[发明专利]客厅风扇自然风控制系统

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种客厅风扇自然风控制系统，包含多个风扇控制器和一个主控器。各壁扇或落地扇吹风方向统一固定指向户外，产生各风扇统一协调的自然风效果，更有效地把热量送出户外。主控器安装有红外接收电路，需要改变风扇运行模式时，红外线遥控发射器发出运行模式指令信号，实现模式改变及各种操作。

(二)背景技术：

由电力网提供电源的控制系统，其各电子设备或模块间都是通过专用线路通信，来纠正各电子设备或电子模块的计时时间，达到同步运行目的。由于采用专用线路通信使布线复杂化并增加成本，如果计时时间不通过线路通信纠正，则由于传统计时误差，运行数小时后，其累积计时误差会使系统控制动作不一致，可能造成系统崩溃，在一些经常变更设计，布线工程量大的场合其产品应用受到限制。

(三)发明内容：

许多客厅不装空调而是用电风扇杂乱无章地吹风，散热效果差。本发明涉及客厅风扇自然风控制系统，包含多个风扇控制器和一个主控器。每个风扇控制器控制一台吊扇或壁扇或落地扇等电风扇，各壁扇或落地扇吹风方向统一固定指向户外，吹风统一有序，更有效地把热量送出户外。客厅总开关板上有一个空气开关，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，并在主控器和每个风扇控制器的通信电路中各安装一个通信电子开关、开关驱动模块。主控器和各风扇控制器中均安装周波甄别电路，用于产生系统的同步时间保持系统动作一致。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，系统处于经电力线的半波通信半波供电状态，各风扇控制器也在检测不到电力网被整流二极管阻断的半波信号时，系统处于半波通信状态，即关断风扇电源，接通通信电子开关；反之，当从半波切换为全波前，主控器先向各风扇控制器发送切换指令，关断通信电子开关接通风扇电源。主控器安装有红外接收电路，它通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头，需要改变风扇运行模式时，红外线遥控发射器发出运行模式指令信号，主控器中红外接收器件收到红外线遥控发射器的红外指令信号时，它将红外光信号变成电信号并送到前置放大电路进行放大，再经过解调器后，由信号检出电路将指令信号检出，实现模式改变及各种操作。主控器选择在运行自然风的微风或暂停吹风时进行半波通信操作，通信时间很短，不影响自然风效果。每个风扇控制器的输出经光电隔离和双向可控硅串接于原插座或开关上，电风扇插于插座上或接于开关电路中，实现其负载通电功率和时间的控制，产生各风扇统一协调的自然风效果，改变客厅设计很方便，无须破墙布线。

通信电子开关的开关驱动模块是从电力网线经电阻降压后分两路，一路用于各风扇控制器，它经反接二极管接于各风扇控制器的单片机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。另一路用于各风扇控制器和主控器，其间通信是受同步时间控制以保持动作一致，该路经电阻分压后接D触发器的CLK端，D触发器的Q端接单片机的外部中断口(INT0或INT1)，该中断口设置为电平触发。D触发器的D端接地，其S端与单片机的I/O口相接，初始状态S端置1。当CLK端的正方波信号到来时，其上升沿使D触发器置0，外部中断口低电平产生中断，在中断服务程序中先使S端置0使D触发器置1即Q端为1而关中断，然后进行通信，通信电子开关依所采用通信方式接于单片机相应端口，并进行信号调理，通信结束前S端置1使开中断等待下一周波的通信，如此周而复始实现半波通信。

本发明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，实现系统中主控器和各风扇控制器的同步运行。

主控器和各风扇控制器的周波甄别电路结构示意图如图2所示，由二个采用滞回比较器的电压比较器组成，每个电压比较器中均包含滤波电路，其电压比较器的基准电压由稳压电路提供。系统设置时钟计时器和同步计时器。如果检测到相临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，按序存入周波时间存储单元中，该周波时间存储单元可存放100个周波时间，存满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并保存，利用Tz值鉴别待识别周波信号，以降低电力网频率波动的影响，同时采用三个甄别点降低误判可能性。