CN101938870B

CN101938870B - 灯具无线互控开关及其系统

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Publication number: CN101938870B
Application number: CN200910305636.6A
Authority: CN
Inventors: 张玉良
Original assignee: Individual
Current assignee: Shenzhen Jintonghui Network Technology Co Ltd
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-08-14
Also published as: CN101938870A

Abstract

本发明涉及一种灯具无线互控开关，包括一控制单元和一电源单元，其中，该控制单元包括一发射电路和一接收电路，该发射电路用于根据外部的指令发送无线射频信号，该接收电路用于接收无线射频信号，该电源单元根据该接收电路所接收的信号控制外部灯具开启或关闭，该电源单元为单火线接入，无零线接入；该控制单元还包括一背光电路，用于为灯具无线互控开关提供夜光显示。本发明还提供一种灯具无线互控系统。本发明的有益效果是：总待机功耗电流在40～75微安，该项指标使得单火线开关在与负载串联的情况下，节能灯、LED灯等灯具不闪烁，以适应各类不同灯具。

Description

灯具无线互控开关及其系统

技术领域

本发明涉及灯具遥控方法，以及采用该灯具遥控方法的开关及其系统，特别是一种灯具无线互控开关及其系统。

背景技术

一般的遥控开关是由受控的墙壁开关和配套的遥控器组成，遥控器发射控制指令，而受控墙壁开关通过接收装置接收控制指令，并执行操作命令，从而可实现单个遥控器控制多个受控墙壁开关。

无线遥控开关，尤其是近年来出现的具有单火线进出、低功耗特点的无线遥控开关，直接替换86型机械墙壁开关，免布线，适合各类负载。因而在一些必须使用远程隔墙遥控的场合，或者在集中控制灯光方面，得到了一定应用。

但是，常见的遥控开关由于必须采用遥控器来控制，存在以下几个问题：第一，受控开关与遥控器之间，是单向数据传输，其仅适合于单向集中控制，无法满足交互分布式多点互控，也不能够组成超过十几个控制点的控制系统；第二，遥控器需要电池供电，需要更换电池，不适合在家庭普遍推广；第三，遥控器容易丢失，不适合多人多点使用；第四，遥控器控制不符合通常的开关操作和安装模式；第五，遥控器需要安装电池，因此其电能受到限制，不宜采用夜光指示。

上述问题的存在，使得以往遥控开关无法得到广泛应用，只能说是对传统开关的一种延伸，而不能说是一种变革。

发明内容

为了解决现有技术遥控开关的上述问题，有必要提供一种功耗小、可双向通讯多点互控、可夜晚发光以及无需电池的灯具无线互控开关。

为了解决现有技术遥控开关的上述问题，还有必要提供一种采用上述灯具无线互控开关的灯具无线互控系统。

为了解决现有技术遥控开关的上述问题，还有必要提供一种采用上述灯具无线互控开关的灯具无线互控方法。

本发明提供一种灯具无线互控开关，包括一控制单元和一电源单元，该控制单元可以同时接收和发送信号，该电源单元用于为该灯具无线互控开关提供工作电源并控制外部灯具。

在本发明灯具无线互控开关中，该控制单元包括一发射电路和一接收电路，该发射电路用于根据外部的发送信号，该接收电路用于接收信号，该电源单元根据该接收电路所接收的信号控制外部灯具开启或关闭。

在本发明灯具无线互控开关中，该控制单元还包括一背光电路，用于为灯具无线互控开关提供夜光显示。

在本发明灯具无线互控开关中，该控制单元还包括一控制电路，该电源单元包括一继电器组和一取电电路，该发射电路连接到该背光电路，该接收电路和该背光电路分别连接到该控制电路，该控制电路连接到该继电器组，该继电器组连接到该取电电路并且还连接到外部灯具，该取电电路还连接到该控制单元。

在本发明灯具无线互控开关中，该取电电路是单火线取电电路。

在本发明灯具无线互控开关中，该发射电路包括一电容和两个三极管，该电容是作为该发射电路的储能元件，该三极管是PNP型三极管，该三极管共同组成镜像恒流充电电路，并为该电容充电，该电容电容值可以为0.1～10法拉。

在本发明灯具无线互控开关中，该发射电路还包括发光二极管和电阻组成的回路作为恒流充电电路的参考源，用于限定充电电流的大小，其中，该电阻的电阻值为10KΩ～1MΩ。

在本发明灯具无线互控开关中，该接收电路包括微处理器，当该接收电路侦测到有数据发送时，通过判别地址码和操作码，确认是否是发给自己的指令，如果不是，则放弃侦测，进入静默；如果是，则执行指令，该微处理器同时也接受触摸控制器传来的控制指令，将其转化为对继电器的控制指令，该触摸控制器可感测使用者的触摸动作，并输出相应的控制指令。

本发明还提供一种灯具遥控系统，包括多个如上所述的灯具无线互控开关，其中多个该灯具无线互控开关构成点对点、点对多、多对点、多对多的双向通讯多点互控式灯具遥控系统。

本发明还提供一种灯具无线互控方法，包括提供多个灯具无线互控开关，每一灯具无线互控开关包括一控制单元，该控制单元能够发送和接收信号；根据外部的控制发送信号；接收信号并根据所接收的信号对应控制外部的灯具。

本发明灯具无线互控开关包括该控制单元和该电源单元，其能够实现单火线开关的无线双向数据传输和开关与开关之间相互控制，可组成小型、中型乃至大型的智能、无线的灯光遥控系统。本发明灯具无线互控开关可以将主控发射功能（该发射电路）和受控接收功能（该接收电路）均安装在同一个墙壁开关的壳体内，并且采用单火线进出和取电，能够适应各种类型的民用照明设备，如白炽灯、日光灯、节能灯、射灯等，并适应较宽的负载功率范围。另外，本发明灯具无线互控开关的发射电路和接收电路具有低功耗。而采用低功耗大功率单火线的取电电路和继电器组。该灯具无线互控开关的静态功耗小于15毫瓦。在各种照明灯光控制的场合，迫切需要具有开关与开关之间相互控制和集中控制功能，并且免布线，易安装，适应范围广的灯具遥控系统。本发明灯具灯具无线互控系统采用上述灯具无线互控开关，实现了功耗小、可双向通讯多点互控、可夜光发光以及无需电池的功能。

附图说明

图1是本发明灯具无线互控开关一较佳实施方式的电路结构示意图。

图2是图1所示发射电路的电路原理示意图。

图3是图1所示接收电路的电路原理示意图。

图4是图1所示电源单元的电路原理示意图。

图5-7是图1所示灯具无线互控开关的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，是本发明灯具无线互控开关一较佳实施方式的电路结构示意图。该灯具无线互控开关10可设置于墙体上，其包括一控制单元20和一电源单元30。该控制单元20可以同时接收和发送信号，该电源单元30用于为该灯具无线互控开关10供电和控制外部灯具。

该控制单元20包括发射电路201、接收电路202、控制电路203和背光电路204。该发射电路201和该接收电路202为低功耗发射电路和低功耗接收电路。该电源单元30包括继电器组301和取电电路302，该取电电路302是单火线取电电路。该发射电路201连接到该背光电路204。该接收电路202和该背光电路204分别连接到该控制电路203。该控制电路203连接到该继电器组301。该继电器组301连接到该取电电路302，还连接到外部灯具（如图1中L1、L2、L3所示）。该取电电路302连接到该控制单元20。该发射电路201和该接收电路202还连接发光二极管，从而可以实现夜光发光。该发射电路201用于根据外部的控制发送信号，该接收电路202用于接收信号。该控制电路203用于接收外部控制并输出对于信号到该发射单元201。

请同时参阅图2，是图1所示发射电路201的电路原理示意图。该发射电路201包括一电容C22和两个三极管Q17、Q18。该电容C22是作为该发射电路201的储能元件。该三极管Q17、Q18是PNP型三极管。该三极管Q17、Q18共同组成镜像恒流充电电路，并为该电容C22充电。该电容C22电容值可以为0.1～10法拉。另外，该发射电路201还包括发光二极管（未标示）和电阻R52、R52a、R52b组成的回路作为恒流充电电路的参考源，用于限定充电电流的大小，其中，该电阻R52、R52a、R52b的电阻值为10KΩ～1MΩ。该发射电路201可以以10～30μA的低功耗，实现远距离射频发射功能。当该发射电路201发送数据时，该电容C22向微处理器U4与无线数据发射模块CN1提供较大的电能，而在发射间歇期间，其可通过恒流电路补充损耗的电能。

请同时参阅图3，是图1所示接收电路202的电路原理示意图。该接收电路202可以仅消耗30～45μA的静态功耗而实现可靠的接收功能。该接受电路202的微处理器U2控制无线数据接收模块JP2的电源，通过调节断电静默和启动信号搜索的时间比，确保不错过捕捉发射端传来的数据，同时还将无线接收的功耗控制在较低范围内。当该接收电路202侦测到有数据发送时，通过判别地址码和操作码，确认是否是发给自己的指令。如果不是，则放弃侦测，进入静默；如果是，则执行指令。该微处理器U2同时也接受触摸控制器U1传来的控制指令，将其转化为对继电器的控制指令。该触摸控制器U1可感测使用者的触摸动作，并输出相应的控制指令。

请同时参阅图4，是图1所示电源单元30的电路原理示意图。该取电电路302包括负载接通取电电路、负载断开取电电路和继电器控制电路。两个供电电路结合形成直流电压Vdd，其电压值约为10V。该直流电压Vdd作为该继电器组301的驱动电源，同时还经由该电源单元30的三极管Q5、Q6两级稳压，分别输出具有高精度的2.5V直流电压和5.5V直流电压，作为该控制单元20的工作电压。事实上，该取电电路302可以提供2.5V、5.5V和10V的共三路稳定的直流电源。该继电器组301可控制负载导通/断开。该灯具无线互控开关10采用单火线供电，可以无线接收和发射双向数据传输和互相控制，其待机状态功耗低于15毫瓦。

请同时参阅图5-7，是图1所示灯具无线互控开关10的结构示意图。该控制单元20和该电源单元30分别设置于两块电路板上，该两块电路板分上下两层置于一壳体（未标示）内，该两块电路板之间采用两个6位插针插母J1、J2连接器连接。该壳体用于收容该控制单元20和该电源单元30。

该控制单元20可具有两种不同设置，其一是由该发射电路201和该接收电路202组成的发射接收综合板（该发射电路201和该接收电路202均设置在同一电路板上），在实际组装时，通过安装不同的该发射电路201和该接收电路202，该控制单元20可以具有1收、2收、3收、1收1发、3收1发、1收2发、2收2发等多种不同功能组合。其二是由该发射电路201和该触摸控制器U1组成的发射型和触控型控制板，在实际组装时，通过该发射电路201和该触摸控制器的不同组合，可以制作出1路发射、2路发射、多路发射，以及不具有收发功能的1、2、3路触控开关。也就是说，该控制单元20可以具有该发射单元201、该接收电路202的多种不同组合，以及该发射单元201和触摸控制器U1的多种不同组合，从而能够根据需要实现不同的功能效果。另外，该电源单元30可以为1块板，在实际组装时，通过安装不同的组件，还可以制作出1路、2路、3路等不同功能的电源单元30。

本发明还提供一种由多个该灯具无线互控开关10构成的灯具遥控系统，其中每一灯具无线互控开关10构成该灯具遥控系统的一个信号发送/接收点，其具有预先设定的地址指令代码和控制指令代码。该灯具遥控系统通过多个该灯具无线互控开关10之间的信号发送和接收，从而实现点对点、点对多、多对多的双向互控式灯具无线互控开关功能。

本发明还提供一种灯具遥控方法，其包括：提供多个灯具无线互控开关，每一灯具无线互控开关包括一控制单元，该控制单元能够发送和接收信号；根据外部的控制发送信号；接收信号并根据所接收的信号对应控制外部的灯具。

本发明灯具无线互控开关10包括该控制单元20和该电源单元30，其能够实现单火线开关的无线双向数据传输和开关与开关之间相互控制，可组成小型、中型乃至大型的智能、无线的灯光遥控系统。本发明灯具无线互控开关10可以将主控发射功能（该发射电路201）和受控接收功能（该接收电路202）均安装在同一个墙壁开关的壳体内，并且采用单火线进出和取电，能够适应各种类型的民用照明设备，如白炽灯、日光灯、节能灯、射灯等，并适应较宽的负载功率范围。另外，本发明灯具无线互控开关10的发射电路201和接收电路201具有低功耗。而采用低功耗大功率单火线的取电电路302和继电器组301。该灯具无线互控开关10的静态功耗小于15毫瓦。在各种照明灯光控制的场合，迫切需要具有开关与开关之间相互控制和集中控制功能，并且免布线，易安装，适应范围广的灯具遥控系统。

本发明灯具无线互控开关10实现了一个开关具有无线发射与接收双向数据传输的功能，主控点和被控点对码学习，任意组网。通过双向无线通讯链路组网，可实现免布线的针对家居、办公室、工厂车间及其他场合的智能照明系统。另外，该灯具无线互控开关10采用触摸屏操作，具有电驱动的、清晰明显的背光夜光指示。因此，相较于现有技术，本发明灯具无线互控开关10不需要遥控器，不会发生遥控器丢失导致灯具遥控出现混乱，另外采用火线供电，不存在电能不足的问题。该灯具无线互控开关10集信号发射和接收于一体，实现了交互分布式多点互控。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种灯具无线互控开关，其特征在于：包括一控制单元和一电源单元，

该电源单元用于为该灯具无线互控开关提供工作电源并控制外部灯具，该电源单元为单火线接入，无零线接入；

其中，

该控制单元包括一发射电路和一接收电路，该发射电路用于根据外部的指令发送无线射频信号，该接收电路用于接收无线射频信号，该电源单元根据该接收电路所接收的信号控制外部灯具开启或关闭；

该控制单元还包括一背光电路，用于为灯具无线互控开关提供夜光显示；

该控制单元还包括一控制电路，该电源单元包括一继电器组和一取电电路，该发射电路连接到该背光电路，该接收电路和该背光电路分别连接到该控制电路，该控制电路连接到该继电器组，该继电器组连接到该取电电路并且还连接到外部灯具，该取电电路还连接到该控制单元，该取电电路是单火线取电电路;

该发射电路（201）以10μA的低功耗，实现远距离射频发射功能;

该接收电路（202）以30～45μA的低功耗，实现远距离射频接收功能;

该电源单元为控制单元和整个开关的运行提供电能量，该电源单元为单纯火线接入，受继电器组控制的火线输出，该电源单元及整个开关，没有零线接入；

该发射电路包括一电容（C22）和两个三极管（Q17、Q18），该电容是作为该发射电路的储能元件，该三极管是PNP型三极管，该三极管共同组成镜像恒流源充电电路，以恒定电流为该电容（C22）充电，该电容的电容值为0.1～10法拉；

该发射电路还包括发光二极管和电阻（R52a）组成的回路作为恒流源充电电路的参考源，用于限定充电电流的大小，其中，该电阻的电阻值为10KΩ～1MΩ。

2.根据权利要求1所述的灯具无线互控开关，其特征在于：该接收电路包括微处理器，当该接收电路侦测到有数据发送时，通过判别地址码和操作码，确认是否是发给自己的指令，如果不是，则放弃侦测，进入静默；如果是，则执行指令，该微处理器同时也接受触摸控制器传来的控制指令，将其转化为对继电器的控制指令，该触摸控制器可感测使用者的触摸动作，并输出相应的控制指令。

3.一种灯具无线互控系统，其特征在于：包括多个根据权利要求1-2中任一所述的灯具无线互控开关，其中多个该灯具无线互控构成点对点、点对多、多对点、多对多的双向通讯互控式灯具无线互控系统。