼電器由由12V直流電源進(jìn)行供電，所述繼電器具有一臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備的電氣連接位，由主芯片控制繼電器開關(guān)S1的通斷，以給用電設(shè)備供電。
所述溫濕度傳感器通過AD_CH0端口與主芯片U1相連，可以感知智能開關(guān)設(shè)備周圍環(huán)境的溫度、濕度，并把溫濕度參數(shù)傳送給主芯片。
所述交流互感器采樣電路，通過AD_CH1端口與主芯片相連，交流互感器采樣電路可以監(jiān)測(cè)繼電器觸點(diǎn)到用電設(shè)備之間的電路的電流、短路、斷路、過載狀態(tài)。
所述電源模塊由外接電源電路、濾波整流降壓模塊、充電電池、充電電池充電電路、電壓轉(zhuǎn)換模塊、5V電壓采樣電路組成;外接電源電路分為兩路，一路接向?yàn)V波整流降壓模塊，通過濾波整流降壓模塊，逐步變?yōu)?2V的直流電源和5V的直流電源兩路，12V直流電源給繼電器供電，5V直流電源給充電電池充電電路、LED指示燈模塊中的紅燈供電，通過充電電池充電電路給充電電池充電，充電電池和5V直流電源與電壓轉(zhuǎn)化模塊連接把4.2V、5V電源轉(zhuǎn)換為3.3V給主芯片、溫濕度傳感器供電，充電電池與電壓轉(zhuǎn)化模塊之間設(shè)置開開關(guān)K;
外接電源的另外一路，通過繼電器接到用電設(shè)備上，由繼電器的開關(guān)S1控制是否給用電設(shè)備供電。
所述主芯片通過端口AD_CH2連接的5V電壓采樣電路判斷是否有外部電源介入，當(dāng)沒有外部電源接入時(shí)，把開關(guān)SWITCH接通，由充電電池通過M_VCC接口接入電壓轉(zhuǎn)換模塊，然后對(duì)各模塊進(jìn)行供電。
所述射頻通信模塊為L(zhǎng)ora通信模塊。
本實(shí)用新型以互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過多種傳感器，比如：溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路和遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)，比如，Lora通信技術(shù)，構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)各種用電設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警，同時(shí)可以支持周期性上報(bào)和觸發(fā)式告警方式，可以上報(bào)至服務(wù)器平臺(tái)及設(shè)備維護(hù)人員的電腦、手機(jī)等終端，也可以通過終端對(duì)用電終端的電源是否接通進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)任意個(gè)電能設(shè)備進(jìn)行綁定，實(shí)現(xiàn)制定區(qū)域或路段的電能設(shè)備統(tǒng)一控制。本實(shí)用新型還具有.多種用電設(shè)備狀態(tài)信息(用電線路斷路、短路，設(shè)備損壞，設(shè)備工作電流，當(dāng)前環(huán)境溫濕度等)監(jiān)測(cè)能力。本實(shí)用新型支持后備電池供電，當(dāng)產(chǎn)品主電源斷電后，后備電池可持續(xù)為產(chǎn)品提供供電24小時(shí)。
具體實(shí)施方式
參照附圖。本實(shí)用新型所提供的智能遠(yuǎn)程開關(guān)包括主芯片U1、射頻通信模塊、繼電器、溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路、LED指示燈模塊、電源模塊，
射頻通信模塊、繼電器、溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路、LED指示燈模塊分別和主芯片U1相連。
主芯片U1用來感知溫濕度傳感器、交流互感器采樣電路采集到的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)控制繼電器開關(guān)S1的通斷，從而控制是否給用電設(shè)備供電，還控制LED指示燈模塊和射頻通信模塊向外發(fā)送周期性報(bào)告和觸發(fā)式報(bào)警。
所述射頻通信模塊可采用Lora通信模塊，主要用來對(duì)相關(guān)的傳感信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的無線傳輸。
射頻通信模塊與主芯片U1之間通過DIO0_SX、DIO1_SX、DIO2_SX、DIO3_SX、DIO4_SX、DIO5_SX、CTRL1接口相連，射頻通信模塊把主芯片U1監(jiān)測(cè)到的狀態(tài)參數(shù)通過天線無線發(fā)送給外部的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再通過無線或有線的方式發(fā)送給服務(wù)器上的軟件平臺(tái)，然后通過無線或有線的方式發(fā)送到終端，比如，電腦、手機(jī)等，同時(shí)，可通過終端把指令發(fā)送到服務(wù)器的軟件平臺(tái)，服務(wù)器的軟件平臺(tái)再發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再發(fā)送到射頻通信模塊的天線上，主芯片U1根據(jù)射頻通信模塊接收到的指令控制相關(guān)模塊進(jìn)行動(dòng)作，比如，控制繼電器的通斷，從而控制是否給用電設(shè)備進(jìn)行供電。
交流控制繼電器用來控制電能設(shè)備(路燈、攝像頭等)的電源通斷。繼電器的端口GETIN通過三極管Q1、Q2與主芯片U1的CPIO1_CRL端口相連，繼電器的工作電壓是12V，由12V直流電源進(jìn)行供電，由主芯片U1控制開關(guān)S1的通斷，開關(guān)S1與觸點(diǎn)接通，給用電設(shè)備供電，開關(guān)S1與觸點(diǎn)斷開，不給用電設(shè)備供電，這里的用電設(shè)備，可以是一臺(tái)，也可以是幾臺(tái)，只要不超過額定功率就可以，所述繼電器具有一臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備的電氣連接位。
溫濕度傳感器主要用來監(jiān)測(cè)設(shè)備當(dāng)前環(huán)境的溫度、濕度參數(shù)。溫濕度傳感器通過AD_CH0端口與主芯片U1相連，可以感知智能開關(guān)設(shè)備周圍環(huán)境的溫度、濕度，并把溫濕度參數(shù)傳送給主芯片，主芯片U1可以通過射頻通信模塊向終端發(fā)送周期性報(bào)告，當(dāng)溫度、濕度參數(shù)超過預(yù)定的閥值時(shí)，比如，智能開關(guān)周圍或本身發(fā)生火災(zāi)、水災(zāi)時(shí)，主芯片U1可以通過射頻通信模塊向外發(fā)送觸發(fā)式報(bào)警信號(hào)到終端，提醒終端用戶及時(shí)處理發(fā)生的情況。
交流互感器采樣電路通過AD_CH1端口與主芯片U1相連，交流互感器采樣電路可以監(jiān)測(cè)繼電器觸點(diǎn)到用電設(shè)備之間的線路的電流、短路、斷路、過載等狀態(tài)，主芯片U1可以通過射頻通信模塊向終端發(fā)送周期性報(bào)告，當(dāng)超過預(yù)定的閥值時(shí)，主芯片U1可以通過射頻通信模塊向外發(fā)送觸發(fā)式報(bào)警信號(hào)到終端，提醒終端用戶及時(shí)處理發(fā)生的情況;
LED指示燈模塊包括紅燈D1、黃燈D2、綠燈D3，紅燈D1是外部電源指示燈，紅燈亮，表示外部電源接入，紅燈滅，表示沒有外部電源接入，黃燈D2是用電設(shè)備供電指示燈，如果繼電器給用電設(shè)備供電，黃燈亮，如果繼電器沒有給用電設(shè)備供電，黃燈滅，綠燈D3是系統(tǒng)指示燈，如果系統(tǒng)正常工作，綠燈以1HZ頻率進(jìn)行一閃一滅，如果系統(tǒng)不正常工作，綠燈會(huì)長(zhǎng)亮或長(zhǎng)滅。
電源模塊由外接電源、濾波整流降壓模塊、充電電池、充電電池充電電路、電壓轉(zhuǎn)換模塊、5V電壓采樣電路組成;
外接電源分為兩路，一路接向?yàn)V波整流降壓模塊，通過濾波整流降壓模塊逐步變?yōu)?2V的直流電源和5V的直流電源兩路，12V直流電源給繼電器供電，5V直流電源給充電電池充電電路、LED指示燈中的紅燈D1供電，通過充電電池充電電路給充電電池(4.2V鋰電池)充電，同時(shí)，4.2V鋰電池和5V直流電源通過電壓轉(zhuǎn)化模塊把4.2V、5V電源轉(zhuǎn)換為3.3V，給主芯片、溫濕度傳感器等供電，充電電池和電壓轉(zhuǎn)化模塊之間設(shè)置開關(guān)K，控制鋰電池是否供電。
220V外接電源的另外一路，通過繼電器接到用電設(shè)備上，由繼電器的開關(guān)S1控制是否給用電設(shè)備供電。
主芯片U1通過端口AD_CH2連接的5V電壓采樣電路判斷是否有外部電源介入，如果端口AD_CH2可以檢測(cè)到2.5V的電壓信號(hào)，那就表示有外部電源接入，主芯片U1控制紅燈D1常亮;如果端口AD_CH2檢測(cè)不到2.5V的電壓信號(hào)，那就表示沒有外部電源接入，主芯片U1控制紅燈D1常滅。
當(dāng)沒有外部電源接入時(shí)，可把開關(guān)SWITCH接通，由4.2V鋰電池通過M_VCC接口接入電壓轉(zhuǎn)換模塊，然后對(duì)各模塊進(jìn)行供電。
所述智能遠(yuǎn)程開關(guān)還設(shè)置有JTAG口，所述JTAG口和主芯片相連。JTAG口是芯片內(nèi)部測(cè)試接口，用于測(cè)試芯片內(nèi)部的程序。
本實(shí)用新型通過內(nèi)部處理器單元和一定的控制邏輯(主芯片)，實(shí)時(shí)地對(duì)目標(biāo)電能設(shè)備進(jìn)行電源通斷控制和各種狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集和運(yùn)算。當(dāng)處理單元檢測(cè)到任何一個(gè)危險(xiǎn)的狀態(tài)信息后，將會(huì)立即產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警狀態(tài)信息包同時(shí)通過LoRa無線傳送至網(wǎng)關(guān)(基站)設(shè)備，然后利用3G(GPRS)技術(shù)將報(bào)警數(shù)據(jù)包傳送至云平臺(tái)，云平臺(tái)可根據(jù)預(yù)先設(shè)置的功能，將報(bào)警信息通過短信或手機(jī)APP推送的方式，傳送至該區(qū)域的設(shè)備維護(hù)責(zé)任人或管理者。以便在第一時(shí)間前往事發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)和危險(xiǎn)處理。同時(shí)云平臺(tái)管理人員也可通過WEB網(wǎng)頁的方式進(jìn)行箱體信息的查詢和實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。
以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
