开关量无线控制设备论文和设计-谭宇

全文摘要

本实用新型公开了一种开关量无线控制设备，涉及无线控制设备领域。开关量无线控制设备包括开关量输入电路、RS485通信电路、单片机、继电器输出电路和无线模块，关量输入电路、RS485通信电路、继电器输出电路和无线模块分别与单片机连接，开关量输入电路用于采集开关量信号，RS485通信电路用于配置单片机的参数，无线模块用于将开关量信号发送给与之通信连接的其他开关量无线控制设备或接收其他开关量无线控制设备发送的开关量信号，单片机用于根据接收到开关量信号控制继电器输出电路以控制与继电器输出电路连接的受控设备。本实用新型公开的开关量无线控制设备可十分方便地实现设备的远程控制。

主设计要求

1.一种开关量无线控制设备，其特征在于，包括：开关量输入电路、RS485通信电路、单片机、继电器输出电路和无线模块，所述关量输入电路、所述RS485通信电路、所述继电器输出电路和所述无线模块分别与所述单片机连接，所述开关量输入电路用于采集开关量信号，所述RS485通信电路用于配置所述单片机的参数，所述无线模块用于将所述开关量信号发送给与之通信连接的其他开关量无线控制设备或接收其他开关量无线控制设备发送的开关量信号，所述单片机用于根据接收到开关量信号控制所述继电器输出电路以控制与所述继电器输出电路连接的受控设备；还包括电源，所述电源分别与所述开关量输入电路、所述RS485通信电路、所述单片机、所述继电器输出电路以及所述无线模块连接；还包括电平转换电路，所述电平转换电路分别与所述电源、所述RS485通信电路以及所述单片机连接；所述开关量输入电路包括第三二极管、光耦合器、第二电容、第三电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻，所述光耦合器包括发光二极管和光敏三极管，所述发光二极管的阴极与所述第三二极管的阳极连接，所述发光二极管的阳极、所述第八电阻和所述电源的第二电平端依次连接，所述第九电阻的一端与所述第八电阻连接，所述第九电阻的另一端连接于所述第三二极管与所述发光二极管之间，所述第二电容的一端与所述第八电阻连接，所述第二电容的另一端连接于所述第三二极管与所述发光二极管之间，所述光敏三极管的集电极、所述第十电阻和所述电源的第一电平端依次连接，所述第三电容的一端连接于所述光敏三极管的集电极与所述第十电阻之间，所述第三电容的另一端与所述光敏三极管的发射极连接并接地。

设计方案

还包括电源，所述电源分别与所述开关量输入电路、所述RS485通信电路、所述单片机、所述继电器输出电路以及所述无线模块连接；

还包括电平转换电路，所述电平转换电路分别与所述电源、所述RS485通信电路以及所述单片机连接；

所述开关量输入电路包括第三二极管、光耦合器、第二电容、第三电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻，所述光耦合器包括发光二极管和光敏三极管，所述发光二极管的阴极与所述第三二极管的阳极连接，所述发光二极管的阳极、所述第八电阻和所述电源的第二电平端依次连接，所述第九电阻的一端与所述第八电阻连接，所述第九电阻的另一端连接于所述第三二极管与所述发光二极管之间，所述第二电容的一端与所述第八电阻连接，所述第二电容的另一端连接于所述第三二极管与所述发光二极管之间，所述光敏三极管的集电极、所述第十电阻和所述电源的第一电平端依次连接，所述第三电容的一端连接于所述光敏三极管的集电极与所述第十电阻之间，所述第三电容的另一端与所述光敏三极管的发射极连接并接地。

2.根据权利要求1所述的开关量无线控制设备，其特征在于，还包括电源保护电路，所述电源保护电路与所述电源连接。

3.根据权利要求2所述的开关量无线控制设备，其特征在于，所述电源保护电路包括第一压敏电阻、第一自恢复保险管、第一TVS二极管、第一二极管和第一气体放电管，所述第一自恢复保险管和所述第一二极管串联于所述电源的两端之间，所述第一压敏电阻的第一端与所述第一自恢复保险管连接，所述第一压敏电阻的第二端与所述第一气体放电管的第一端连接并接地，所述第一TVS二极管的第一端连接于所述第一自恢复保险管与所述第一二极管之间，所述第一TVS二极管的第二端与所述第一压敏电阻的第二端连接，所述第一气体放电管的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的开关量无线控制设备，其特征在于，所述电平转换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、场效应管和第二二极管，所述第一电阻连接于电源的第一电平端与所述场效应管的栅极之间，所述第一电容的一端连接于所述第一电阻与所述场效应管的栅极之间，所述第一电容的另一端接地，所述第三电阻和所述第四电阻依次连接于所述电源的第一电平端与所述单片机之间，所述场效应管的源极连接于所述第三电阻与所述第四电阻之间，所述第二电阻连接于所述电源的第二电平端与所述场效应管的漏极之间，所述第二电阻与所述场效应管的漏极之间与所述RS485通信电路连接，所述第二二极管的阴极与所述场效应管的漏极连接，所述第二二极管的阳极与所述场效应管的源极连接。

5.根据权利要求1所述的开关量无线控制设备，其特征在于，所述RS485通信电路包括第二气体放电管、第二自恢复保险管、第三自恢复保险管、第二TVS二极管、第三TVS二极管、第四TVS二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电感、第二电感、差动总线收发器和反向器，所述第一电感的第一端与所述第二自恢复保险管的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述差动总线收发器连接，所述第二电感的第一端与所述第三自恢复保险管的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述差动总线收发器连接，所述第二气体放电管的两端分别与所述第二自恢复保险管的第二端和所述第三自恢复保险管的第二端连接，所述第三TVS二极管的一端连接于所述第二自恢复保险管与所述第一电感之间，所述第三TVS二极管的另一端连接于所述第三自恢复保险管与所述第二电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管串联后的一端连接于所述第二自恢复保险管与所述第一电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管串联后的另一端连接于所述第三自恢复保险管与所述第二电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管之间接地，所述第五电阻的一端连接于所述第二自恢复保险管与所述第一电感之间，所述第五电阻的另一端连接于所述第三自恢复保险管与所述第二电感之间，所述第六电阻的一端连接于所述第一电感与所述差动总线收发器之间，所述第六电阻的另一端接所述电源的第二电平端，所述第七电阻的一端连接于所述第二电感与所述差动总线收发器之间，所述第七电阻的另一端接地，所述差动总线收发器分别与所述反向器和所述电平转换电路连接。

6.根据权利要求1所述的开关量无线控制设备，其特征在于，所述继电器输出电路包括ULN2003A芯片、第一继电器、第二继电器、第四二极管和第五二极管，所述第一继电器包括第一线圈和第一常开触点，所述第二继电器包括第二线圈和第二常开触点，所述第一线圈与所述第四二极管并联后连接于所述ULN2003A芯片与所述电源的第二电平端之间，所述第二线圈与所述第五二极管并联后连接于所述ULN2003A芯片与所述电源之间，所述第一常开触点和所述第二常开触点均与受控设备连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及无线控制设备领域，尤其是涉及一种开关量无线控制设备。

背景技术

早期的工业控制主要是采用双绞线路进行数据传输，这样的有线通信方式需要须架设电缆或者挖掘电缆沟因此需要大量的人力和物力，增加非常大的成本，且数据传输存在传输距离短、数据传输过程中存在衰减以及无法满足长距离的控制需求。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于提出一种开关量无线控制设备，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种开关量无线控制设备，包括：开关量输入电路、RS485通信电路、单片机、继电器输出电路和无线模块，所述关量输入电路、所述RS485通信电路、所述继电器输出电路和所述无线模块分别与所述单片机连接，所述开关量输入电路用于采集开关量信号，所述RS485通信电路用于配置所述单片机的参数，所述无线模块用于将所述开关量信号发送给与之通信连接的其他开关量无线控制设备或接收其他开关量无线控制设备发送的开关量信号，所述单片机用于根据接收到开关量信号控制所述继电器输出电路以控制与所述继电器输出电路连接的受控设备。

可选的，开关量无线控制设备还包括电源，所述电源分别与所述开关量输入电路、所述RS485通信电路、所述单片机、所述继电器输出电路以及所述无线模块连接。

可选的，开关量无线控制设备还包括电源保护电路，所述电源保护电路与所述电源连接。

可选的，所述电源保护电路包括第一压敏电阻、第一自恢复保险管、第一TVS二极管、第一二极管和第一气体放电管，所述第一自恢复保险管和所述第一二极管串联于所述电源的两端之间，所述第一压敏电阻的第一端与所述第一自恢复保险管连接，所述第一自恢复保险管的第二端与所述第一气体放电管的第一端连接并接地，所述第一TVS二极管的第一端连接于所述第一自恢复保险管与所述第一二极管之间，所述第一TVS二极管的第二端与所述第一压敏电阻的第二端连接，所述第一气体放电管的第二端接地。

可选的，开关量无线控制设备还包括电平转换电路，所述电平转换电路分别与所述电源、所述RS485通信电路以及所述单片机连接。

可选的，所述电平转换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、场效应管和第二二极管，所述第一电阻连接于电源的第一电平端与所述场效应管的栅极之间，所述第一电容的一端连接于所述第一电阻与所述场效应管的栅极之间，所述第一电容的另一端接地，所述第三电阻和所述第四电阻依次连接于所述电源的第一电平端与所述单片机之间，所述场效应管的源极连接于所述第三电阻与所述第四电阻之间，所述第二电阻连接于所述所述电源的第二电平端与所述场效应管的漏极之间，所述第二电阻与所述场效应管的漏极之间与所述RS485通信电路连接，所述第二二极管的阴极与所述场效应管的漏极连接，所述第二二极管的阳极与所述场效应管的源极连接。

可选的，所述RS485通信电路包括第二气体放电管、第二自恢复保险管、第三自恢复保险管、第二TVS二极管、第三TVS二极管、第四TVS二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电感、第二电感、差动总线收发器和反向器，所述第一电感的第一端与所述第二自恢复保险管的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述差动总线收发器连接，所述第二电感的第一端与所述第三自恢复保险管的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述差动总线收发器连接，所述第二气体放电管的两端分别与所述第二自恢复保险管的第二端和所述第三自恢复保险管的第二端连接，所述第三TVS二极管的一端连接于所述第二自恢复保险管与所述第一电感之间，所述第三TVS二极管的另一端连接于所述第三自恢复保险管与所述第二电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管串联后的一端连接于所述第二自恢复保险管与所述第一电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管串联后的另一端连接于所述第三自恢复保险管与所述第二电感之间，所述第二TVS二极管与所述第四TVS二极管之间接地，所述第五电阻的一端连接于所述第二自恢复保险管与所述第一电感之间，所述第五电阻的另一端连接于所述第三自恢复保险管与所述第二电感之间，所述第六电阻的一端连接于所述第一电感与所述差动总线收发器之间，所述第六电阻的另一端接所述电源的第二电平端，所述第七电阻的一端连接于所述第二电感与所述差动总线收发器之间，所述第七电阻的另一端接地，所述差动总线收发器分别与所述反向器和所述电平转换电路连接。

可选的，所述开关量输入电路包括第三二极管、光耦合器、第二电容、第三电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻，所述光耦合器包括发光二极管和光敏三极管，所述发光二极管的阴极与所述第三二极管的阳极连接，所述发光二极管的阳极、所述第八电阻和所述电源的第二电平端依次连接，所述第九电阻的一端与所述第八电阻连接，所述第九电阻的另一端连接于所述第三二极管与所述发光二极管之间，所述第二电容的一端与所述第八电阻连接，所述第二电容的另一端连接于所述第三二极管与所述发光二极管之间，所述光敏三极管的集电极、所述第十电阻和所述电源的第一电平端依次连接，所述第三电容的一端连接于所述光敏三极管的集电极与所述第十电阻之间，所述第三电容的另一端与所述光敏三极管的发射极连接并接地。

可选的，所述继电器输出电路包括ULN2003A芯片、第一继电器、第二继电器、第四二极管和第五二极管，所述第一继电器包括第一线圈和第一常开触点，所述第二继电器包括第二线圈和第二常开触点，所述第一线圈与所述第四二极管并联后连接于所述ULN2003A芯片与所述电源的第二电平端之间，所述第二线圈与所述第五二极管并联后连接于所述ULN2003A芯片与所述电源之间，所述第一常开触点和所述第二常开触点均与受控设备连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的开关量无线控制设备可十分方便地实现设备的远程控制，不需要建立无线局域网，节省了构建局域网和维护局域网的费用，安装方便，占用空间小，大大简化了工业控制设计。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例提供的开关量无线控制设备的功能模块示意图。

图2为本实用新型较佳实施例提供的电源保护电路的电路示意图。

图3为本实用新型较佳实施例提供的电平转换电路的电路示意图。

图4为本实用新型较佳实施例提供的RS485通信电路的电路示意图。

图5为本实用新型较佳实施例提供的开关量输入电路的电路示意图。

图6为本实用新型较佳实施例提供的继电器输出电路的电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种开关量无线控制设备，用于对远端的受控设备进行控制，开关量无线控制设备包括有开关量输入电路、RS485通信电路、单片机、继电器输出电路、无线模块、电源(图未示)和电源保护电路(图未示)，关量输入电路、RS485通信电路、继电器输出电路和无线模块分别与单片机连接，电源分别与开关量输入电路、RS485通信电路、单片机、继电器输出电路以及无线模块连接，电源保护电路与电源连接。其中，开关量输入电路用于采集开关量信号，RS485通信电路用于配置单片机的参数，无线模块用于将开关量信号发送给与之通信连接的其他开关量无线控制设备或接收其他开关量无线控制设备发送的开关量信号，单片机用于根据接收到开关量信号控制继电器输出电路以控制与继电器输出电路连接的受控设备。

请参阅图2，所述电源保护电路包括第一压敏电阻MYG1、第一自恢复保险管PPTC1、第一TVS二极管TVS4、第一二极管SS34和第一气体放电管GTD2，第一自恢复保险管PPTC1和第一二极管SS34串联于电源的两端之间，第一压敏电阻MYG1的第一端与第一自恢复保险管PPTC1连接，第一压敏电阻MYG1的第二端与第一气体放电管GTD2的第一端连接并接地，第一TVS二极管TVS4的第一端连接于第一自恢复保险管PPTC1与第一二极管SS34之间，第一TVS二极管TVS4的第二端与第一压敏电阻MYG1的第二端连接，第一气体放电管GTD2的第二端接地。

电源保护电路中前级的第一压敏电阻MYG1吸收较大的浪涌，中间级的第一自恢复保险管PPTC1用于限流，做过流保护，后级的第一TVS二极管TVS4进一步吸收浪涌并降低残压，第一气体放电管GTD2进行共模防护对地隔离，第一二极管SS34防反接，保证供电的稳定性，从而更好的保护后端电路。

进一步的，请参阅图3，由于RS485通信电路以及单片机的电压不一致，因此本实用新型实施例提供的开关量无线控制设备还设置有电平转换电路，电平转换电路分别与电源、RS485通信电路以及单片机连接，用于分别为RS485通信电路和单片机供电，其中为RS485通信电路提供3.3V电压，为单片机提供5V电压。具体的，电平转换电路包括第一电阻R34、第二电阻R39、第三电阻R36、第四电阻R49、第一电容C40、场效应管NMOS和第二二极管Q1，所述第一电阻R34连接于电源的第一电平端(3.3V端)与场效应管NMOS的栅极之间，第一电容C40的一端连接于第一电阻R34与场效应管NMOS的栅极之间，第一电容C40的另一端接地，第三电阻R36和第四电阻R49依次连接于电源的第一电平端与单片机之间，场效应管NMOS的源极连接于第三电阻R36与第四电阻R49之间，第二电阻R39连接于所述电源的第二电平端(5V端)与场效应管NMOS的漏极之间，第二电阻R39与场效应管NMOS的漏极之间与RS485通信电路连接，第二二极管Q1的阴极与场效应管NMOS的漏极连接，第二二极管Q1的阳极与场效应管NMOS的源极连接。

电平转换电路的原理为，当电源的第一电平端(3.3V端)输出低电平时(0V)，场效应管NMOS导通，电源的第二电平端(5V端)输出是低电平(0V)。当电源的第一电平端输出高电平时(3.3V)，场效应管NMOS截至，电源的第二电平端输出是高电平(5V)。当电源的第二电平端输出低电平时(0V)，场效应管NMOS内的二极管导通，从而使场效应管NMOS导通，电源的第一电平端输出是低电平(0V)。当电源的第二电平端输出高电平时(5V)，场效应管NMOS截至，电源的第一电平端输出是高电平(3.3V)。通过设置电平转换电路可实现对不同工作电压的RS485通信电路和单片机供电。

请参阅图4，RS485通信电路包括第二气体放电管GTD1、第二自恢复保险管PTC1、第三自恢复保险管PTC2、第二TVS二极管TVS1、第三TVS二极管TVS2、第四TVS二极管TVS3、第五电阻R26、第六电阻R21、第七电阻R30、第一电感L2、第二电感L3、差动总线收发器和反向器。本实用新型实施例中，所述差动总线收发器采用SN65176芯片，所述反向器采用74LVC2G04芯片，可以理解的，在其他的一些实施例中，所述差动总线收发器和反向器可以采用其他芯片。例如，差动总线收发器还可以采用SN65176B、SN65176BN等芯片，所述反向器还可以采用74LVC2T45GN芯片等。

其中，第一电感L2的第一端与第二自恢复保险管PTC1的第一端连接，第一电感L2的第二端与差动总线收发器的引脚A连接，第二电感L3的第一端与第三自恢复保险管PTC2的第一端连接，第二电感L3的第二端与差动总线收发器的引脚B连接，第二气体放电管GTD1的两端分别与第二自恢复保险管PTC1的第二端和第三自恢复保险管PTC2的第二端连接，第三TVS二极管TVS2的一端连接于第二自恢复保险管PTC1与第一电感L2之间，第三TVS二极管TVS2的另一端连接于第三自恢复保险管PTC2与第二电感L3之间，第二TVS二极管TVS1与第四TVS二极管TVS3串联后的一端连接于第二自恢复保险管PTC1与第一电感L2之间，第二TVS二极管TVS1与第四TVS二极管TVS3串联后的另一端连接于第三自恢复保险管PTC2与第二电感L3之间，第二TVS二极管TVS1与第四TVS二极管TVS3之间接地，第五电阻R26的一端连接于第二自恢复保险管PTC1与第一电感L2之间，第五电阻R26的另一端连接于第三自恢复保险管PTC2与第二电感L3之间，第六电阻R21的一端连接于第一电感L2与差动总线收发器的引脚A之间，第六电阻R21的另一端接电源的第二电平端，第七电阻R30的一端连接于第二电感L3与差动总线收发器的引脚B之间，第七电阻R30的另一端接地，差动总线收发器分别与反向器和电平转换电路连接。

由于RS485通信电路中设置有第二气体放电管GTD1、第二自恢复保险管PTC1、第三自恢复保险管PTC2、第二TVS二极管TVS1、第三TVS二极管TVS2以及第四TVS二极管TVS3，当发生雷击时，第二气体放电管GTD1可作为一级防护，此时电压被大大消弱到数百伏左右，再经过第二自恢复保险管PTC1、第三自恢复保险管PTC2限浪，并通过第二TVS二极管TVS1、第三TVS二极管TVS2、第四TVS二极管TVS3做二次限压，使得后端电路的电压被钳制在8V左右，从而实现对后端电路的保护，达到良好的防雷效果。外部接入的RS485信号通过保护电路后，将正常有用的信号传送给差动总线收发器，差动总线收发器将RS485信号转换成TTL信号，并传送给单片机，与之通信。

差动总线收发器的收发使能控制是根据485_RXD的信号引脚实现的。485_RXD引脚是单片机给差动总线收发器发送数据引脚，485_TXD是差动总线收发器给单片机发送数据引脚，485_EN是差动总线收发器的使能引脚。由于485_RXD引脚默认处于高电平状态，通过反相器反相输出到485_EN时为低电平，此时差动总线收发器处于接收状态，可以将RS485_A和RS485_B的信号接收进来并转换为TTL信号从485_TXD处发出，给到单片机；当485_RXD引脚处于低电平状态时，通过反相器反相输出到485_EN时为高电平，此时差动总线收发器处于发射状态，可以将485_RXD的信号接收进来并转换为RS485信号从RS485_A和RS485_B处发出，给到外部设备。

请参阅图5，开关量输入电路包括第三二极管D8、光耦合器、第二电容C25、第三电容C27、第八电阻R31、第九电阻R32、第十电阻R33，光耦合器包括发光二极管U6和光敏三极管VT，发光二极管U6的阴极与第三二极管D8的阳极连接，发光二极管U6的阳极、第八电阻R31和电源的第二电平端依次连接，第九电阻R32的一端与第八电阻R31连接，第九电阻R32的另一端连接于第三二极管D8与发光二极管U6之间，第二电容C25的一端与第八电阻R31连接，第二电容C25的另一端连接于第三二极管D8与发光二极管U6之间，光敏三极管VT的集电极、第十电阻R33和电源的第一电平端依次连接，第三电容C27的一端连接于光敏三极管VT的集电极与第十电阻R33之间，第三电容C27的另一端与光敏三极管VT的发射极连接并接地。

当DI0和DICOM0导通时，DI0为低电平，发光二极管U6导通，并将电信号转换为光信号，光信号作用在光敏三极管VT的基极上，使光敏三极管VT受光导通，这样就对信号实现了电-光-电的转换，把输入侧的电信号传输到了输出侧，此时DI0-M处的电压由高电平转变为低电平，并将此低电平传送给单片机，由于光电耦合的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好，因此由它构成的逻辑电路更可靠。

为了提高光耦合器的可靠性、稳定性，增加了第九电阻R32，首先此电阻可提高光耦的关断速度，放掉发光二极管U6上的电，其次提高光耦的电流阈值，防止光耦误导通。并且增加的第二电容C25用来滤除杂波提高光耦的抗干扰能力。

请参阅图6，继电器输出电路包括ULN2003A芯片、第一继电器、第二继电器、第四二极管D3和第五二极管D9，第一继电器包括第一线圈K1-1和第一常开触点K1-2，第二继电器包括第二线圈K2-1和第二常开触点K2-2，第一线圈K1-1与第四二极管D3并联后连接于ULN2003A芯片的输出引脚与电源的第二电平端之间，第二线圈K2-1与第五二极管D9并联后连接于ULN2003A芯片的输出引脚与电源之间，第一常开触点K1-2和第二常开触点K2-2均与受控设备连接。

ULN2003A芯片是单片集成高耐压、大电流达林顿管阵列，电路内部设计有续流二极管，可用于驱动继电器、步进电机等感性负载。当单片机控制K0_EN为高电平时，通过ULN2003A芯片的RLY0引脚输出低电平，继电器K1线圈导通，吸合触点，此时常开触点K1-2闭合导通；当单片机控制K0_EN变为低电平时，通过ULN2003A芯片的RLY0引脚输出高电平，继电器K1线圈不导通，触点断开，此时常开触点K1-2由闭合变为断开，不导通。实现了单片机控制继电器的通断。

考虑到目前有些应用采用了带上拉电阻的单片机，在上电时单片机输出状态不定，此时ULN2003A输入级会受单片机上拉电阻影响而将负载打开，为了避免负载的误动作，所以在输入级接入了1个4.7K的对地的下拉电阻。

本实用新型实施例中，无线模块采用433MHz的LORA模块来传输数据，其发射功率为30dBm，带有PA功率放大器与LNA低噪声放大器，从而提高通信稳定性，延长通信距离，采用工业级晶振，保证其稳定性、一致性，精度均小于业内普遍采用的10ppm。模块采用了LORA扩频的调制方式，并且增加了数据加密和压缩功能，提高可靠性和传输效率。可以理解的，在其他的一些实施例中，所述无线模块也可以采用其他模块，例如NB-IoT模块等。

综上所述，本实用新型实施例提供的开关量无线控制设备可十分方便地实现设备的远程控制，不需要建立无线局域网，节省了构建局域网和维护局域网的费用，安装方便，占用空间小，大大简化了工业控制设计。同时，电源保护电路的过流、过压、防反接等功能，保证了供电的稳定性，从而更好的保护后端电路。其次，RS485通信电路中设置的气体放电管、自恢复保险管以及TVS二极管可使得后端电路的电压被钳制在8V左右，从而实现对后端电路的保护，达到良好的防雷效果。另外，开关量输入电路中采用光耦合的方式，使得其抗干扰性能和隔离性能更好，构成的逻辑电路更可靠。最后，无线模块采用433MHz的LORA模块来传输数据，传输效果好，抗干扰能力强。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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开关量无线控制设备论文和设计

开关量无线控制设备论文和设计-谭宇

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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