一种景观鱼缸用智能控制器制造技术

技术编号:22053830 阅读:25 留言:0更新日期:2019-09-07 14:47
本发明专利技术涉及景观鱼缸的控制领域,是一种为景观鱼缸配备的多功能高集成度的智能控制器,与现有技术或应用相比解决了景观鱼缸的智能化管理控制问题。硬件方面集成的组件:大功率开关电源、四口可控市电插座、无线充电、电磁阀驱动、RGB灯调光调色、空气泵、漏电保护、声音感应、移动感应、环境照度监测、WIFI和ISM无线模组、投食器及管理接口。实现以下功能:四插口市电插座的逻辑控制和感应控制、上下水逻辑控制、RGB三色灯调光调色与感应控制、空气泵逻辑控制和感应控制、漏电安全控制、投食逻辑控制、感应场景模式可切换、声音感应且模式可切换、移动感应且范围可切换、声音移动单双鉴可切换、手机APP控制并集成了HEXPLUS物联网通信协议。

An Intelligent Controller for Landscape Fish Tank

【技术实现步骤摘要】
一种景观鱼缸用智能控制器
本专利技术涉及景观鱼缸的控制领域,具体来说是一种专门为景观鱼缸配备的多功能、高集成度的智能控制器。
技术介绍
养鱼对于爱好者来说,放置一樽景观鱼缸,不仅具有相当的观赏性和娱乐性,还能起到一定的装饰效果。景观鱼缸的周边电子电器物品通常有:照明灯光、变色灯光、投食器、加热棒、造浪泵、空气泵,无论这些物品是手动还是自动开启,它们都属于单一功能部件仅完成单一功能,需要一种像大脑协调四肢那样的管理控制器来实现这些部件的智能化联动和闭环自控,并且还要具有感控、遥控、与手机通信、接入物联网等当前科技水平下的智能化属性,经商业调研发现,市场上未发现这类集中管理控制器的商品。
技术实现思路
针对上述现有技术或方案存在的不足,本专利技术设计出一种全新的景观鱼缸用智能控制器,主要解决景观鱼缸的智能化管理控制问题,以及为了实现智能化而涉及的部件装配和安装使用问题。为了解决智能化问题,本专利技术在硬件上设计并集成了内置式大功率开关电源组件、四插口可控市电插座组件、无线充电组件、上下水电磁阀驱动组件、RGB三色低压灯带调光调色组件、有线串口通信组件、空气泵组件、漏电保护组件、声音感应组件、移动感应组件、环境照度监测组件、本地设置组件、板载RGB三色灯及调光调色组件、WIFI和ISM无线联网模组两者可同时选装、投食器管理接口、投食器电机驱动组件、投食器ISM无线通信模组;本专利技术在软件功能上设计了四插口市电插座的逻辑控制和感应控制、上下水逻辑控制、RGB三色灯调光调色与感应控制、空气泵逻辑控制和感应控制、漏电安全控制、投食逻辑控制、感应场景模式可切换、声音感应模式可切换、移动感应范围可切换、声音移动单双鉴可切换、环境照度可预置,并集成了申请人自主知识产权的HEXPLUS物联网通信协议。本段阐述本专利技术的各硬件组件的结构特点:内置式大功率开关电源组件是一个完整的150W隔离型高频开关电源,具备过流/过压/过热/欠压等一系列保护自身安全的功能,输入85-265VAC,输出24V@6A和3.3V@3A,以裸板形式螺栓固定在控制器内部,给所有硬件组件供电;四插口可控市电插座组件具有四个市电插座(中国大陆新国标五孔插座,市电电压220VAC,出口国外可能不同),每个插座有限流2A的自恢复保险保护且独立受控于微控制器,双向可控硅过零触发,避免造成电流冲击和电网污染;无线充电组件由振荡控制芯片、外围器件及充电线圈及充电开关构成,专用于给独立的测量器(不在本专利技术文案中涉及)无线充电,充电时,把测量器插到充电卡座,插紧且压住充电开关,无线充电组件的电源接通,开始振荡,充电线圈通过电磁感应向测量器内的受电线圈传递能量;上下水电磁阀驱动组件由总控MOS管、上水MOS管、下水MOS管以及三者的外围器件和接线端子构成,受核心微控制器驱动,接通或断开接线端子上的24V供电,以动作24V电磁阀,使接通或断开水阀门,上水用于向鱼缸灌注清水,下水用于泄放鱼缸污水(长期未换的水),总控则为了防止意外无法断电(此时水会不停的灌或泄),提供第二道防线;RGB三色低压灯带调光调色组件由核心微控制器的PWM接口、功率MOS管、接线端子构成,由PWM控制RGB三种色灯的24V供电的通断时间,从而实现调光(某色灯的通电时间)调色(三种色在某时段各自累计亮的时间);有线串口通信组件作为外接预留有线通信端口,提供TTL电平的全双工UART串口或半双工RS485串口,并供出6V@50mA直流电源,过流自动断开以保护内部,该组件有接线端子与外部联接,保证硬件上的扩展预留,软件上暂未开通,不可使用;空气泵组件由微型气泵、PWM直流调压器构成,由核心微处理器的PWM口线调节占空比来调整气泵电机的供电电压,从而调整输出气量的大小;漏电保护组件由电流互感器、运算放大器及外围器件构成,交流市电的零/火线同向穿过交流互感器,无漏电时运算放大器输出恒定电平信号,有漏电则输出相应幅值的模拟电平信号,送核心微控制器AD转换得到数字信号,数字信号再经过软件滤波算法和功能算法后决定是否发生漏电,如发生漏电,系统会关闭所有外接插座/端口以防伤人,并向手机APP持续发送漏电警报,直到漏电解除;投食器是一个独立的设备,用于向鱼缸投食,当它不和控制器联接时,启动XPLUS协议与外部双向通信,接入物联网,当它和控制器联接时,只需滑插入卡槽即可,无需联接线缆,卡槽的弹性触针和金手指会有线联接控制器和投食器,因此插入/拔出非常便捷,联入控制器后,投食器完全受控制器控制,自主功能(如XPLUS协议、定时投食等)停止运行,投食器由一体化料仓的外壳、附加料瓶(可选)、送料螺杆、传动齿轮、送料电机及驱动组件、ISM无线联网组件、本地设置组件、内置锂电池及充电组件、与控制器有线联接端口、微控制器运行超低功耗软件;投食器管理接口侠于控制器一侧,用于有线联接投食器,此后投食器不再自主运行,而是受控制器控制,管理接口一端插线头联接控制器主电路板,一端联接滑插卡槽金手指,这样使控制器和投食器的联接非常便捷;声音感应组件由高灵敏全向咪头、信号偏置电路、信号选通电路、运算放大电路构成,无声音时输出恒定电平信号,监测到声音输出相应频率和幅值的模拟电平信号,送微控制器AD转换得到数字信号,数字信号再经过软件滤波算法和功能算法后决定触发或不触发联动的组件(如RGB灯、某插座、气泵等预置的组件,下同);移动感应组件由本公司正在申请专利的微波移动探测传感器构成,无物体移动时输出恒定电平信号,监测到移动输出相应频率和幅值的模拟电平信号,送微控制器AD转换得到数字信号,数字信号再经过软件滤波算法和功能算法后决定触发或不触发联动的组件;环境照度监测组件由光敏管和偏置电路构成,当环境光线由明变暗则电平信号由低变高,送微控制器AD转换得到数字信号,数字信号再经过软件滤波算法和功能算法后更新环境光照实时状态字,该实时状态字和预设阀值比对,以决定允许或不允许声音/移动的感应触发联动的组件,比如用户设置当环境光照明亮时不允许声音或移动来感应开灯;本地设置组件由一个多功能轻触按键和状态指示灯构成,用于智能控制器的一些初始化操作和出于数据安全考虑不允许远程命令的特定操作;板载RGB三色灯及调光调色组件由3颗1W的RGB三色灯珠分两组焊装在主板上、由核心微控制器的六路PWM控制,每3路PWM控制一组,驱动恒流芯片实现各灯珠调光和调色,3颗灯珠可各自选择不同的透镜换装在壳体上,以实现不同的灯光效果,如安装平板镜片则散射光,安装凹透镜片则聚光即射灯,安装单面凸透镜片则平行光即光柱灯;WIFI和ISM无线联网模组两者可同时选装,WIFI联入以太网,ISM低频联入私有蜂窝网,使异构网络的所有智能设备互联互通,融入整个物联网。本段阐述本专利技术的软件功能:四插口市电插座的逻辑控制和感应控制,逻辑控制有预置定时和实时命令,每插口单独控制市电的接通时长,可指定加热器和造浪泵在哪个插口,可指定加热时是否需要造浪(目的是搅拌,使水温快速扩散),感应控制是当监测到有效声音/移动时,指定的联动插口接通市电并在设定的时长后关断市电,比如感应到移动,接通指定插口的市电,插在其上的造浪泵工作,水草开始波动,营造生机的氛围,联动时间内无移动则在计时结束后断开市电,造浪泵停止工作;上下水逻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种专门为景观鱼缸配备的多功能、高集成度的智能控制器,有控制器、投食器两个设备,可互不相干独立使用,也可组合在一起使用,目的是为景观鱼缸提供完善的控制功能和智能化的管理方法,设计并集成了以下硬件组件:内置大功率开关电源组件、四插口可控市电插座组件、无线充电组件、上下水电磁阀驱动组件、RGB三色低压灯带调光调色组件、有线串口通信组件、空气泵组件、漏电保护组件、声音感应组件、移动感应组件、环境照度监测组件、本地设置组件、板载RGB三色灯及调光调色组件、WIFI和ISM无线联网模组两者可同时选装、投食器电机驱动组件、投食器ISM无线通信模组,实现以下功能:四插口市电插座的逻辑控制和感应控制、上下水逻辑控制、RGB三色灯调光调色与感应控制、空气泵逻辑控制和感应控制、漏电安全控制、投食逻辑控制、感应场景模式可切换、声音感应且模式可切换、移动感应且范围可切换、声音移动单双鉴可切换、环境照度可预置,手机APP控制并集成了申请人自主知识产权的HEXPLUS物联网通信协议,具有良好的用户体验,让使用者感受智能化、人性化的生活场景,其设计、构造和装配方法均具有原创性。

【技术特征摘要】
1.一种专门为景观鱼缸配备的多功能、高集成度的智能控制器,有控制器、投食器两个设备,可互不相干独立使用,也可组合在一起使用,目的是为景观鱼缸提供完善的控制功能和智能化的管理方法,设计并集成了以下硬件组件:内置大功率开关电源组件、四插口可控市电插座组件、无线充电组件、上下水电磁阀驱动组件、RGB三色低压灯带调光调色组件、有线串口通信组件、空气泵组件、漏电保护组件、声音感应组件、移动感应组件、环境照度监测组件、本地设置组件、板载RGB三色灯及调光调色组件、WIFI和ISM无线联网模组两者可同时选装、投食器电机驱动组件、投食器ISM无线通信模组,实现以下功能:四插口市电插座的逻辑控制和感应控制、上下水逻辑控制、RGB三色灯调光调色与感应控制、空气泵逻辑控制和感应控制、漏电安全控制、投食逻辑控制、感应场景模式可切换、声音感应且模式可切换、移动感应且范围可切换、声音移动单双鉴可切换、环境照度可预置,手机APP控制并集成了申请人自主知识产权的HEXPLUS物联网通信协议,具有良好的用户体验,让使用者感受智能化、人性化的生活场景,其设计、构造和装配方法均具有原创性。2.根据权利要求1所述的一种鱼缸智能控制器,其特征在于构造和装配方法:整个发明包含二个独立设备:控制器、投食器,二者既可单独使用也能组合使用,另外,本发明还有另外几个安装配件供选装:滑插套件、L形滑板支架、U形卡件,投食器采用大叶片螺杆旋转出料,能保证颗粒较粗的鱼食料顺利出料,除主壳体的一体化料仓外,还可外接料瓶,料瓶由瓶盖、推料弹簧、推料活塞、瓶身这几部分拼装而成,既方便装料又便于料瓶在任何方向上送料入料仓,投食器主壳体有三面可拧装料瓶,主要目的是适应用户的安装空间,避免安装使用时放置不下,如空间允许也可使用最多三个料瓶,既可分装不同的食料又可延长加料周期,控制器外壳由上壳、下壳、左封板、右封板构成,螺丝固定,外壳与内部各部件相互扣合,融为一体,上壳顶面有散热孔和固定L支架的螺栓孔,允许用户卧式或立式使用L支架以适应多种安装方式,下壳底面有功能按键位、声音蜂窝孔、光敏管孔、RGB灯透镜孔位,其中透镜孔位采用外部卡接方式装配各种类型的透镜镜片(例如平板镜、凹透镜、凸透镜等)以得到各种光线效果,由于采用外部卡接方式,更换透镜非常方便,右封板上有电源进线插座的开孔,焊在内部插座电路板上的梅花型电源插座穿出右封板,被框在孔口,能耐受任何方向上的插拔扭力不会受损,左封板上预留扩展孔,不用时装配盲板封堵,要联接投食器时去掉盲板,装配滑插套件,即可固定投食器到控制器上并自动实现有线电联接,滑插套件具有自锁紧功能,滑插到底自动锁紧,且滑动方向可在三个方向上选择,主要目的是适应用户的安装空间和使用习惯,使滑出/插入投食器更顺手,在控制器的两个侧面分别布置强电和弱电端口,强电侧布置有四插口可控市电插座,弱电侧分别布置有无线充电卡座、上下水电磁阀接插端子、RGB灯带接插端子、预留功能接插端子、空气泵出气口、保险管座,当测量器需要充电时,插入无线充电卡座,触通卡座底部的充电开关,即开始充电,拔出测量器,充电开关断开,内部的充电组件停止工作,安装配件的L形滑板支架可以把控制器安装在墙板上、并可滑动调节距离,以适应不同的应用要求,U形卡件用于把控制器夹在玻璃或木板等材料边缘,无需预置固定安装孔,L形滑板支架和U形卡件可单独使用,又可组合使用,以适应不同的安装应用要求。3.根据权利要求1所述的一种鱼缸智能控制器,其特征在于具有四插口可控市电插座组件,四个市电插座(中国大陆新国标五孔插座,市电电压220VAC,出口国外可能不同),每个插座有限流2A的自恢复保险保护且独立受控于微控制器,双向可控硅过零触发,避免造成电流冲击和电网污染,每个插口都有单独的逻辑控制和感应控制,逻辑控制有预置定时和实时命令,每个插口单独控制市电的接通时长,可指定加热器和造浪泵在哪个插口,可指定加热时是否需要造浪(目的是搅拌,使水温快速扩散),感应控制是当监测到有效声音/移动时,指定的联动插口接通市电并在设定的时长后关断市电,比如感应到移动,接通指定插口的市电,插在其上的造浪泵工作,水草开始波动,营造生机的氛围,联动时间内无移动则在计时结束后断开市电,造浪泵停止工作。4.根据权利要求1所述的一种鱼缸智能控制器,其特征在于具有上下水电磁阀驱动组件,由总控MOS管、上水MOS管、下水MOS管以及三者的外围器件和接线端子构成,受核心微控制器驱动,接通或断开接线端子上的24V供电,以动作24V电磁阀,使接通或断开水阀门,上水用于向鱼缸灌注清水,下水用于泄放鱼缸污水(长期未换的水),总控则为了防止意外无法断电(此时水会不停的灌或泄),提供第二道防线,上下水的逻辑控制是,预设每隔多少天换一次水,每次换水在几点钟开始,下水(泄放)多长时间后停止,开始上水(灌注),上水多长时间后停止并完成上下水,当使用水温/水位测量器时,上下水的时长受预设值和测量器通信数据双重控制,当水位触达两者任意其一则本操作停止,下一操作继续。5.根据权利要求1所述的一种鱼缸智能控制器,其特征在于具有空气泵组件,由微型气泵、PWM直流调压器构成,由核心微处理器的PWM口线调节占空比来调整气泵电机的供电电压,从而调整输出气量的大小,空气泵逻辑控制和感应控制是,设定每隔多久打开气泵向水中注空气以增加水的含氧量,开泵多久后停止,可预置出气强度,目的是减小气泵噪音或调整水中气泡密度以适应感观体验,当控制器被切换到睡眠模式时,气泵的出气强度自动减小一半,目的是减小噪音不影响人们睡眠。6.根据权利要求1所述的一种鱼缸智能控制器,其特征在于具有漏电保护组件,由电流互感器、运算放大器及外围器件构成,交流市电的零/火线同向穿过交流互感器,无漏电时运算放大器输出恒定电平信号,...

【专利技术属性】
技术研发人员:包建彬
申请(专利权)人:成都互相科技有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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