CN100530963C - 一种用电器的智能控制方法及其智能控制开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于宾馆客房的、能自动识别室内有否人存在从而相应地自动控制相关用电器的智能控制方法及其智能控制开关。其控制方法是利用控制电路对至少一路人体出入检测开关信号和至少一路人体室内活动检测开关信号进行逻辑运算，来控制开关的输出通断状态。该智能控制开关包括至少一路人体出入检测开关和至少一路人体室内活动检测开关，和接受检测开关输出信号并输出控制信号的控制电路。

Description

一种用电器的智能控制方法及其智能控制开关

技术领域

本发明涉及一种智能电子控制装置及其控制方法，尤其是一种适用于宾馆客房用电器的智能控制方法及其智能控制开关。

背景技术

众所周知，卫生间内非常潮湿，容易滋生病菌，出于卫生和安全等方面的考虑，但凡入住宾馆的客人，很少有正常关闭卫生间照明及排风设施的习惯，这不但浪费了大量的电能，也减少了用电设施的使用寿命。为此各宾馆采取了许多措施来加以控制，但均未达到最佳效果，如使用热释红外开关时，当人体在室内静止不动或室内有屏障时，会出现失控，并且当热释红外开关有输出时其负载发出的可见光会对光控电路有影响而产生误动作，而其它类型的室内用电器控制开关无论是触摸式或电子遥控式开关，均需一定程度的人为介入，这些开关的使用效果不理想，亦或自动化程度不高。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术不足，提供一种能够对输入检测信号进行比较并进行逻辑运算从而对用电器实施自动控制的方法，及其不受室内照明光线影响、不论室内人体是否活动和室内是否有屏障、不会失控的智能控制开关。

一种使用智能控制开关实现智能自动控制的方法为：对人体进入某一空间后的活动检测结果进行记忆保持，同时对人体离开该空间的活动进行定向检测，并将检测结果转化为解除上述记忆保持功能的触发信号。

其控制过程为：①当人体开始进入房间时，人体出入检测开关检测到有人体出入时输出一个信号到控制电路，控制电路输出信号使用电器工作，同时控制电路封锁人体室内活动检测开关输出到控制电路的输入信号；之后如人体未进入室内并离开，人体出入检测开关的输出信号消失，控制电路将延时一段时间使用电器停止工作；②人体刚进入室内并开始活动时，人体出入检测开关、人体室内活动检测开关先后输出信号到控制电路，控制电路输出信号使用电器工作，同时控制电路封锁人体室内活动检测开关输出到控制电路的输入信号，如人体进入室内后仍在持续活动，在人体出入检测开关的输出信号消失后，控制电路解除对人体室内活动检测开关输入信号的封锁，控制电路可以接收到人体室内活动检测开关输出的人体活动信号，并对人体室内活动检测开关输入的信号进行记忆保持；此后，即使人体室内活动检测开关没有信号送到控制电路，控制电路仍将一直保持输出不变；③当人体从室内离开房间时：人体室内活动检测开关和人体出入检测开关先后检测到人体活动并输出信号到控制电路，在人体出入检测开关有信号送到控制电路时，控制电路将清除对人体室内活动检测开关输入信号的记忆保持状态，并在人体离开房间后，延时一段时间使用电器停止工作。

本发明智能控制开关由输入检测电路和接受输入检测电路输出信号的控制电路组成，所述输入检测电路包括至少二路检测开关。

所述至少二路检测开关，包括至少一路人体出入检测开关和至少一路人体室内活动检测开关，所述至少二路检测开关可以是门磁开关、声控开关及红外开关、微波开关等人体感应开关，或者智能开关。

所述控制电路由电源电路1，触发电路2，自保电路3，驱动电路4，光控电路5组成，所述自保电路3的输入端分别与人体室内活动检测开关的输出端、触发电路2的一个输出端及自保电路3的一个输出端连接，自保电路3的二个输出端，一个与自保电路3的一个输入端连接，另一个与驱动电路4的一个输入端连接；所述触发电路2的输入端与人体出入检测开关的输出端连接，其输出端分别与自保电路3的一个输入端和驱动电路4的一个输入端连接；所述光控电路5的输入端与驱动电路4的一个输出端连接，光控电路5的输出端与驱动电路4的一个输入端连接；所述触发电路2主要是在人体出入检测开关有信号19输入时，输出一个信号关闭自保电路3的输入信号，使自保电路3因没有输入信号而截止，同时输出另一个信号到驱动电路4，使负载得电工作；所述自保电路3主要是在触发电路2无信号输入时，对人体进入房间后的持续活动信号进行检测，当人体室内活动检测开关有信号20输入时，自保电路3输出一个信号到驱动电路4，使负载工作，同时输出另一个信号到自保电路3的输入端，对人体室内活动检测开关的输入信号20进行记忆保持，此后，即使人体室内活动检测开关没有信号输入，自保电路3仍有信号输出，达到只要有人在室内，不管人体活动与否及室内有屏障时，用电器都能不间断工作的目的；所述光控电路5主要含有一路从驱动电路4输出端拾取的输入信号，其作用是在负载有输出时关闭光控电路5的输出信号，避免光控电路的光敏元件检测到负载工作时发出的可见光而产生误动作；所述触发电路2、自保电路3、驱动电路4，各自分别采用型号为NE555集成电路(IC₂、IC₃、IC₄)构成的单稳态触发器为主电路。

所述人体出入检测开关为反射式红外开关，所述人体室内活动检测开关为广角式热释红外检测开关。

所述检测开关也可以设有无线发射装置，所述控制电路可以设置有与所述无线发射装置相对应的输入信号接收器，实现输入输出信号的无线传输。

所述控制电路与广角式热释红外开关和反射式红外开关设于同一壳体，并安装于室内门口上方，且广角式热释红外开关的菲涅尔透镜25设于壳体的一个下部向内侧形成倾斜面的侧面板的倾斜面26上，反射式红外开关的检测窗口27位于壳体的下底面板28上。

所述输入检测电路包括三路检测开关。

所述三路检测开关包括人体出入检测开关、人体室内活动检测开关和卫生间智能控制开关，所述人体出入检测开关的输出端与触发电路2的输入端连接，人体室内活动检测开关、卫生间智能控制开关的输出端与自保电路3的输入端连接，自保电路3的二个输出端，一个与自保电路3的一个输入端连接，另一个与驱动电路4的一个输入端连接；所述触发电路2的输出端分别与自保电路3的一个输入端和驱动电路4的一个输入端连接。

本发明利用人体进入室内后仍要活动一段时间的特征，采用了智能控制方式和设置有多路检测开关，通过对人体进入房间后的持续活动信号进行检测，达到不论室内的人体是否活动，以及室内是否有屏障，都能自动识别室内有无人体存在，从而相应自动打开或关闭相关用电器，整个过程无人为介入，真正实现人来接通，人离断电、使用效果好，不会失控、方便自然，制造成本低、安装简单。

附图说明

图1为本发明的电路工作原理方框图

图2为本发明的一种卫生间智能控制开关实施例的电路原理图

图3为本发明的另一种智能电源控制开关实施例的电路原理图

图4为本发明的与控制电路一体式设置的广角式热释红外开关和反射式红外开关的菲涅尔透镜和检测窗口，分别在外壳上的安装位置示意图

图5为本发明的各路控制信号工作波形图

具体实施方式

本发明第一种实施例采用广角式热释红外开关和反射式红外开关作为检测开关，并与控制电路设置为一体式安装于卫生间内门口上方。

如图2所示：电源电路1采用7812三端稳压器IC₁为电路提供12V的工作电压。

触发电路2主要由NE555集成电路IC₂及其延时电容C₄、上接电阻R₂、三极管Q₁、Q₂等外围元件构成；如图2所示，反射式红外开关信号19从输入电阻R₁₂的一端接入，输入电阻R₁₂另一端与三极管Q₁的基极连接，三级管Q₁的集电极与触发器IC₂输入端脚2、6连接构成触发电路2的输入回路，触发器IC₂输出脚3经隔离二极管D₃、电阻R₃与三极管Q₂基极连接，构成触发电路2的一输出回路，它的主要作用是在触发电路有信号输入时对自保电路3的输入信号进行封锁，IC₂脚3还经电阻R₄、二极管D₄与驱动电路4输入端的三极管Q₄基极连接，形成触发电路2的另一输出回路，自保电路3主要由NE555集成电路IC₃和三极管Q₃、延时电容C₅、自保回路二极管D₅构成主电路，广角式热释红外开关输出信号20从输入电阻R₁₃的一端接入，电阻R₁₃另一端与三极管Q₃的基极和二极管D₅负极连接形成输入通道，其输出端触发器IC₃脚3，一路经电阻R₆、二极管D₆与三极管Q₄基极连接形成输出回路。另一路经R₆、二极管D₅与三极管Q₃基极连接形成自动保持信号回路，它的主要作用是在触发电路2无输出时，对广角式热释红外开关输入的信号20进行记忆保持。驱动电路4主要由NE555集成电路IC₄、三极管Q₄、Q₅、Q₆、延时电容C₆、上拉电阻R₇、继电器J₁、J₂等构成，IC₄的②、⑥脚与三极管Q₄集电极连接，IC₄③脚经电阻R₈、R₉与驱动三极管Q₅、Q₆基极连接构成输出回路，其中继电器J₁对换气扇进行控制，继电器J₂对照明灯具进行控制，光控电路5主要由光敏电阻Rg、三极管Q₇、Q₈等构成，其主要作用是在室内光线好时，使照明灯不工作，控制其他用电器正常工作，当室内光线不好时，可同时控制照明和其他用电器，并在用电器工作时，从驱动电路4的输出端拾取一个控制信号，使光控电路无输出，避免光控电路5的光敏元件检测到照明灯发出的可见光而产生误动作。

本发明第一种实施例卫生间智能控制开关的工作过程是这样的：

反射式红外开关主要检测室内靠门口区域的空间，广角式热释红外开关主要检测室内门口区域之外的其余空间部分，广角式热释红外开关和反射式红外开关各自的检测区域不重叠，以免相互之间产生干扰。

①当人体刚进入卫生间并处于在反射式红外开关检测区域内时，反射式红外开关检测到人体活动信号而输出一高电平信号19经R₁₁送入三极管Q₁基极，三极管Q₁导通，当C₄放电至1/3V_c时触发器IC₂翻转，IC₂的脚3输出为高电平；脚3输出的高电平一路通过R₃、D₃到三极管Q₂基极，Q₂导通，Q₃的基极为低电位自保电路3的输入信号被封锁而无输出，另一路经过电阻R₄、二极管D₄给三极管Q₄基极输入一个高电平信号，Q₄导通，C₆开始放电，当C₆放电至1/3V_c时IC₄翻转，IC₄的脚3为高电平，此高电平通过电阻R₈、R₉经三极管Q₅、Q₆放大，驱动继电器J₁、J₂吸合，灯和排气扇得电开始工作；此时，如人体离开卫生间，当反射式红外开关输入的信号19消失后，在C₄充电至2/3V_c时IC₂翻转，IC₂的脚3输出为低电平，灯和排气扇在延时一段时间后失电停止工作。

②当人体进入卫生间并活动时，反射式红外开关首先检测到人体的活动信号，并输出一个信号19经电阻R₁₁、三极管Q₁给触发器IC₂一个触发信号，触发器IC₂翻转，IC₂的脚3为高电平，脚3输出的高电平一路通过电阻R₄、二极管D₄给驱动延时电路一个触发信号，继电器J₁、J₂吸合，灯和排气扇得电开始工作；另一路通过R₃、D₃到三极管Q₂基极，Q₂导通，自保电路3因Q₃的基极为低电位被封锁，此时，即便广角式热释红外开关有信号20输入，自保电路3也无输出；由于人体进入室内后仍在继续活动，当反射式红外开关输入的信号19消失后，C₄充电至2/3V_c时IC₂翻转，IC₂的脚3输出为低电平，自保电路3输入端的封锁被解除，广角式热释红外开关检测到人体活动，输出一个信号20经电阻R₁₂、二极管D₉到三极管Q₃基极，Q₃导通，C₅放电至1/3V_c时触发器IC₃翻转，IC₃的脚3输出为高电平；脚3输出的高电平一路经R₆、D₅给三极管Q₃基极一个自保反馈信号，对广角式热释红外开关输入的信号20进行记忆保持，另一路经R₆、D₆给驱动电路4一个触发信号，此后，不管人体在卫生间内是否动作及是否有屏障，灯和排气扇将一直处于工作状态。

③当人体离开卫生间时，广角式热释红外开关和反射式红外开关先后检测到人体的活动信号，由于触发电路2的输出信号关闭了自保电路3的输入信号，自保电路3的记忆保持功能被解除，灯和排气扇继续工作；当人体离开卫生间后，触发电路2因没有输入信号而关闭输出，灯和排气扇将延时一段时间后失电停止工作。

在本发明的第二种实施例中，第一种实施例中的卫生间智能控制开关也做为一个人体室内活动检测开关使用，还包括有门磁开关、热释红外开关同时和智能控制器一起做为一种智能电源开关使用；如图3所示，其中21为门磁开关输入信号，22为卫生间智能控制开关输入信号，23为热释红外开关输入信号，并且门磁开关安装在室内门的上方，卫生间智能控制开关安装在卫生间内，热释红外开关安装在除室内门口和卫生间外可对室内人体活动进行检测的任一位置，其控制过程为：

①当人体打开房间门时：门磁开关检测到开门信号后输出一个有效信号21到触发电路2的输入端，触发电路2有输出，其输出信号一路关闭自保电路3输入端的输入信号，另一路送到驱动电路4，驱动电路4有输出，室内用电器得电，如房间门一直开着，则不管热释红外开关和卫生间控制开关是否有信号输入，室内用电器一直得电；如此时人体关闭房门离开房间，则驱动电路4将在门磁开关输入信号21消失后延时一段时间关闭室内总电源；

②当人体关闭房门并且在室内活动：当人体关闭房门时，触发电路2无输入信号21而关闭输出，自保电路3输入端的封锁状态被解除，驱动电路4进入延时状态；因人体进行房间后仍要活动一段时间，此时，如卫生间智能控制开关或热释红外开关有信号输入，则自保电路3有信号输入而有输出，其输出的信号一路反馈到自保电路的输入端，对输入信号22或23进行记忆保持，输出的另一路信号送到驱动电路4，使驱动电路4持续工作，此后，不管室内人体有否动作，驱动电路4将一直保持输出状态；

③当人体打开房门准备离开：当人体打开房门准备离开时，门磁开关检测到开门信号并输出一个信号21到触发电路2，触发电路2有输出，其输出一路送到自保电路3的输入端关闭自保电路3的输入信号，解除自保电路3的记忆保持功能，另一路送到驱动电路4，使驱动电路4持续输出；

④当人体关闭房门并离开：当人体关闭房门并离开时，驱动电路4将在门磁开关输入信号21消失后延时一段时间关闭室内总电源；

如图4所示，广角式热释红外开关和反射式红外开关设置于一个开关壳体内，热释红外开关的菲涅尔透镜25，设于壳体一个侧面板的自内倾斜部分的面板26上，反射式红外检测窗口27设于开关外壳底板28上。

本发明的信号波形如图5所示，其中a为人体出入活动检测开关输出信号波形图，b为人体室内活动检测开关输出信号波形图，c为触发电路2输出信号波形图，d为自保电路3输出信号波形图，e为智能控制器输出信号波形图。

本发明控制电路也可以采用其他电子电路单元构成。

Claims (5)

1、一种使用智能控制开关实现智能自动控制的方法，包括对人体进入某一空间后的活动进行检测，将检测结果转化成电信号后接通电路，并在无信号时延时断开该电路，其特征是，所述对人体进入某一空间后的活动进行检测，是通过设置包括人体出入检测和人体室内活动检测的检测开关，当人体进入某一空间后，控制电路输出信号启动负载，同时对人体室内活动检测开关的输出进行记忆保持，只要人体进入后没有离开，即使人体室内活动检测开关的检测信号消失，控制电路仍可通过记忆保持功能以维持控制电路的输出状态不变，当人体离开该空间，控制电路将检测结果转化成解除上述记忆保持功能从而关闭负载。

2、一种实现权利要求1所述智能自动控制方法的智能控制开关，包括控制电路，与所述控制电路连接的包括人体出入检测开关、和人体室内活动检测开关在内的至少二路检测开关，所述检测开关至少有一路连接于所述控制电路中的自保电路的输入端。

3、由权利要求2所述智能控制开关，其特征是，所述控制电路由电源电路(1)，触发电路(2)，自保电路(3)，驱动电路(4)，光控电路(5)组成，所述自保电路(3)的输入端分别与人体室内活动检测开关的输出端、触发电路(2)的一个输出端及自保电路(3)的一个输出端连接，自保电路(3)的二个输出端，一个与自保电路(3)的一个输入端连接，另一个与驱动电路(4)的一个输入端连接；所述触发电路(2)的输入端与人体出入检测开关的输出端连接，其输出端分别与自保电路(3)的一个输入端和驱动电路(4)的一个输入端连接；所述光控电路(5)的输入端与驱动电路(4)的一个输出端连接，光控电路(5)的输出端与驱动电路(4)的一个输入端连接；所述触发电路(2)主要是在人体出入检测开关有信号(19)输入时，输出一个信号封锁自保电路(3)的输入信号，使自保电路(3)因没有输入信号而截止，同时输出另一个信号到驱动电路(4)，使负载得电工作；所述自保电路(3)主要是在触发电路(2)无信号输入时，对人体进入房间后的持续活动信号进行检测，当人体室内活动检测开关有信号(20)输入时，自保电路(3)输出一个信号到驱动电路(4)，使负载工作，同时输出另一个信号到自保电路(3)的输入端，对人体室内活动检测开关的输入信号(20)进行记忆保持，此后，即使人体室内活动检测开关没有信号输入，自保电路(3)仍有信号输出，达到只要有人在室内，不管人体活动与否及室内有屏障时，用电器都能不间断工作的目的；所述光控电路(5)主要含有一路从驱动电路(4)输出端拾取的输入信号，其作用是在负载有输出时关闭光控电路(5)的输出信号，避免光控电路的光敏元件检测到负载工作时发出的可见光而产生误动作；所述触发电路(2)、自保电路(3)、驱动电路(4)，各自分别采用型号为NE555集成电路(IC₂、IC₃、IC₄)构成的单稳态触发器为主电路。

4、由权利要求2或3所述智能控制开关，其特征是所述控制电路与广角式热释红外开关和反射式红外开关设于同一壳体，并安装于室内门口上方，且广角式热释红外开关的菲涅尔透镜(25)设于壳体的一个下部向内侧形成倾斜面的侧面板的倾斜面(26)上，反射式红外开关的检测窗口(27)位于壳体的下底面板(28)上。

5、由权利要求2或3所述智能控制开关，其特征是所述人体出入检测开关为反射式红外开关，所述人体室内活动检测开关为广角式热释红外检测开关，或智能开关。

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