一种用于智能家居的暖气流量自动调节系统

专利摘要:
一种用于智能家居的暖气流量自动调节系统，包括远程控制终端、云平台、网关以及ZigBee子系统。ZigBee子系统包括终端节点和ZigBee协调器，终端节点包括控制器、温度采集模块、温度显示模块以及流量控制模块，流量控制模块包括驱动电路、步进电机及传动装置；远程控制终端与云平台无线通信连接，云平台与网关通过WI‑FI无线通信连接，网关与ZigBee协调器串口通信连接，ZigBee协调器与控制器之间以ZigBee无线通信方式进行通信连接，控制器通过驱动电路与步进电机控制端电性连接，步进电机通过传动装置驱动暖气调节阀旋转实现暖气流量调节。本实用新型使用ZigBee技术，能够与已经部署的智能家居系统集成，利用已有的软硬件资源，节约成本，实现远程控制暖气流量从而调节室内温度。
公开号:CN214335559U
申请号:CN202120350344.0U
申请日:2021-02-05
公开日:2021-10-01
发明作者:卢向华；王国强；郭恒川；赵国增；李远博
申请人:Luoyang Institute of Science and Technology；
IPC主号:G05D7-06

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于智能家居控制技术领域，特别涉及一种用于智能家居的暖气流量自动调节系统。
[n0002] 智能家居作为物联网技术的一个典型应用，改变了传统的家居生活，为人们创造一个方便、节能、舒适的家居生活。随着ZigBee技术的成熟度越来越高，智能产品和智能终端在普通家庭的普及率也随之增长，通过控制技术可以实现智能家电控制、灯光控制、家居环境监测以及安防等。然而，在采用集中热力供暖的北方地区，室内暖气温度大多通过住户手动调节阀门来控制暖气流量，进而调节室内温度，无法对每一户中各个房间的供暖情况进行智能化的自动调节，不仅造成热量的损失和浪费，也无法给用户提供舒适的家居环境。
[n0003] 据调查，现有的大多数暖气流量调节阀一般是顶针式流量阀，通过手动旋钮控制顶针纵向伸缩，通过改变顶针与阀门之间的间隙大小调节暖气管道热水流量，从而调节暖气温度。
[n0004] 现有的室内暖气流量自动调节装置存在以下问题：一、无法和家中已有的智能家居系统集成；二、需要更换已安装的暖气调节阀，增加成本；三、无法实现远程控制调节暖气流量。
[n0005] 为了克服现有技术的不足，本实用新型提出了一种可以实现远程控制暖气流量从而调节室内温度的智能家居用暖气流量自动调节系统。
[n0006] 本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种用于智能家居的暖气流量自动调节系统，包括：远程控制终端、云平台、网关以及ZigBee子系统，所述ZigBee子系统包括终端节点和ZigBee协调器，所述终端节点包括控制器、温度采集模块、温度显示模块以及流量控制模块，所述流量控制模块包括驱动电路、步进电机以及传动装置。
[n0007] 所述远程控制终端与云平台无线通信连接，所述云平台与网关通过 WI-FI无线通信连接，所述网关与ZigBee协调器串口通信连接，所述ZigBee 协调器与控制器之间以ZigBee无线通信方式进行通信连接，所述温度采集模块和温度显示模块均与控制器电性连接，所述控制器通过驱动电路与步进电机的控制端电性连接，所述步进电机的输出端通过传动装置驱动暖气调节阀旋转以实现暖气流量调节。
[n0008] 优选的，远程控制终端为手机或平板电脑。
[n0009] 优选的，所述控制器采用CC2530单片机作为控制核心。
[n0010] 优选的，所述温度采集模块为DS18B20温度传感器。
[n0011] 优选的，所述驱动电路为ULN2003驱动芯片。
[n0012] 优选的，所述温度显示模块为LCD1602液晶显示屏。
[n0013] 优选的，所述ZigBee协调器主控芯片为CC2530单片机。
[n0014] 借由上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，用户可以通过远程智能终端设置供暖房间的温度和时间，系统根据用户设置的温度值进行相应的暖气流量控制，为用户提供舒适的室内温度环境。与传统的温控终端相比，本系统使用ZigBee技术，能够与已经部署的智能家居系统集成，利用已有的软硬件资源，节约成本。
[n0015] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
[n0016] 图1是本实用新型一种用于智能家居的暖气流量自动调节系统的模块连接框图。
[n0017] 图2是本实用新型中终端节点的模块连接示意图。
[n0018] 为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例作进一步的详细说明。
[n0019] 请参阅图1至图2，一种用于智能家居的暖气流量自动调节系统，包括：远程控制终端、云平台、网关以及ZigBee子系统，所述ZigBee子系统包括终端节点和ZigBee协调器，所述终端节点包括控制器、温度采集模块、温度显示模块以及流量控制模块，所述流量控制模块包括驱动电路、步进电机以及传动装置；所述远程控制终端与云平台无线通信连接，所述云平台与网关通过WI-FI无线通信连接，所述网关与ZigBee协调器串口通信连接，所述ZigBee协调器与控制器之间以ZigBee无线通信方式进行通信连接，所述温度采集模块和温度显示模块均与控制器电性连接，所述控制器通过驱动电路与步进电机的控制端电性连接，所述步进电机的输出端通过传动装置驱动暖气调节阀旋转以实现暖气流量调节。
[n0020] 本实施例中，终端节点设有多个，可以根据实际情况分别设于客厅、卧室、书房及厨房等，主要负责温度采集和暖气流量调节。远程控制终端、云平台和网关可以利用目前智能家居系统已有的软硬件资源。作为优选，远程控制终端为手机或平板电脑，用户通过手机或平板电脑可以设置各个区域不同时段的温度范围，查看室内各个房间暖气温度，实现随时随地的远程温度控制；控制器采用CC2530单片机作为控制核心，实现室内温度采集、温度显示以及通过流量控制模块对暖气调节阀进行控制；温度采集模块为DS18B20温度传感器；驱动电路为ULN2003驱动芯片；温度显示模块为LCD1602液晶显示屏。
[n0021] 控制器通过ULN2003驱动芯片与步进电机连接，步进电机通过传动装置与暖气调节阀连接从而改变阀门的开合度；其中步进电机通过传动装置驱动暖气调节阀实现流量调节属于现有技术，例如步进电机的输出轴可直接通过联轴器带动暖气调节阀的顶针转动实现顶针纵向伸缩，从而改变阀门的开合度。
[n0022] 在ZigBee子系统内部，终端节点与ZigBee协调器通过ZigBee通信， ZigBee协调器的主控芯片为CC2530单片机，负责接收与处理终端节点采集的室内温度，通过串口与智能家居网关通信，网关再经无线Wi-Fi将温度数据上传到云平台，ZigBee协调器还接收远程控制终端发出的控制指令并转发给相应的终端节点。
[n0023] 一般情况下，用户通过远程控制终端设置不同区域(客厅、厨房、卧室、书房)不同时段的温度范围等参数并预先存入终端节点的控制器。利用温度传感器感应室内温度，当温度数值达到预先设定的条件时，控制器向步进电机驱动芯片发出相应控制信号，驱动步进电机工作从而带动暖气调节阀改变阀门的开合度，最终实现调节暖气管道的水流量。
[n0024] 当假期家中长时间无人时，用户可以通过远程控制终端发送控制命令关闭暖气阀门，以节约流量；具体过程为：用户通过手机APP发出控制指令，经云平台发送至网关，由网关通过串口发送给ZigBee协调器，ZigBee 协调器借助ZigBee无线通信方式将命令发送至对应终端节点的控制器，控制器通过驱动电路驱动步进电机工作，关闭阀门。
[n0025] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种用于智能家居的暖气流量自动调节系统，其特征在于包括：远程控制终端、云平台、网关以及ZigBee子系统，所述ZigBee子系统包括终端节点和ZigBee协调器，所述终端节点包括控制器、温度采集模块、温度显示模块以及流量控制模块，所述流量控制模块包括驱动电路、步进电机以及传动装置；
所述远程控制终端与云平台无线通信连接，所述云平台与网关通过WI-FI无线通信连接，所述网关与ZigBee协调器通过串口通信连接，所述ZigBee协调器与控制器之间以ZigBee无线通信方式进行通信连接，所述温度采集模块和温度显示模块均与控制器电性连接，所述控制器通过驱动电路与步进电机的控制端电性连接，所述步进电机的输出端通过传动装置驱动暖气调节阀旋转以实现暖气流量调节。
[0002] 2.根据权利要求1所述的用于智能家居的暖气流量自动调节系统，其特征在于：远程控制终端为手机或平板电脑。
[0003] 3.根据权利要求1所述的用于智能家居的暖气流量自动调节系统，其特征在于：所述控制器采用CC2530单片机作为控制核心。
[0004] 4.根据权利要求1所述的用于智能家居的暖气流量自动调节系统，其特征在于：所述温度采集模块为DS18B20温度传感器。
[0005] 5.根据权利要求1所述的用于智能家居的暖气流量自动调节系统，其特征在于：所述驱动电路为ULN2003驱动芯片。
[0006] 6.根据权利要求1所述的用于智能家居的暖气流量自动调节系统，其特征在于：所述温度显示模块为LCD1602液晶显示屏。
[0007] 7.根据权利要求1所述的用于智能家居的暖气流量自动调节系统，其特征在于：所述ZigBee协调器主控芯片为CC2530单片机。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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