CN102902213A

CN102902213A - 一种智能墙壁开关及其工作方法

Info

Publication number: CN102902213A
Application number: CN2012103885455A
Authority: CN
Inventors: 郑海敏; 郑克浩
Original assignee: TKB CONTROL SYSTEM Ltd
Current assignee: Zhejiang Tkb Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-10-15
Also published as: CN102902213B

Abstract

本发明公开了一种智能墙壁开关及其工作方法，该开关包括面板和底座，所述面板上设有由四个微动开关组合形成的两个翘板开关，所述底座中设有负载回路。该方法如下：第一和第二微动开关在短按时，用于闭合或断开底座中的负载回路；第一和第二微动开关在长按或双击时，用于通过无线收发电路发出增强或减弱第一组关联负载亮度的调光信号；第三和第四微动开关在短按时，用于通过无线收发电路发出开通或断开关联负载电源的信号；第三和第四微动开关在长按或双击时，用于通过无线收发电路发出开通或断开关联负载电源的信号。本发明充分利用传统墙壁开关的结构，用两个翘板开关来实现控制多路负载工作，拓展了智能墙壁开关的应用范围。

Description

一种智能墙壁开关及其工作方法

技术领域

本发明属于智能家居电器技术领域，涉及一种智能墙壁开关及其工作方法。

背景技术

Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，是一种结构简单，成本低廉，性能可靠的无线通信技术，通过Z-Wave技术构建的无线网络，不仅可以通过本网络设备实现对家电的遥控，甚至可以通过Internet网络对Z-Wave网络中的设备进行控制。

Z-wave联盟目前已经具有160多家国际知名公司，其成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商，该联盟范围基本覆盖全球各个国家和地区。尤其是国际大厂思科(Cisco)与英特尔(Intel)的加入，也强化Z-wave在家庭自动化领域的地位。就市场占有率来说，Z-Wave在欧美普及率比较高。

Z-Wave的属性使其在智能家居方面占据了强势地位。Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)～868.42MHz(欧洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。

Z-Wave技术设计用于住宅、照明商业控制以及状态读取应用，例如抄表、照明及家电控制、HVAC、接入控制、防盗及火灾检测等。Z-Wave可将任何独立的设备转换为智能网络设备，从而可以实现控制和无线监测。Z-Wave技术在最初设计时，就定位于智能家居无线控制领域。采用小数据格式传输，40kb/s的传输速率足以应对，早期甚至使用9.6kb/s的速率传输。与同类的其他无线技术相比，拥有相对较低的传输频率、相对较远的传输距离和一定的价格优势。Z-Wave技术专门针对窄带应用并采用创新的软件解决方案取代成本高的硬件，因此只需花费其它类似技术的一小部份成本就可以组建高质量的无线网络。

现有的墙壁开关很少采用Z-Wave模式，即使有，其功能也较少。因为墙壁开关的结构基本上已经标准化，其操作面板上一般只有一个或两个翘板开关，由于其自身结构的限制，难以在其操作面板上安装更多的翘板开关，从而难以实现多路控制；目前在传统墙壁开关的基础上，如何获得尽可能多的多路控制，是本领域技术人员研发的方向。

另外，在采用墙壁开挂控制多路负载工作时，需要较多的线路架设，导致成本较高，并且由于线路较长且复杂，故障源较多，更容易导致事故发生。同时，在某个负载的安装位置发生变化时，该负载与墙壁开关之间的线路往往需要重新架设，这种改变需要繁琐的操作，费时费力，很不经济。

发明内容

本发明的目的是提供能够提供多种功能的智能墙壁开关。

本发明的另一个目的是提供一种充分利用传统墙壁开关的结构，实现尽可能多的多路控制的智能墙壁开关的工作方法。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种智能墙壁开关，包括面板和底座，所述面板上设有由四个微动开关组合形成的两个翘板开关，所述底座中设有负载回路和用于控制该负载回路开合的智能中控模块；所述智能中控模块包括继电器、中央控制电路，以及与该中央控制电路相连的无线收发电路、稳压直流电源电路、过零采样电路、和继电器驱动电路；所述四个微动开关分别与智能中央控制电路的四个信号输入脚相连。

上述技术方案中，所述稳压直流电源电路同时输出较高直流电压和较低直流电压。

上述技术方案中，所述过零采样电路包括依次串接的电阻R5、R6、R7，与电阻R6输出端相连的接地电阻R8、二极管D2-1、接地二极管D2-2，与电阻R7输出端相连的电容C11；所述R7的输出端接中央控制电路的一个信号脚；所述二极管D2-1的正极与R6输出端相连，负极与稳压直流电源电路的较低直流电压输出端相连；所述接地二极管D2-2的负极与R6输出端相连，正极接地；所述电阻R8和电容C11的另一端均接地。

上述技术方案中，所述继电器控制电路包括开关三极管Q1、电阻R10、R11；所述电阻R10的输入端接中央控制电路的另一信号脚；电阻R11的一端串接在电阻R10后，另一端接地；开关三极管Q1的基极与电阻R10相连，发射极接地，集电极与继电器线圈RL的一端相连，继电器线圈RL的另一端与稳压直流电源电路的较高直流电压输出端相连。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种智能墙壁开关的工作方法，具体如下：

第一微动开关在短按时，用于闭合底座中的负载回路；第一微动开关在长按或双击时，用于通过无线收发电路发出增强第一组关联负载亮度的调光信号；

第二微动开关在短按时，用于断开底座中的负载回路：第二微动开关在长按或双击时，用于通过无线收发电路发出减弱第一组关联负载电源的调光信号；

第三微动开关在短按时，用于通过无线收发电路发出开通第二组关联负载电源的信号；第三微动开关在长按或双击时，用于通过无线收发电路发出开通第三组关联负载电源的信号；

第四微动开关在短按时，用于通过无线收发电路发出断开第二组关联负载电源的信号；第四微动开关在长按或双击时，用于通过无线收发电路发出断开第三组关联负载电源的信号。

上述技术方案中，所述智能中央控制电路在收到遥控指令，并识别出是发给其它目标产品的指令时，首先搜索该目标产品是否包括在自身的路由表内，如包括在内则转发该遥控指令，如不包括则不转发。

上述技术方案中，其中第一微动开关和第二微动开关组成一个翘板开关；第三微动开关和第四微动开关组成另一个翘板开关。

上述技术方案中，第一开关在短按时，还可用于开通与第一开关关联的负载电源，第二开关在短按时，还可断开与第一开关关联的负载电源。

上述技术方案中，所述关联负载电源是指没有安装在该智能墙壁开关中，而是安装在其它电器中，可以利用无线方式遥控闭合的负载回路。

本发明具有积极的效果：(1)本发明产品和方法较为合理，充分利用传统墙壁开关的结构，用两个翘板开关来实现控制多路负载工作，拓展了智能墙壁开关的应用范围。

(2)本发明方法由于通过无线方式控制部分负载电器的工作，例如通过第三开关和第四开关控制的关联负载电器，所以无需在墙壁开关与这些负载电器之间架设线路，减小成本，减少故障源；另外在这些负载电器的安装位置需要改变时，其操作也较为便利。

附图说明

图1是本发明开关的一种立体结构示意图；

图2是本发明开关部分电路的一种原理图；

图3为本发明开关另一部分电路的一种原理图。

具体实施方式

(实施例1、智能墙壁开关)

图1至图3显示了本发明产品的一种具体实施方式，其中，图1是本发明开关的一种立体结构示意图；图2是本发明开关部分电路的一种原理图；图3为本发明开关另一部分电路的一种原理图。

本实施例是一种智能墙壁开关，见图1至图3所示，包括面板91和底座92，所述面板上设有由四个微动开关7组合形成的两个翘板开关93，所述底座中设有负载回路1和用于控制该负载回路开合的智能中控模块；所述智能中控模块包括继电器2、中央控制电路3，以及与该中央控制电路相连的无线收发电路、稳压直流电源电路4、过零采样电路5、和继电器驱动电路6；所述四个微动开关分别与智能中央控制电路的四个信号输入脚相连。所述中央控制电路6包括单片机U3。

所述稳压直流电源电路1同时输出较高直流电压和较低直流电压。见图2所示，所述稳压直流电源电路1包括单片机U1、三端集成稳压电路U2及相应辅助外围电路；所述三端集成稳压电路U2的输入端和输出端各自输出一组直流电压，其输入端处输出电压为12V，供给继电器线圈RL，其输出端处输出电压为3.3V，其给其它电路单元。

所述过零采样电路5包括依次串接的电阻R5、R6、R7，与电阻R6输出端相连的接地电阻R8、二极管D2-1、接地二极管D2-2，与电阻R7输出端相连的电容C11；所述R7的输出端接中央控制电路的EP14脚；所述二极管D2-1的正极与R6输出端相连，负极与稳压直流电源电路的较低直流电压输出端相连；所述接地二极管D2-2的负极与R6输出端相连，正极接地；所述电阻R8和电容C11的另一端均接地。

所述继电器控制电路包括开关三极管Q1、电阻R10、R11；所述电阻R10的输入端接中央控制电路的EP13脚；电阻R11的一端串接在电阻R10后，另一端接地；开关三极管Q1的基极与电阻R10相连，发射极接地，集电极与继电器线圈RL的一端相连，继电器线圈RL的另一端与稳压直流电源电路的较高直流电压输出端相连。本实施例为了保护继电器线圈RL，还在其两端之间接入一个保护二极管D5。

(实施例2、工作方法)

本实施例是上述实施例1的一种工作方法，具体如下：

第二微动开关在短按时，用于断开底座中的负载回路；第二微动开关在长按或双击时，用于通过无线收发电路发出减弱第一组关联负载电源的调光信号；

本实施例中，其中第一微动开关和第二微动开关组成一个翘板开关；第三微动开关和第四微动开关组成另一个翘板开关。

本实施例中，所述智能中央控制电路在收到遥控指令，并识别出是发给其它目标产品的指令时，首先搜索该目标产品是否包括在自身的路由表内，如包括在内则转发该遥控指令，如不包括则不转发。

(实施例3、工作方法)

本实施例与是实施例2基本相同，不同之处在于：第一开关在短按时，还可用于开通与第一开关关联的负载电源，第二开关在短按时，还可断开与第一开关关联的负载电源。

上述实施例1至实施例3具有积极的效果：(1)充分利用传统墙壁开关的结构，用两个翘板开关来实现控制多路负载工作，拓展了智能墙壁开关的应用范围。(2)由于通过无线方式控制部分负载电器的工作，例如通过第三开关和第四开关控制的关联负载电器，所以无需在墙壁开关与这些负载电器之间架设线路，减小成本，减少故障源；另外在这些负载电器的安装位置需要改变时，其操作也较为便利。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种智能墙壁开关，包括面板(91)和底座(92)，所述面板上设有由四个微动开关(7)组合形成的两个翘板开关(93)，所述底座中设有负载回路(1)和用于控制该负载回路开合的智能中控模块；其特征在于：所述智能中控模块包括继电器(2)、中央控制电路(3)，以及与该中央控制电路相连的无线收发电路、稳压直流电源电路(4)、过零采样电路(5)、和继电器驱动电路(6)；所述四个微动开关分别与智能中央控制电路的四个信号输入脚相连。

2.根据权利要求1所述的智能墙壁开关，其特征在于：所述稳压直流电源电路(1)同时输出较高直流电压和较低直流电压。

3.根据权利要求1所述的智能墙壁开关，其特征在于：所述过零采样电路(5)包括依次串接的电阻(R5)、(R6)、(R7)，与电阻(R6)输出端相连的接地电阻(R8)、二极管(D2-1)、接地二极管(D2-2)，与电阻(R7)输出端相连的电容(C11)；所述(R7)的输出端接中央控制电路的一个信号脚；所述二极管(D2-1)的正极与(R6)输出端相连，负极与稳压直流电源电路的较低直流电压输出端相连；所述接地二极管(D2-2)的负极与(R6)输出端相连，正极接地；所述电阻(R8)和电容(C11)的另一端均接地。

4.根据权利要求1所述的智能墙壁开关，其特征在于：所述继电器控制电路包括开关三极管(Q1)、电阻(R10)、(R11)；所述电阻(R10)的输入端接中央控制电路的另一信号脚；电阻(R11)的一端串接在电阻(R10)后，另一端接地；开关三极管(Q1)的基极与电阻(R10)相连，发射极接地，集电极与继电器线圈(RL)的一端相连，继电器线圈(RL)的另一端与稳压直流电源电路的较高直流电压输出端相连。

5.权利要求1所述的智能墙壁开关的工作方法，其工作方法如下：

6.根据权利要求5所述的智能墙壁开关的工作方法，其特征在于：所述智能中央控制电路在收到遥控指令，并识别出是发给其它目标产品的指令时，首先搜索该目标产品是否包括在自身的路由表内，如包括在内则转发该遥控指令，如不包括则不转发。

7.根据权利要求5所述的智能墙壁开关的工作方法，其特征在于：其中第一微动开关和第二微动开关组成一个翘板开关；第三微动开关和第四微动开关组成另一个翘板开关。

8.根据权利要求5所述的智能墙壁开关的工作方法，其特征在于：第一开关在短按时，还可用于开通与第一开关关联的负载电源，第二开关在短按时，还可断开与第一开关关联的负载电源。