[发明专利]家居智能化控制系统

摘要

本发明涉及家居智能化控制系统，包含多个电器控制器和一个主控器。通信时，主控器关断电子开关将市电经隔离二极管送入系统，系统处于电力线的半波通信和半波供电状态。每个电器控制器的输出均串接于原插座或开关上，实现其负载通电功率和时间的控制。主控器通过电话网与主人通信，主人可远程遥控家居电器设备。

主权项

1.一种家居智能化控制系统,其特征是，在空气开关之后安装一个电子开关，该电子开关并联隔离二极管，通信时，主控器关断电子开关并接通其通信电子开关，将市电经隔离二极管送入系统，系统处于电力线的半波通信和半波供电状态，每个电器控制器的输出均串接于原插座或开关上，实现其负载通电功率和时间的控制，电器控制器中均预置优化的实用程序，普通的电热锅、电炒锅、煎药罐、电风扇以及照明灯插入任一个插座，输入上述程序模式，就使上述普通电器智能化运行，主控器和各电器控制器中均安装周波甄别电路，用于产生系统的同步时间，同时在通信电路中各安装一个通信电子开关、开关驱动模块，各电器控制器在设定的半波通信时间检测到电力网被隔离二极管阻断的半波没有信号时，即切断其电器负载电源，然后接通通信电子开关；电器控制器面板装3－5个不同颜色的LED灯，在刚开机特定时间显示红色时，关机再开机进入编号方式，依序显示1次或2次不同颜色LED灯为一组合，第1次显示时间控制在1－2秒，依显示的预置停顿时间作为一个组合的结束识别，选择一个组合关机，得到与该组合相对应的编号并保存，在编号时段当检测不到电网周波信号时，单片机依靠其电源电容的储能将编号数据存入非易失存储器中；开关驱动模块是从电力网线经电阻降压后分两路，一路用于各电器控制器，经周波负半波导通的反接的二极管接于各电器控制器的单片机I/O口，在时钟计时器计时到周波负半波时，扫描该I/O口，如果没有信号即系统处于半波通信状态；另一路用于主控器和各电器控制器，该路经周波正半波导通的正接的二极管进一步隔离周波负半波后，接于比较器输入端，其基准电压为100Mv至200Mv，可利用二极管压降经电阻分压得到，因此比较器的输出端为方波信号，经周波正半波导通的正接的整流二极管后产生了对应电力网周波负半波的正方波信号，接于单片机的I/O口，单片机扫描到正方波信号时执行通信操作，该正方波信号还用于驱动通信电子开关；小型电话程控交换机分机号和指令代码与指令的对照表保存在手机中，主人从座机或手机发送指令代码的数字，交换机将接收指令代码的数字信号经接口电路传送给主控器，由主控器译码后执行相应操作；周波甄别电路是利用电力网周波的正半周上升段，取三个甄别点实现对周波信号的识别判定，再利用周波时间建立同步时间，系统设置时钟计时器和同步计时器，如果检测到相邻的两个周波信号均为真，则取出该两个相邻的周波信号过零之间的时钟计时器计时时间即周波时间，按序存入周波时间存储单元中，存满100个周波时间时，每存入一个周波时间，均先移除最先存入的一个周波时间，并计算存入的周波时间的平均值Tz，利用Tz值鉴别待识别周波信号；二个比较器分别用于甄别点1、甄别点2，在周波正半周上升段的周波过零处，即甄别点0设置电压过零检测模块，周波正半波信号经电阻分压、二极管进一步隔离负半周、信号调理后送入D触发器的时钟端CLK，当周波正半波过零信号到来时，紧接其后的周波信号上升沿使D触发器Q端为0，单片机外部中断口低电平，从而产生中断，二个比较器分别设置在周波正半周上升段的峰值电压的35％至50％处的甄别点1和峰值电压的50％至70％处的甄别点2；周波信号判定过程：单片机在设定时间开中断后，时钟计时器清零并开始计时，当周波电压过零时，设置在甄别点0的电压过零检测模块中D触发器的输出电压跳变为零，产生中断，记录其过零点中断时间Th0；此后，单片机扫描甄别点1处第一电压比较器﹙V1﹚的输出电压，当周波电压达到第一电压比较器﹙V1﹚的阈值电压时，输出电压从高到低跳变，扫描记录其跳变时间Th1；同样扫描记录甄别点2处第二电压比较器﹙V2﹚输出电压跳变时间Th2，如果所述跳变时间Th1及Th2在允许误差范围内，则检测到的甄别信号为真，否则为假，上述判定甄别信号为真时，计算本次周波信号过零与相邻前一次甄别信号为真时的周波信号过零间的时钟计时器计时时间Tzu，将其与周波时间的平均值Tz作比较，如果不超过设定周波时间误差Tzv则周波信号为真，这时保存Tzu并取20ms与同步计时器计时时间相加，将相加的值存入同步计时器中；当时钟计时器以周波电压过零开始计时，则计时到16ms至18.5ms间的开中断时间设定值Tk时开中断，时钟计时器计时到25ms至27ms间的关中断时间设定值Tn时关中断；当检测到第一个周波电压过零时，设置在甄别点0的电压过零检测模块的输出电压跳变，从而产生中断，取出周波电压过零点的时间T0保存，将时钟计时器清零并开始计时，这时周波电压过零时间Th0为0，单片机扫描并判定甄别信号，其Th0、Th1和Th2的值均须加上周波时间20ms减去开中断时间设定值Tk的差值，如果三个甄别信号为真，下一次检测周波电压过零点的开中断时间取Tk，否则为假时，此时时钟计时器时间须加上T0，继续检测；当检测到第一个和相邻的第二个周波电压过零，判定周波信号为真时，则取出开中断时的时钟计时器累计时间T1＝T0+Tk作为初始时间存入同步计时器中，开中断后时钟计时器清零，否则判定周波信号为假时，此时时钟计时器时间须加上T1，重新检测第一个周波，当检测第一个周波信号为真后，恢复以上所述的周波信号判定；如果检测到周波信号为假，下一次开中断时间均在本次开中断时间后，经延时周波时间的平均值Tz时开中断，并在开中断后延时Tns时关中断，设置关中断时间是当周波信号甄别为假时，在关中断时间Tns关中断和停止扫描，Tns为:Tns＝Tn－Tk如果检测到周波信号为真，则下一周波开中断时间Tks为:Tks＝Tk+Th0即从第一次开中断时间取Tk之后，时钟计时器均是计时到Tks开中断，并清零后重新开始计时，计时到Tns时关中断；重复上述周波信号判定过程，如果所述检测到的上一周波信号为真，本周波判定时，甄别信号为假，则在时钟计时器计时到Tns时关中断，这时记周波数N为1并存储，下一次开中断时间是在上次开中断时间经过Tz后开中断，此后每次判定周波信号真伪如果仍然为假，或本次检测甄别信号虽为真但上次为假，则取出被存储的N，并将N+1后回存于存储N的存储器中，时钟计时器在开中断后不清零继续计时，这时，设定的下一周波开中断时间暂时改用开中断时间临时设定值Tkz：Tkz＝(N+1)×Tz同时，下一周波关中断时间暂时改用关中断时间临时设定值Tnz：Tnz＝Tkz+Tns当时钟计时器计时到Tkz后，如果这时检测到周波信号为真，则取出存储器中N保存，并将存储器中N置零，使时钟计时器计时值Ts为：先计算Ts－Tkz再用计算结果修改Ts值，这时取(N+1)×20ms的值加于同步计时器中，并恢复使用设定值Tks与Tns，恢复时钟计时器在开中断后清零；系统同步时间为同步计时器的时间，再加上当前正在计时的时钟计时器的时间；并选择：Th0、Th1、Th2均为真时周波甄别信号为真，或者Th0为真，同时Th1、Th2之一为真时，或者Th1、Th2为真时，周波甄别信号为真，如果N大于25至70间的一个设定值时，采用时钟计时器在Tkz处的计时值直接加于同步计时器中。