CN101997528A - 自动开关配置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动开关配置，其中提供了一种自动开关配置系统，其包括输入端和控制器。输入端被配置为从多种不同类型的开关接收开关信号。与输入端耦合的控制器可通过分析通过输入端从开关接收到的开关信号来确定开关的类型。

Description

自动开关配置

技术领域

本发明涉及开关，具体地涉及一种自动开关配置。

背景技术

开关可被用作控制电气负载的输入端。开关可产生指示其状态的信号。例如，在瞬时开关的情况下，当开关被按压时，开关可闭合，从而将信号线拉高。当开关被释放时，开关可断开，使得信号线可被拉低。因此，当瞬时开关被按压和释放时，产生的开关信号可以是脉冲。在另一例子中，在保持开关的情况下，开关可以仅处于两种状态中的一种，断开或闭合。结果，开关信号可以为稳定的状态：高或低。因此，对于不同开关类型的单一致动，可出现不同的信号状态和/或变换。

响应这些开关的控制器具有诸如跳接器或双列直插式封装(DIP)开关等的配置控制，以配置控制器的响应性。即，根据特定的开关类型手动设置控制器。由于一些控制器可响应数百个开关，因此，可能需要对于适当的操作手动设置数百个开关类型。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动开关配置。

根据本发明的一个方面，提供一种自动开关配置系统，包括：被配置为从开关接收开关信号的输入端；和与输入端耦合并被配置为响应开关信号确定开关的类型和响应开关的类型解释开关信号的控制器。

根据本发明的又一方面，提供一种自动开关配置方法，包括：响应来自开关的开关信号感测开关类型；和响应开关类型解释开关信号。

根据本发明的又一方面，提供一种自动开关配置方法，包括：接收开关信号的第一状态变化；在接收第一状态变化之后，忽视在时间周期内接收到的随后的状态变化；和响应第一状态变化解释开关信号。

根据本发明的又一方面，提供一种自动开关配置系统，包括：被配置为从开关接收开关信号的输入端；和与输入端耦合并被配置为通过接收开关信号的第一状态变化并且忽视开关信号的随后的状态变化来解释开关信号的控制器。

通过本发明的上述方面，不管开关类型如何，都可获得负载的希望的致动。

附图说明

图1是根据本公开的一些发明原理的自动开关配置系统的框图。

图2～5是示出来自根据本公开的一些发明原理的不同类型和负载状态的开关的开关信号的时序图。

图6是示出根据本公开的一些发明原理的开关信号的解释的流程图。

图7是示出根据本公开的一些发明原理的开关信号的另一解释的流程图。

图8是示出根据本公开的一些发明原理的在学习模式期间确定开关类型的流程图。

图9是示出根据本公开的一些发明原理的开关信号的另一解释的流程图。

具体实施方式

图1是根据本公开的一些发明原理的自动开关配置系统的框图。在本实施例中，系统10包含开关12、控制器14和负载16。控制器14包含与开关12耦合的输入端。控制器14被配置为从开关12接收开关信号。响应地，控制器14被配置为控制负载16。

负载16可以是任意类型的电气负载。例如，负载16可以是灯、风扇、插座或任何其它的电气负载类型或电路。负载16还可代表数字控制网络，其中，可向网络呈现来自控制器14的控制状态。即，作为直接控制一个或更多个负载的替代，可通过数字控制网络向其它的负载或其它的控制器等传送控制状态。

控制器14可被配置为控制负载16的开/关状态或负载16的强度等。负载16可以是多个电气负载。控制器14可被配置为产生照明场景或触发照明场景等。因此，负载16的控制可以但不必须意味着向负载16施加或去除电力。控制器14可被配置为响应开关12控制负载16的任何方面。

控制器14可包含诸如数字信号处理器、可编程或不可编程逻辑器件、微控制器、专用集成电路、状态机或离散电路等的处理器。控制器14还可包含诸如存储器、输入/输出缓冲器、收发器、模数转换器或数模转换器等的附加的电路。在另一实施例中，控制器14可包含这种电路的任意组合。可以使用任何这种电路和/或逻辑电路，以在模拟和/或数字硬件、软件、固件等或它们的任意组合中实现控制器14。

在实施例中，控制器14可被配置为确定开关12的类型。例如，控制器14可确定开关12是瞬时开关还是保持开关。瞬时开关可包含基本上仅在被致动时保持特定状态的开关。即，在静止状态中，瞬时开关可处于第一状态。当被致动时，瞬时开关可进入第二状态。一旦致动被去除，瞬时开关就可返回第一状态。相反，在保持开关的情况下，开关的状态将在施加致动之后保持，直到施加随后的致动。即，状态将保持，直到重新致动保持开关。

如后面进一步详细地描述的那样，控制器14可被配置为确定开关类型并在来自开关12的开关信号的解释中使用该开关类型。但是，控制器14还可被配置为在不确定开关类型的情况下对开关信号起作用。无论如何，控制器14可以但不必须知道开关12的类型。即，不需要设置由用户启动的跳接器、DIP开关、软件配置或其它的技术，以向控制器14通知开关的类型。在另一例子中，可以在不重新配置控制器14的情况下用不同的类型代替安装的开关18。因此，可减少安装时间、翻新时间或配置时间等。

在实施例中，控制器14可与电气开关器件20耦合。如所示出的那样，电气开关器件20与控制器14分开。例如，控制器14可包含在用于继电器盘的控制板中。继电器盘可具有与控制板耦合并且响应控制器14的多个电气开关器件20。但是，在另一实施例中，电气开关器件20可包含在控制器14中。

此外，虽然控制器14被示为与单一开关12耦合，但是，控制器14可与任意数量的开关耦合。例如，控制器14可包含用于多个开关12的多个输入端。另外，任意数量或组合的负载16可响应任意数量的开关12被控制。

电气开关器件20可包含气隙继电器、固态继电器或基于SCR、三端双向可控硅开关、晶体管等的其它开关。电气开关器件20可在诸如有或没有中间步骤的开/关切换、诸如调光控制的连续切换或多级切换等的离散的步骤中提供电力切换。

虽然电气开关器件20作为控制负载16的例子被给出，但是，系统不需要能够控制负载。例如，在实施例中，系统可包含被配置为响应开关类型解释开关信号、在解释开关信号中忽视开关信号的状态变化等的控制器14。解释的开关信号然后可被另一控制器使用或被进一步处理等。即，控制器14可从接收到的开关信号产生解释的开关信号。可通过控制器14执行开关信号的解释，以便以一般的格式或适于随后的处理的格式等提供解释的开关信号。

图2～5是示出来自根据本公开的一些发明原理的不同类型和负载状态的开关的开关信号的时序图。在图2～5中，参照各种条件下的负载的致动示出来自保持开关的信号或来自瞬时开关的信号。在图2中，信号31代表来自保持开关的信号。可以在状态30和32之间触发保持开关。信号35代表状态34和36之间的负载16的致动。虽然如上面描述的那样对于负载16示出两个状态34和36，但是，由于负载16可以是任意类型的负载，因此，开关可处于例如开/关状态或多级状态等的任意类型的状态中。

在实施例中，保持开关在时间38上被致动。开关信号31的状态将变为状态30。响应地，负载16可变为状态34。在时间40上，保持开关被重新致动，从而将开关信号31变为状态32。响应地，负载16可变为状态36。

相反，在图3中，信号33代表来自瞬时开关的信号。当瞬时开关在时间38上被致动时，开关信号33进入状态30，但是只保持在状态30中，直到去除致动的时间42。即，在时间42上，开关信号33变为状态32。在时间40上，瞬时开关被重新致动。因此，开关信号33变为状态30。当致动被再次去除时，状态变回到状态32。响应时间38上的第一致动，与图2所示的保持开关的响应类似，负载16变为状态34。响应时间40上的第二致动，同样与图2所示的保持开关的响应类似，负载16变为状态36。

在实施例中，负载状态35可代表负载16的希望的状态。因此，不管开关类型如何，负载16都可如希望的那样被致动。即，通过时间38上的开关的第一致动，不管开关类型如何，状态变为希望的状态34。通过时间40上的第二致动，同样，不管开关类型如何，状态变为希望的状态36。

在实施例中，时间46可用于确定开关类型或适当地处理开关信号等。例如，时间46可以是时间38的第一状态变化和时间44之间的时间。时间46可基于开关类型被选择为处于期望的变换之间。例如，当在正常使用中时，瞬时开关可被致动约0.5秒。即，开关信号33处于状态30中的时间可以为约0.5秒。类似地，保持开关可被致动约2秒或更长的时间。在实施例中，可基于这种期望选择时间46。例如，可以选择时间46，使得时间44会基于时间38上的初始状态变化处于不同开关类型的状态变化之间。如下面将详细描述的那样，可以以各种方式使用时间46，以确定开关类型或处理开关信号等。

在实施例中，瞬时开关和保持开关可被配置为拉起与控制器14耦合的线。因此，状态32可以是接地状态，并且，状态30可被拉起到例如24VDC。但是，状态30和32可代表其它的水平。此外，在实施例中，开关或开关信号等不需要重新变回到同一状态。即，变为状态30不需要继之以状态32。作为控制负载16的例子的解释，仅使用这些状态。

图4和图5是示出来自根据本公开的一些发明原理的不同类型和负载状态的开关的开关信号的时序图。特别地，在图4和图5中，负载状态可代表对于对应于与期望的开关类型不同的开关类型的接收到的开关信号的不同的响应。例如，在图4中，期望的开关类型可以是保持开关。但是，与图3类似，可由瞬时开关产生接收到的开关信号33。如果期望保持开关信号但接收瞬时开关类型信号，那么负载状态37代表负载16的状态。负载可在时间38上进入希望的状态34，但如在时间42上示出的那样变为状态36。可以在时间40之后出现类似的脉冲。结果，负载的控制是脉冲的，而不是变化的状态。

类似地，如图5所示，如果当期望瞬时信号时接收保持开关信号31，那么负载状态39可在时间38上进入状态34，并且，通过示出的输入端，从不离开状态34。虽然图4和图5可代表不适当地配置对于开关信号的响应的负载的控制，但是，如后面进一步详细描述的那样，控制器14可被配置为确定开关类型，然后，即使由当前开关信号代表的开关类型明显不同，也根据该开关类型响应开关信号。即，在实施例中，可更容易地确定开关类型，并且，不管表观的开关类型如何，都可随后控制负载16。但是，如下面进一步详细描述的那样，可以使用各种技术以从任意的开关类型接受信号，并仍导致希望的操作。

图6是示出根据本公开的一些发明原理的开关信号的解释的流程图。通过该技术，开关类型可以但不必须被使用。例如，在50中，系统等待状态变化。当接收到状态变化时，控制被致动。如这里使用的那样，控制的致动代表状态的任何变化或输入的使用等。如上所述，控制器14可被配置为控制负载16的各方面。控制的致动包含负载16的控制的致动。例如，在时间38和时间40上均出现图2中的控制的致动。即，在图2中，负载16的致动为状态的变化。但是，致动可以是其它的效果。例如，致动可包含调光水平的变化或对于多路切换方案的输入等。由此，52中的控制的致动可以但不必须改变负载16的状态。

在控制在54中被致动之后，对于时间周期的随后的状态变化可以被忽略或忽视等。重新参照图3，可以使用时间周期46。即，可以忽视时间44之前的随后的状态变化。例如，在实施例中，可以测量在50中接收到的状态变化和随后的状态变化之间的时间。如果该时间大于等于时间46，那么可以照常处理状态变化，但是，如果时间小于时间46，那么状态变化可被忽略。

参照图2和图3，对于任意的开关类型，在时间38上，出现状态变化。瞬时开关信号33还在时间42上具有状态变化。该状态变化由于在时间44之前出现因此可被忽略。但是，由于时间40在时间44之后，因此任意类型的状态变化可在时间40上被处理。因此，不管开关类型如何，都可获得负载的希望的致动。

在实施例中，初始状态变化和时间周期结束之间的所有状态变化均可被忽略。因此，在时间38上的状态变化之后但在时间44之前的瞬时开关的任意致动可被忽视。

但是，在另一实施例中，只能忽略第一随后的状态变化。即，瞬时开关信号33的从状态30到状态32的第一变换可被忽略。结果，即使在时间44之前出现状态变化，也可作对另一随后状态变化起作用。因此，与任何响应必须等待直到时间44相比，可以更快地致动瞬时开关。即，瞬时开关的单一致动的后沿状态变化被忽略，从而允许处理来自新的致动的新的状态变化。

图7是示出根据本公开的一些发明原理的开关信号的另一解释的流程图。在该实施例中，如果还没有过去时间周期，那么任何状态变化被忽略。例如，在56中，流程等待状态变化。当接收到状态变化时，在58中进行检查以确定是否过去了该时间周期。如果不是，那么流程返回56以等待另一状态变化。

如果已过去时间周期，那么控制可在59中被致动。因此，时间周期被重置，从而从最近的状态变化开始。例如，重新参照图2和图3，在时间38上出现的状态变化是该时间周期的初始状态变化。在时间44之前出现的任何其它的状态变化被忽视。

关于实施例特别需要注意的是，不期望接收对于保持开关类型的状态变化。保持开关可被致动以变为状态30并然后返回状态32，从而接近瞬时开关。但是，可以选择时间44，使得在正常的操作中，时间44处于瞬时开关的正常开/关时间之间和为保持开关的预测开时间或预测关时间。

与保持开关类似，瞬时开关可以被致动，使得在时间44之后出现从状态30到状态32的变换。例如，瞬时开关可被按压和保持。在释放瞬时开关之前，不会出现向状态32的变换。如果过去足够的时间，那么，如上所述，释放的状态的变化可被处理为用于负载的另一致动。因此，通过以上的技术，瞬时开关和/或保持开关可具有不同的功能。

图8是示出根据本公开的一些发明原理在学习模式期间确定开关类型的流程图。在实施例中，可以在学习模式中确定开关类型。在60中，可进入学习模式。例如，开关12可以以特定的方式被致动。在另一例子中，可以致动继电器箱中的控制。在另一例子中，可以自动进入学习模式。无论如何，控制器14都可进入学习模式。

在学习模式中，可以在62中接收开关信号。可以以各种方式产生开关信号。例如，可以根据由控制器14提供的指令、手册或工业标准等致动开关12。在另一实施例中，开关信号可以基本上是随机的。

开关信号可指示开关12的类型。例如，重新参照图2，如果接收到一系列脉冲，那么，通过较低的占空因数，开关12可以是瞬时开关。如果接收到更长的脉冲，那么开关12可以是保持开关。即，可在63中响应开关信号的至少一种状态变化确定开关类型。在实施例中，控制器14可被配置为接收开关信号并且解释它们以确定开关类型。在64中，可以进入操作模式。即，离开学习模式。因此，控制器14可基于开关类型响应开关12。

在实施例中，即使控制器接收指示开关12为不同的类型的其它的信号，控制器14也可将开关12视为特定的类型。即，例如，可仅在学习模式中改变开关类型。因此，即使开关类型已被确定，也不需要连续改变开关类型。结果，可出现与关于图4和图5描述的操作类似的操作。

在另一实施例中，控制器14可被配置为响应在操作模式期间接收到的开关信号重新定义开关类型。例如，在第一组开关信号指示不同的开关类型之后，控制器14可被配置为改变定义的开关类型。在另一例子中，需要在控制器14改变开关类型的定义之前接收指示不同的类型的大量的开关信号。即，控制器14可被配置为等待确认开关的操作不仅仅作为不同的开关类型出现。

图9是示出根据本公开的一些发明原理的开关信号的另一解释的流程图。在本实施例中，使用开关信号的边沿以确定开关类型。在70中，可接收第一边沿。在72中，启动定时器。在74中，确定是否在时间期满之前接收到下降沿。例如，可对于边沿监视在控制器14上接收到的开关信号。如果接收到下降沿，那么开关类型在76中被识别为瞬时开关。如果没有接收到下降沿，那么开关类型在78中被识别为保持开关。

虽然上面已描述了下降沿和上升沿，但是，可以使用相对的边沿。此外，可以使用任何状态变化。例如，在70中，可以接收状态变化。类似地，在74中，确定是否在时间周期内出现另一状态变化。因此，不管开关是否为上拉类型、下拉类型或多级类型等，都可确定开关类型。

可以以各种方式使用这种确定开关类型的技术。例如，可以在参照图8描述的学习模式期间使用这些技术。在另一例子中，可以在操作模式期间使用这些技术。因此，对于在70中接收到的每个边沿或状态等，可以响应下一边沿或状态等确定开关类型，并且，可以根据确定的开关类型控制负载16。

此外，上面已经参照一些特定的示例性实施例描述了本公开的发明原理，但是，在不背离发明概念的情况下，可以修改这些实施例的配置和细节。这些变化和修改被视为落入以下的权利要求的范围内。

Claims (22)

1.一种自动开关配置系统，包括：

被配置为从开关接收开关信号的输入端；和

与输入端耦合并被配置为响应开关信号确定开关的类型和响应开关的类型解释开关信号的控制器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器进一步被配置为响应解释的开关信号的类型控制负载。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器进一步被配置为检测开关信号的状态变化并且对于时间周期忽视任何随后的状态变化。

4.根据权利要求3所述的系统，还包括：

被配置为控制通向负载的电流的电气开关器件，

其中，控制器进一步被配置为响应未被忽视的检测的状态变化致动电气开关器件。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器被配置为：

在学习模式期间接收开关信号的至少一个状态变化；和

响应在学习模式期间接收到的所述至少一个状态变化确定开关的类型。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器进一步被配置为：

接收开关信号中的第一边沿；和

如果存在在第一边沿之后在时间周期期间接收到的第二边沿，那么响应第二边沿确定开关类型。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器被配置为在确定开关的类型之后忽视开关信号中的特定的开关类型型式。

8.一种自动开关配置方法，包括：

响应来自开关的开关信号感测开关类型；和

响应开关类型解释开关信号。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括响应开关信号和开关类型控制负载。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：

测量开关信号的第一状态变化和开关信号的第二状态变化之间的时间周期；和

响应时间周期确定开关类型。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：

接收开关信号的第一状态变化；

对于第二状态变化监视开关信号；

如果在时间周期内接收到第二状态变化，那么将开关类型表征为瞬时开关；并且，

如果未在时间周期内接收到第二状态变化，那么将开关类型表征为保持开关。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括：

进入学习模式；

接收开关信号；和

响应开关信号确定开关类型。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

如果接收到指示不同的开关类型的开关信号，那么保持在学习模式中确定的开关类型。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：

如果接收到指示不同的开关类型的开关信号，那么改变在学习模式中确定的开关类型。

15.一种自动开关配置方法，包括：

接收开关信号的第一状态变化；

忽视在接收到第一状态变化之后的时间周期内接收到的随后的状态变化；和

响应第一状态变化解释开关信号。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括响应第一状态变化控制负载。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括仅忽视在接收到第一状态变化之后的所述时间周期内接收到的一个随后的状态变化。

18.根据权利要求15所述的方法，还包括忽视在接收到第一状态变化之后的所述时间周期内接收到的所有随后的状态变化。

19.一种自动开关配置系统，包括：

被配置为从开关接收开关信号的输入端；和

与输入端耦合并被配置为通过接收开关信号的第一状态变化来解释开关信号并且忽视开关信号的随后的状态变化的控制器。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，控制器与负载耦合，并被配置为响应开关信号的第一状态变化控制负载。

21.根据权利要求19所述的系统，其中，控制器被配置为仅忽视在相应的第一状态变化之后的时间周期内的一个随后的状态变化。

22.根据权利要求19所述的系统，其中，控制器被配置为忽视在相应的第一状态变化之后的时间周期内的任何随后的状态变化。

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