CN102650858B - 分体接插式智能开关总成及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分体接插式智能开关总成及其应用方法，包括开关控制盒、连接卡座和汇流线排；所述开关控制盒由主电路和机壳组成，主电路由单片机分别与红外遥控电路、红外感应电路、报警电路、无线遥控电路、可控开关电路和数码管显示电路连接构成；开关控制盒与连接卡座之间通过接插件连接，连接卡座安装在汇流线排上，通过汇流线排上分布的24V电源线和RS485总线实现分体接插式智能开关的供电和控制，本装置以ATMEGA8为控制核心，通过485总线，实现电器的多点控制、总控、分组控制和点对点控制。
Description
技术领域
本发明涉及智能电器开关，特别涉及一种分体接插式智能开关总成及其应用方法，用于实现电器的多点控制，总控，分组控制和点对点控制。
背景技术
随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们的生活质量，家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。
电器开关是常见的电气装置，现有的电器开关存在诸多缺陷，接触式触点的使用寿命短，材料老化容易造成整体损坏，安全性不可靠，结构稳定性差，容易受到电力线、无线电等辐射杂波干扰。
现有的智能开关种类包括：
（1）电力线载波类控制：是采用电力线来传输信号的，开关需要设置编码器，会受电力线杂波干扰，使工作十分不稳定，经常导致开关失控。价格很高，附加设备较多（如阻波器、滤波器等）。
（2）无线射频控制：是采用射频方式来传输信号的，开关经常受无线电波干扰，使其频率稳定而容易失去控制，操作十分繁琐，价格也很高，此类开关需要添加一条零线，以达到多控、互控的效果。
（3）总线控制：是采用现场总线来传输信号，通过现场总线将总线面板连接起来实现通讯和控制信号传输，其稳定性和抗干扰能力比较强，最早的总线是采用集中式总线结构，把所有的电线都集中一个中央中控制网关或控制器上，再从这个位置分信号线到每个开关的位置，这样所带来布线系统安全性比较差，中央控制器瘫痪，会影响整个运行。分布式现场总线制的优点：安全性好，不因为一个点故障而影响到其他点的运行，稳定性和抗干扰能力强，信号走专门的信号线来传输，达到开关与开关之间相互通讯。但与传统布线方式需要改变。每一个位置的智能面板可实现多点控制，总控，分组控制，点对点控制等多种功能。
（4）单火线控制：是一种类似GSM技术的无线通信，内置发射及接收模块，单火线输入，布线方法与传统开关相同，安装方便。缺点：无法实现网络控制开关操作。
以上四种智能开关模式各有优缺点，根据使用场合不同发挥不同的作用。
如果设计一种智能分体接插式开关或插座，实现对终端一对一保护功能，将电流过载保护技术融入普通开关、插座中，具备温升感应、自动断电、报警、复位、转接、连接等功能，既可延长了供电线路使用寿命，又可杜绝了电气火灾的发生，同时，当用电发生异常时，只切断故障位置的电源，而不会影响其它电器的正常用电，这样产品的性价比得到了极大的提高，既保障了人们的生命财产安全，又给用户带来方便可靠的用电环境。
目前，国内文献尚未此类技术的报道，如何实现上述技术方案，已成为了本技术领域的技术人员所要研究的方向。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提供一种分体接插式智能开关总成的设计方案，装置以ATMEGA8为控制核心，结合红外感应，红外遥控，无线遥控，磁控防盗报警技术设计，采用分体安装，统一布线，通过现场统一总线将各个智能开关连接起来，实现通讯和控制信号传输，达到开关与开关之间相互通讯，每一个位置的智能面板可实现多点控制，总控，分组控制，点对点控制等多种功能，使智能开关工作稳定性好、传输速度快、抗干扰能力强，用于与现有的用电设备结合在一起使用，不受电力线、无线电等辐射杂波干扰，提高用电设备工作的稳定性。
本发明是通过这样的技术方案实现的：分体接插式智能开关总成，其特征在于，包括开关控制盒、连接卡座和汇流线排；
所述开关控制盒由主电路和机壳组成，主电路由单片机分别与红外遥控电路、红外感应电路、报警电路、无线遥控电路、可控开关电路、电源电路和数码管显示电路连接构成；
单片机采用ATmega8单片机；
红外遥控电路由红外线遥控接收头IR1838和红外遥控发射器组成；
红外感应电路由红外人体感应传感器SD02、人体感应IC KT-0003 及阻容元件组成；
报警电路由晶体管和蜂鸣器组成；
无线遥控电路由无线收发模块PT2262和PT2272组成；
数码管显示电路由两位数码管组成；
其中，可控开关电路由晶体管8050、继电器和基极电阻构成，ATmega8单片机I/O端口通过基极电阻连接晶体管8050基极，晶体管8050集电极负载为继电器；
由RS485芯片MAX487CPA、电阻和齐纳二极管构成RS485总线收发电路；
所述开关控制盒中的接插件包括两个弹簧插件和双向四针插头A、双向四针插头B；
主电路中继电器的常开触点的两端分别与两个弹簧插件的一端连接；
主电路中RS485总线通信端口A和端口B分别与双向四针插头A的中的两针连接；
双向四针插头A的中的另外两针连接电源电路的24V输入端，电源电路的输出端为VCC端和接地端；
双向四针插头B中的三个针连接红外感应电路；
连接卡座外壳的一侧装有簧卡，簧卡与汇流线排配合；
连接卡座外壳的另一侧为凹槽结构，凹槽结构处为开关控制盒的安装位置；
所述连接卡座外壳内部的型腔中分别镶嵌两个主端子、四针+四孔插座A、四针+四孔插座B、四个弹簧触针和一个三针插座；
主端子由定子、动子和锁紧螺钉构成，定子延伸部分加工有矩形插孔；
定子上的矩形插孔与开关控制盒上的两个弹簧插件相配合；
四针+四孔插座A与开关控制盒上的双向四针插头A相配合；
四针+四孔插座B与开关控制盒上的双向四针插头B相配合；
三针插座连接四针+四孔插座B三个针的一端；
汇流线排由铝质滑轨和单面覆铜板复合构成，将单面覆铜板表面腐蚀加工成四条平行的导线，单面覆铜板贴敷在滑轨凹槽内，四条平行的导线与连接卡座外壳上的四个弹簧触针分别对应接触，四条平行导线分为两组，每两条相邻导线为一组，两组导线分别与24V电源线、RS485总线对应连接，24V电源线、RS485总线的前端连接防雷模块。
分体接插式智能开关的应用方法，其特征在于，开关控制盒与连接卡座之间通过接插件连接，连接卡座安装在汇流线排上，通过汇流线排上分布的24V电源线和RS485总线实现分体接插式智能开关的供电和控制。
本发明的有益效果：本装置以ATMEGA8为控制核心，通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了相应的控制，功能上可实现延时、定时开关，可以扩展多开关控制，每个开关都可以控制其他开关，可由专业人员对用户的不同需求给予更换系统，为用户带来更方便快捷的服务，分体接插式智能开关具有人性化设计，多功能遥控，报警功能，低功耗环保，成本低、操作方便、电路简单、体积小、重量轻等优点。
附图说明
图1、分体接插式智能开关总成安装图；
图2、分体接插式智能开关装配图；
图3、分体接插式智能开关分解图A；
图4、分体接插式智能开关分解图B；
图5、分体接插式智能开关分解图C；
图6、分体接插式智能开关电路结构框图；
图7、分体接插式智能开关电路原理图；
图中：1.开关控制盒，2.连接卡座，3.汇流线排；
11.电路板，12.机壳，13.弹簧插件，14.双向四针插头A，141.双向四针插头B，21.主端子， 211.定子，212.动子，213.锁紧螺钉，22.四针+四孔插座A，221.四针+四孔插座B；23.弹簧触针，24.三针插座，25.簧卡。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：
如图1至图7所示，分体接插式智能开关总成，包括开关控制盒1、连接卡座2和汇流线排3；
开关控制盒1由主电路和机壳组成，主电路由单片机分别与红外遥控电路、红外感应电路、报警电路、无线遥控电路、可控开关电路、电源电路和数码管显示电路连接构成；
单片机采用ATmega8单片机；
红外遥控电路由红外线遥控接收头IR1838和红外遥控发射器组成；
红外感应电路由红外人体感应传感器SD02、人体感应IC KT-0003 及阻容元件组成；
报警电路由晶体管和蜂鸣器组成；
无线遥控电路由无线收发模块PT2262和PT2272组成；
数码管显示电路由两位数码管组成；
其中，可控开关电路由晶体管8050、继电器和基极电阻构成，ATmega8单片机I/O端口通过基极电阻连接晶体管8050基极，晶体管8050集电极负载为继电器；
由RS485芯片MAX487CPA、电阻和齐纳二极管构成RS485总线收发电路；
开关控制盒1中接插件包括两个弹簧插件13和双向四针插头A14，双向四针插头B141；
主电路中继电器的常开触点的两端分别与两个弹簧插件13的一端连接；
主电路中RS485总线通信端口A和端口B分别与双向四针插头A14的中的两针连接；
双向四针插头A14的中的另外两针连接主电路中电源电路的24V输入端，电源电路的输出端为VCC端和接地端；
双向四针插头B141中的三个针连接红外感应电路；
连接卡座2外壳的一侧装有簧卡25，簧卡25与汇流线排3配合；
连接卡座2外壳的另一侧为凹槽结构，凹槽结构处为开关控制盒1的安装位置；
所述连接卡座2外壳内部的型腔中分别镶嵌两个主端子21、四针+四孔插座A22、四针+四孔插座B221、四个弹簧触针23和一个三针插座24；
主端子21由定子211、动子212和锁紧螺钉213构成，定子211延伸部分加工有矩形插孔；
定子211上的矩形插孔与开关控制盒1上的两个弹簧插件13相配合；
四针+四孔插座A22与开关控制盒1上的双向四针插头A14相配合；
四针+四孔插座B221与开关控制盒1上的双向四针插头B141相配合；
三针插座24连接四针+四孔插座B221的三个针的一端；
汇流线排3由铝质滑轨和单面覆铜板复合构成，将单面覆铜板表面腐蚀加工成四条平行的导线，单面覆铜板贴敷在滑轨凹槽内，四条平行的导线与连接卡座2外壳上的四个弹簧触针23分别对应接触，四条平行导线分为两组，每两条相邻导线为一组，两组导线分别与24V电源线、RS485总线对应连接，24V电源线、RS485总线的前端连接防雷模块。
分体接插式智能开关的应用方法，开关控制盒1与连接卡座2之间通过接插件连接，连接卡座2安装在汇流线排3上，通过汇流线排3上分布的24V电源线和RS485总线实现分体接插式智能开关的供电和控制。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
Claims (1)
1. 分体接插式智能开关总成装置，其特征在于，包括开关控制盒（1）、连接卡座（2）和汇流线排（3）；
所述开关控制盒（1）由主电路和机壳组成，主电路由单片机分别与红外遥控电路、红外感应电路、报警电路、无线遥控电路、可控开关电路、电源电路和数码管显示电路连接构成；
单片机采用ATmega8单片机；
红外遥控电路由红外线遥控接收头IR1838和红外遥控发射器组成；
红外感应电路由红外人体感应传感器SD02、人体感应IC KT-0003 及阻容元件组成；
报警电路由晶体管和蜂鸣器组成；
无线遥控电路由无线收发模块PT2262和PT2272组成；
数码管显示电路由两位数码管组成；
其中，可控开关电路由晶体管8050、继电器和基极电阻构成，ATmega8单片机I/O端口通过基极电阻连接晶体管8050基极，晶体管8050集电极负载为继电器；
由RS485芯片MAX487CPA、电阻和齐纳二极管构成RS485总线收发电路；
所述开关控制盒（1）中接插件包括两个弹簧插件（13）和双向四针插头A（14），双向四针插头B（141）；
主电路中继电器的常开触点的两端分别与两个弹簧插件（13）的一端连接；
主电路中RS485总线通信端口A和端口B分别与双向四针插头A（14）中的两针连接；
双向四针插头A（14）中的另外两针连接主电路中电源电路的24V输入端，电源电路的输出端为VCC端和接地端；
双向四针插头B（141）中的三个针连接红外感应电路；
连接卡座（2）外壳的一侧装有簧卡（25），簧卡（25）与汇流线排（3）配合；
连接卡座（2）外壳的另一侧为凹槽结构，凹槽结构处为开关控制盒（1）的安装位置；
所述连接卡座（2）外壳内部的型腔中分别镶嵌两个主端子（21）、四针+四孔插座A（22）、四针+四孔插座B（221）、四个弹簧触针（23）和一个三针插座（24）；
主端子（21）由定子（211）、动子（212）和锁紧螺钉（213）构成，定子（211）延伸部分加工有矩形插孔；
定子（211）上的矩形插孔与开关控制盒（1）上的两个弹簧插件（13）相配合；
四针+四孔插座A（22）与开关控制盒（1）上的双向四针插头A（14）相配合；
四针+四孔插座B（221）与开关控制盒（1）上的双向四针插头B（141）相配合；
三针插座（24）连接四针+四孔插座B（221）的三个针的一端；
汇流线排（3）由铝质滑轨和单面覆铜板复合构成，将单面覆铜板表面腐蚀加工成四条平行的导线，单面覆铜板贴敷在滑轨凹槽内，四条平行的导线与连接卡座（2）外壳上的四个弹簧触针（23）分别对应接触，四条平行导线分为两组，每两条相邻导线为一组，两组导线分别与24V电源线、RS485总线对应连接，24V电源线、RS485总线的前端连接防雷模块。
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