[發明專利]一種借WiFi插件的帶定時功能電器

有效

• 申請號: 201910406732.3
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110187656B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 金隱華;賈春燕
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H04W76/14;H04B1/3816
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月;邱啟旺

1.一種借WiFi插件的帶定時功能電器，由帶定時功能電器及配套的WiFi插件兩部分組成，所述帶定時功能電器啟動工作前先通過配套的WiFi插件，借助手機或電腦對其進行定時功能設置，所述的帶定時功能電器及配套的WiFi插件特征為：

帶定時功能電器設有四芯插口供配套的WiFi插件插上，實現用手機或電腦進行定時功能或參數設置、或調出查看或修改重設；

配套的WiFi插件是一種有封閉外殼的插拔模塊，由ESP-12 WiFi模塊及四芯插口構成，被設計成帶四芯插口的插拔小部件，其中的ESP-12 WiFi模塊通過四芯插口以I2C兩線串行總線接口方式同帶定時功能電器中的微控制器MCU的I2C連接，四芯插口的排列為：+、SCL、SDA、-；

帶定時功能電器設有一個啟動按鍵、若干個LED工作狀態指示；啟動按鍵包括短按、長按、或逐次短按結合看工作狀態指示LED，實現多功能選擇啟動；帶定時功能電器中的微控制器的諸IO口分別同啟動按鍵、工作狀態指示LED連接；

微控制器中數據主動傳手機或電腦采用SCL上沿中斷通知ESP-12 WiFi模塊，以及HTML5+JS的SSE服務器信息推送技術；

一個配套的WiFi插件在不同的時間可分別同多個多種所述的帶定時功能電器連接，僅在需要改變設置的定時功能或檢查確認時插上連接一下，平時拔掉不用；

帶定時功能電器中的微控制器具有1K以上的flash EEPROM，用來保存所設置的參數，斷電不丟失；

配套的WiFi插件被設計成具有通用性，除設有規定排列的四芯插口外，另外還包括通過ESP-12 WiFi模塊的RS串行口增設編程ESP-12 WiFi模塊所用的與電腦聯機的USB連線接口；

其中的ESP-12 WiFi模塊采用NODEMCU固件及LUA腳本語言編程，開源公開，提供包括HTML5+JS的SSE程序范例及I2C兩線串行總線接口以SCL上沿中斷方式觸發啟動讀發來的字節的程序范例，為讓用戶自己用腳本語言改寫為更喜歡的操作界面或配更多的微控制器應用；

手機或電腦無線連接WiFi插件采用WiFi直連模式，ESP-12 WiFi模塊包括HTTP服務，手機或電腦不用下載安裝APP，只要瀏覽器訪問196.168.4.1或196.168.x.x，由無線路由器DHCP內定；不涉及第三方網絡服務，也不需要通外網連接；

所述借WiFi插件的帶定時功能電器的用法如下：

在帶定時功能電器工作啟動前，先用手機或電腦進行時間或定時功能設置，因此要插上配套的WiFi插件；若首次連接，手機或電腦在無線網絡設置中找ESP-12 WiFi模塊、無密碼或12345678，進行WIFI連接，連接成功后，打開瀏覽器訪問196.168.4.1，進入操作界面后就可進行時間或定時功能設置；接著將當地的無線路由器WIFI連接名、密碼置入配套的WiFi插件中，使每次插上后其自動會連接當地的WIFI；設置成功后記下所用的IP地址，此后手機或電腦無需再進無線網絡設置中找ESP-12 WiFi模塊連接，仍連原來的當地WIFI即可，當手機或電腦再要聯機設置時，只要用瀏覽器訪問所記下的IP地址196.168.0.103即可；

進入手機或電腦上設置界面，有動態操作提示，包括直接測試效果或設置確認；設置滿意后，拔掉WiFi插拔模塊，以后的使用或啟停工作只要按所述帶定時功能電器上的啟動按鍵、觀察LED工作狀態指示即可；

手機或電腦設置時間或定時有HTML5標準時間控件出現，只要選：月、日、時、分、周中某數字、或直接輸入數字；

所述帶定時功能電器的微控制器MCU連接的驅動電路，根據定時功能不同，典型的幾類及連接方式如下：

(1)光耦隔離固態繼電器SSR的輸入端串限流電阻R接微控制器MCU輸出口P3.x；光耦隔離固態繼電器SSR的兩輸出端串限流電阻R1接雙向可控硅BCR的T2、G觸發端，G觸發端同時連接電阻R2到T1端，雙向可控硅BCR的T1、T2端就是等效的交流強電通斷控制開關，可開關電機類和電熱類；

(2)對不會引起觸電的應用場合，可省掉占體積的光耦隔離固態繼電器SSR，改用小電流觸發型雙向可控硅BCR1替代，微控制器MCU輸出口Pk.x串限流電阻R1接BCR1的G觸發端，G觸發端同時連接電阻R2到T1端，BCR1的T2端串限流電阻R3接雙向可控硅BCR2的G觸發端，G觸發端同時連接電阻R4到BCR2的T1端，BCR1的T1端、R2一端、BCR2的T2端連接在一起同220V交流電一端連接，并同微控制器MCU電源+端連接，BCR2的T1端接被控電器交流電輸入的一端，被控電器交流電輸入的另一端接220V交流電另一端；BCR1、BCR2兩級可控硅輸出可帶千瓦級交流電器，對不到千瓦的交流電器，只要一只小電流觸發型雙向可控硅BCR1就夠了，BCR1的T2端即為接被控電器交流電輸入的一端；被控電器包括電機類、電熱類、燈泡、及所有交流電器；

(3)對不會引起觸電的應用場合，若干微控制器MCU輸出口Pk.x分別串限流電阻R3接若干小觸發電流型雙向可控硅BCR的G觸發端，各BCR的T2輸出端即為多個被控電器交流電輸入的一端，包括多檔電機的多個供電輸入端；多個被控電器交流電輸入的另一端連接在一起接220V交流電另一端，或多檔電機的公共供電輸入端接220V交流電另一端；這若干個BCR的T1端連接在一起同220V交流電一端連接，并同微控制器MCU電源+端連接；以此實現交流供電多路控制；

(4) 對定時超聲微孔霧化加濕裝置，相關的超聲微孔霧化片的驅動、濕度檢測、及低壓直流風扇的驅動，用STC15W104類8腳單片機實現的連接方式如下：微控制器MCU輸出108KHz的PWM矩形波的口P3.1串限流電阻R1接MOS管Mos1柵極G，MOS管Mos1源極S接地，MOS管Mos1漏極D接高頻升壓變壓器B初級一端，B初級另一端接+12V，高頻升壓變壓器B次級兩端同超聲微孔霧化片W兩端并聯；

濕度檢測采用DHT11一總線接口數字濕度傳感器，微控制器MCU端口P3.2接DHT11僅有的一根數據線，DHT11的另兩根引腳一根接地、一根接微控制器電源+端；

微控制器MCU輸出口P3.0串限流電阻R2接MOS管Mos2柵極G，MOS管Mos2源極S接地，MOS管Mos2漏極D接直流風扇F負極，直流風扇F正極接+12V；

(5) 對定時紅外遙控器及學習型編碼記錄，用STC15W104類8腳單片機實現的連接方式如下：微控制器MCU輸出口P3.5串限流電阻接紅外發射LED負端，紅外發射LED正端接微控制器電源+端；紅外接收頭輸出端接微控制器MCU端口P3.2，紅外接收頭的另兩根引腳一根接地、一根接微控制器電源+端。