CN103049986B - 智能型开关模块及其操控方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种智能型开关模块及其操控方法，开关模块主要具有：开关单元、微控制单元、电源侦控单元、及信号收发单元。多个开关模块可构成一个群组，使用者可随时将其中任一开关模块当做一主开关模块，并驱动主开关模块进入一学习模式。此时，在同一群组内的各开关模块会检测本身的电源状态，并将电源状态信息传送至主开关模块中储存。当使用者再次操控此主开关模块，令主开关模块启动一恢复模式时，此主开关模块依据当时所储存的电源状态信息来下达切换指令至群组内的各开关模块，以令各开关模块恢复为当时进入学习模式时所记录的状态。

Description

智能型开关模块及其操控方法

技术领域

本发明有关于开关模块，尤其更有关于可储存群组中所有开关模块的电源状态的智能型开关模块。

背景技术

一般来说，开关(Switch)是每一栋建筑物中必须的物品，使用者可通过开关，轻易地切换建筑物中的各式电子装置，例如灯炮、电器用品等的电源状态。是以，于一般民众的生活周遭，绝少不了开关的运用。

以电灯为例，目前建筑物中多以一个开关控制一盏灯的做法，来切换电灯的明灭状态。然而，于一特定环境，例如一住宅之中，若具有十盏灯，即意谓着具有十个开关。当使用者欲将所有的电灯皆切换成所需的状态(例如五明五灭)时，使用者需亲自操控该十个开关，藉以依序将该十盏灯皆切换为所需的状态。若该十个开关的距离过远，或者该住宅中的开关数量远大于十个时，对于使用者，尤其是老年人或行动不方便的人来说，实相当麻烦。

是以，目前市场上亦出现许多饭店式管理的设计，可将多个开关集中连接至一台控制器上，藉此，使用者可直接操控该控制器，一次切换多个开关的状态。若使用者于住宅中设置该控制器，并由该控制器连接分散在住宅各处的多个开关，即可轻易地切换这些开关的状态。

惟，该类控制器一般为固定式，设置于住宅中的某一特定位置，使用者欲切换各该开关，即，各该灯炮的状态时，仍需起身至该控制器的设置处，相当不方便。再者，该控制器的制造成本较高，若使用者为了方便，于住宅内的多个位置，例如客厅、卧室、及走廊，皆设置该控制器，则需花费一笔可观的费用。并且，该住宅中的所有开关皆需集中连接至该控制器上，如此将会增加布线成本，并且还会造成施工上的麻烦。

是以，市场上实应提出一种新颖的开关，不但能够由任一个开关来直接切换其它多个开关的状态，并且不会增加各个开关布线时的麻烦。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种智能型开关模块及其操控方法，可由群组中的任一开关模块做为主开关模块，以进入学习模式来记录群组中的各个开关模块目前的电源状态，并启动恢复模式来切换群组中的各个开关模块的电源状态，以恢复当时进入学习模式时记录的电源状态。并且，每一个开关模块皆可储存一组以上的记录。

为了达成上述目的，本发明主要提供了一种智能型开关模块，用以对外连接一电源线及一负载元件，以将该电源线所供给的电能提供给该负载元件，该智能型开关模块包括：

一电源侦控单元，连接该电源线，用以切换并检测该智能型开关模块的电源状态为导通或断除，以及通过该智能型开关模块的电能的百分比；

一微控制单元(Micro Control Unit，MCU)，电性连接该电源侦控单元；

一开关单元，电性连接该微控制单元，受外部操控，以控制该电源侦控单元进行电源状态的切换；及

一信号收发单元，电性连接该微控制单元，用以对外发送该智能型开关模块目前的电源状态信息，并用以接收其它智能型开关模块所传来的电源状态信息；

其中，当该智能型开关模块受外部驱动而进入一学习模式时，接收并储存所在领域内的所有智能型开关模块所传来的电源状态信息；当该智能型开关模块受外部驱动而启动一恢复模式时，依据所储存的这些电源状态信息，操控所在领域内的所有智能型开关模块切换电源状态，进而令所有智能型开关模块恢复成进入该学习模式时的电源状态。

如上所述，其中，每一个该智能型开关模块的该电源状态信息记录本身的电源状态为导通或断除，并且若电源状态为导通，则该电源状态信息还记录通过该智能型开关模块的电能的百分比。

如上所述，其中该开关单元为触控式开关、按键开关、切换开关、及滑动开关的其中之一。

如上所述，其中该智能型开关模块通过数字可寻址照明接口(DigitalAddressable Lighting Interface，DALI)协议与其它智能型开关模块互相连接，以进行寻址动作。

如上所述，其中该信号收发单元为一Zigbee信号收发单元，该智能型开关模块通过Zigbee协议无线传输该控制指令、该切换指令及该电源状态信息，并且通过该信号收发单元所传输的数据符合DALI协议。

如上所述，其中还包括一负载座，电性连接该电源侦控单元，该智能型开关模块通过该负载座连接该负载元件。

如上所述，其中该负载座为一电源插座或一灯座。

如上所述，其中还包括一记忆单元，电性连接该微控制单元，该记忆单元用以于该智能型开关模块进入该学习模式时，储存所在领域内的所有智能型开关模块的电源状态信息。

如上所述，其中还包括一显示单元，电性连接该微控制单元，该电源侦控单元检测该智能型开关模块所消耗的电流量，并通过该显示单元来显示电流量信息，或显示依据该电流量信息计算出来的该智能型开关模块的使用电量。

为了更加明确地达成上述目的，本发明还提供了一种智能型开关模块的操控方法，运用于一由多个智能型开关模块所组成的群组中，该智能型开关模块的操控方法包括：

a)选取其中之一该智能型开关模块，以成为该群组中的一主开关模块；

b)当该主开关模块进入一学习模式时，接收该群组中的所有智能型开关模块的电源状态信息并加以储存；

c)当该主开关模块启动一恢复模式时，依据所储存的这些电源状态信息下达一切换指令，令该群组中的所有该智能型开关模块根据该切换指令切换各自的电源状态，以恢复成进入该学习模式时的电源状态。

如上所述，其中该步骤b中，该主开关模块发出一控制指令至该群组中的所有该智能型开关模块，以令所有该智能型开关模块检测并回传自身的该电源状态信息。

如上所述，其中该群组中的各该智能型开关模块通过数字可寻址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface，DALI)协议互相连接，以进行寻址动作。

如上所述，其中该群组中的各该智能型开关模块通过Zigbee协议无线传输该控制指令、该切换指令及该电源状态信息。

如上所述，其中还包括一步骤d：各该智能型开关模块检测所消耗的电流量，并分别通过各该智能型开关模块上的显示单元来显示电流量信息，或显示依据该电流量信息计算出来的该智能型开关模块的使用电量。

如上所述，其中步骤b中及步骤c中，于该主开关模块上的一开关单元受特殊操控时，驱动该主开关模进入该学习模式与启动该恢复模式。

本发明对照现有技术所能达成的技术效果在于，一群组中可包括有多个开关模块，并且群组中的每一个开关模块皆可做为一个主开关模块。每一个主开关模块皆可用来记录群组中的所有开关模块的电源状态信息，并可下达切换指令来切换各该开关模块的电源状态；再者，群组中的每一个开关模块，皆可被主开关模块所操控。意即，群组中的每一个开关模块皆可主动地操控其它开关模块，亦可被动地接受其它开关模块的操控。

有鉴于此，本发明的智能型开关模块实可增加开关模块的实用性，并且增加使用上的弹性，对使用者实有极大的益处。

附图说明

图1是本发明的一较佳具体实施例的方块图；

图2是本发明的一较佳具体实施例的系统架构图；

图3是本发明的一较佳具体实施例的设置环境示意图；

图4A是本发明的一较佳具体实施例的流程图；

图4B是本发明的一较佳具体实施例的另一流程图；

图5是本发明的另一较佳具体实施例的方块图；

其中，附图标记：

1…开关模块；

1A、1B、1C、1D、1E…开关模块；

11…开关单元；

12…微控制单元；

13…电源侦控单元；

14…负载座；

15…信号收发单元；

16…存储单元；

17…显示单元；

2…电源线；

3…负载元件；

3A、3B、3C、3D、3E…负载元件；

I1…电源状态信息；

S1…切换指令；

C1…控制指令；

C2…电流量信息；

S10～S18、S20～S24…步骤。

具体实施方式

兹就本发明的一较佳实施例，配合图式，详细说明如后。

首请参阅图1，为本发明的一较佳具体实施例的方块图。本发明主要为一种智能型开关模块1(下面将于说明书内文中简称为该开关模块1)，该开关模块1连接至一电源线2(例如市电的电源线2)，并且可于其上设置一负载元件3，例如为一灯炮，藉以将该电源线2所供给的电能提供给该负载元件3，令该负载元件3作动(例如灯炮的明灭)。

该开关模块1主要包括一开关单元11、一微控制单元(Micro Control Unit，MCU)12、一电源侦控单元13、一负载座14、一信号收发单元15、及一存储单元16。其中，该微控制单元12电性连接该开关单元11、该电源侦控单元13、该信号收发单元15、及该存储单元16，而该负载座14则与该电源侦控单元13电性连接。本实施例中，该开关模块1通过该负载座14连接该负载元件3，该负载座14可例如为一灯座，该负载元件3可为一灯炮；再例如，该负载座14可为一电源插座，该负载元件3可为通过电源插头与该负载座14连接的电子装置，但不可加以限定。

该微控制单元12主要用以对该开关单元11、该电源侦控单元13、该信号收发单元15、及该存储单元16进行控制，并对该开关单元11、该电源侦控单元13、该信号收发单元15、及该存储单元16所传输的信号与数据进行处理。

该电源侦控单元13主要与该电源线2连接，该开关模块1通过该电源侦控单元13来切换并检测本身的电源状态。其中，该电源状态主要包括断除与导通，而若该开关模块1具有微调功能，则当该开关模块1导通时，该电源状态还包括通过该开关模块1的电能的百分比。当该开关模块1的电源状态为导通时，该负载元件3可接收该电源线2所供给的电能，因而得以作动(例如灯炮亮起，而通过的电能的百分比将影响灯炮亮起的程度)；当该开关模块1的电源状态为断除时，该负载元件3无法接收该电源线2所供给的电能，因而无法作动(例如灯炮熄灭)。

于本实施例中，该开关单元11主要可为一触控式开关，然而该开关模块1可视实际所需而定，使用按键开关、切换开关或滑动开关等机械式开关，不应以此为限。使用者可对该开关模块1上的该开关单元11进行操控，以控制该电源侦控单元13，进而切换该开关模块1的电源状态。意即，使用者可直接操控该开关单元11，以切换该开关模块1的电源状态为导通或断除，或者微调通过该开关模块1的电能的百分比，以控制该负载元件3的作动程度。

本实施例中，该开关模块1除了可通过电源状态的切换来影响该负载元件3的作动之外，还可通过该信号收发单元15，对外发送该开关模块1目前的一电源状态信息I1；反之，亦可通过该信号收发单元15，接收外部的其它开关模块所传来的该电源状态信息I1，并且经过该微控制单元12处理后，储存于该存储单元16之中。其中，该电源状态信息I1主要记录该开关模块1本身的电源状态为导通或断除，并且若电源状态为导通，则该电源状态信息I1还可记录通过该开关模块1的电能的百分比。

请同时参阅图2及图3，为本发明的一较佳具体实施例的系统架构图与设置环境示意图。本发明的该开关模块1，主要用以连接并控制单一个该负载元件3，然而，于一特定环境，例如图3所示的住宅中，可由领域中的多个该开关模块1来构成一个群组4。例如图2中所示，由该领域中的多个开关模块1A、1B、1C、1D、及1E，共同构成该群组4，并且各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E分别连接并控制一个负载元件3A、3B、3C、3D、及3E的作动。

该群组4中的各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E，彼此通过数字可寻址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface，DALI)协议互相连接，以进行寻址动作。是以，各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E可知悉该群组4中的各个开关模块的地址，藉以能够通过该信号收发单元15来互相传输指令与信息。

本实施例中，该信号收发单元15主要为一Zigbee信号收发单元，该开关模块1通过Zigbee协议来无线传输指令与信息，并且，通过该信号收发单元15所传输的指令与信息，符合DALI协议的规定。然而，该信号收发单元15尚可为其它的无线传输接口，例如蓝牙(Bluetooth)传输接口或Wi-Fi传输接口等；再者，该开关模块1亦可通过DALI数据线或电力线(Power LineCommunication，PLC)等传输接口，以直接通过该电源线2来传输上述指令与信息，但不加以限定。

若该群组4中具有多个的该开关模块1，则任一个该开关模块1皆可被使用者用来做为一主开关模块，当该主开关模块被驱动以进入一学习模式时，该群组4中的各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E分别检测自身目前的电源状态，并且分别产生该电源状态信息I1并回传至该主开关模块，以储存于该主开关模块的该存储单元16中。其中，该主开关模块所储存的这些电源状态信息I1中，包括该主开关模块本身的该电源状态信息I1。

尔后，各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E可被使用者各别操控，以切换与之连接的各该负载元件3A、3B、3C、3D、及3E的作动(On)与不作动(Off)。并且，若各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E具有微调功能，则更可被使用者操控，以切换通过的电能的百分比，进而控制各该负载元件3A、3B、3C、3D、及3E的作动程度(例如灯炮亮起的程序)。

当该主开关模块被驱动以启动一恢复模式时，该主开关模块依据该存储单元16中储存的当时的这些电源状态信息I1，下达一切换指令S1(如图1中所示的该切换指令S1)至该群组4中的各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E，以将各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E恢复成当时进入该学习模式时的电源状态(包括On或Off，并且若为On，则更恢复当时通过的电能的百分比)。更具体而言，该主开关模块依据该开关模块1A当时所传送的该电源状态信息I1，来下达该切换指令S1给该开关模块1A、并且依据该开关模块1B当时所传送的该电源状态信息I1来下达该切换指令S1给该开关模块1B等等，以此类推。

举例来说，当该主开关模块进入该学习模式时，该开关模块1A及1B的电源状态为导通(即，该负载元件3A及3B作动)，而该开关模块1C、1D、1E的电源状态为断除(即，该负载元件3C、3D、3E不作动)，则该主开关模块将这些电源状态信息I1储存于该存储单元16中。之后，即使各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E的电源状态皆被使用者切换为断除(即，各该负载元件3A、3B、3C、3D、3E皆不作动)，此时只要驱动该主开关模块以启动该恢复模式，即可立即恢复成该开关模块1A及1B的电源状态为导通，而该开关模块1C、1D、1E的电源状态为断除的状态。意即，使用者只要操控单一个该主开关模块，即可同时切换该群组4中的所有该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E的电源状态，如此将为使用者带来相当大的便利

例如，若使用者操作卧室中的该开关模块1，令该开关模块1记录了住宅中的所有该开关模块1皆为关闭的电源状态，则当使用者欲将住宅中的所有该开关模块1全部关闭时，只要令卧室中的该开关模块1启动该恢复模式即可，即是说，使用者不需离开卧室即可轻易地将住宅中的所有开关皆关闭。

值得一提的是，该群组4中的各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E皆可被使用者用来做为该主开关模块，并且各个主开关模块内的该存储单元16，可储存不同时间点的该电源状态信息I1。藉此，只要事先经过学习模式的记录，使用者即可操控不同的主开关模块，轻松将该群组4中的各该开关模块1A、1B、1C、1D、及1E切换为不同时间点的状态。

续请参阅图4A，为本发明的一较佳具体实施例的流程图。首先，使用者选取该群组4中的任一个该开关模块1，以做为该主开关模块(步骤S10)，接着，驱动该主开关模块进入该学习模式(步骤S12)。更具体而言，该步骤S12中，使用者主要对该主开关模块上的该开关单元11进行特殊操控，例如连续触碰该开关单元11三下，以令该主开关模块进入该学习模式。然而以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，不应以此为限。

该主开关模块进入该学习模式时，该主开关模式即可接收该群组4中的所有该开关模块1所传来的该电源状态信息I1，并且予以储存。更具体而言，该主开关模块被驱动而进入该学习模式时，发出一控制指令C1(如图1中所示的该控制指令C1)至该群组4中的所有该开关模块1(步骤S14)，接着，各该开关模块1依据该控制指令C1，检测目前的电源状态(为导通或断除，若为导通，则还可包括通过的电能的百分比)，并分别将各自的该电源状态信息I1回传给该主开关模块(步骤S16)。最后，该主开关模块储存该群组4中的所有该开关模块1目前的该电源状态信息I1(步骤S18)。

步骤S18之后，该主开关模块中储存有该群组4中的所有该开关模块1的该电源状态信息I1，而这些电源状态信息I1的产生时间点为该主开关模块进入该学习模式的时间点。

参阅图4B，为本发明的一较佳具体实施例的另一流程图。首先，使用者驱动该主开关模块，以启动一恢复模式(步骤S20)，更具体而言，使用者主要对该主开关模块上的该开关单元11进行特殊操控，例如连续触碰该开关单元11五下，以令该主开关模块启动该恢复模式，但不加以限定。

步骤S20后，该主开关模块依据该存储单元16中所储存的当时的这些电源状态信息I1，下达该切换指令S1给该群组4中的所有该开关模块1(步骤S22)。各该开关模块1通过其上的该信号收发单元15接收该切换指令S1，并且根据所接收的该切换指令S1来切换各自的电源状态，以恢复成当时进入该学习模式时的电源状态(步骤S24)。

最后请参阅图5，为本发明的另一较佳具体实施例的方块图。于本实施例中，该开关模块1中还可包括一显示单元17，电性连接该微控制单元12，该显示单元17主要用以显示该开关模块1的各项信息。举例而言，当该开关模块1上设置有该负载元件3，例如一灯炮时，使用者可直接由该负载元件3来得知该开关模块1的电源状态为导通或断除，并得知通过该开关模块1的电能的百分比，而当该开关模块1上未设置任何的该负载元件3时，即可由该显示单元17来以灯号或文字显示该开关模块1的电源状态(为导通或断除，若为导通，还可显示通过的电能的百分比)。

再者，该开关模块1还可通过该电源侦控单元13来检测自身所消耗的电流量，并产生一电流量信息C2，以通过该显示单元17来显示。并且，该开关模块1还可直接依据该电流量信息C2来计算本身的使用电量，并于该显示单元17上显示。藉此，使用者可通过该显示单元17，轻松得知该开关模块1上的该负载元件3所耗费的电能。

以上所述仅为本发明的较佳具体实例，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的范围内，合予陈明。

Claims (14)

1.一种智能型开关模块，用以对外连接一电源线及一负载元件，以将该电源线所供给的电能提供给该负载元件，其特征在于，该智能型开关模块包括：

一电源侦控单元，连接该电源线，用以切换并检测该智能型开关模块的电源状态为导通或断除，以及通过该智能型开关模块的电能的百分比；

一微控制单元，电性连接该电源侦控单元；

一开关单元，电性连接该微控制单元，受外部操控，以控制该电源侦控单元进行电源状态的切换；及

一信号收发单元，电性连接该微控制单元，用以对外发送该智能型开关模块目前的电源状态信息，并用以接收其它智能型开关模块所传来的电源状态信息；

其中，当该智能型开关模块受外部驱动而进入一学习模式时，接收并储存所在领域内的所有智能型开关模块所传来的电源状态信息；当该智能型开关模块受外部驱动而启动一恢复模式时，依据所储存的这些电源状态信息，操控所在领域内的所有智能型开关模块切换电源状态，进而令所有智能型开关模块恢复成进入该学习模式时的电源状态。

2.根据权利要求1所述的智能型开关模块，其特征在于，每一个该智能型开关模块的该电源状态信息记录本身的电源状态为导通或断除，并且若电源状态为导通，则该电源状态信息还记录通过该智能型开关模块的电能的百分比。

3.根据权利要求1所述的智能型开关模块，其特征在于，该开关单元为触控式开关、按键开关、切换开关、及滑动开关的其中之一。

4.根据权利要求1所述的智能型开关模块，其特征在于，该智能型开关模块通过数字可寻址照明接口协议与其它智能型开关模块互相连接，以进行寻址动作。

5.根据权利要求4所述的智能型开关模块，其特征在于，该信号收发单元为一Zigbee信号收发单元，该智能型开关模块通过Zigbee协议无线传输该控制指令、该切换指令及该电源状态信息，并且通过该信号收发单元所传输的数据符合数字可寻址照明接口协议。

6.根据权利要求1所述的智能型开关模块，其特征在于，还包括一负载座，电性连接该电源侦控单元，该智能型开关模块通过该负载座连接该负载元件。

7.根据权利要求6所述的智能型开关模块，其特征在于，该负载座为一电源插座或一灯座。

8.根据权利要求1所述的智能型开关模块，其特征在于，还包括一存储单元，电性连接该微控制单元，该存储单元用以于该智能型开关模块进入该学习模式时，储存所在领域内的所有智能型开关模块的电源状态信息。

9.根据权利要求1所述的智能型开关模块，其特征在于，还包括一显示单元，电性连接该微控制单元，该电源侦控单元检测该智能型开关模块所消耗的电流量，并通过该显示单元来显示电流量信息，或显示依据该电流量信息计算出来的该智能型开关模块的使用电量。

10.一种智能型开关模块的操控方法，运用于一由多个智能型开关模块所组成的群组中，其特征在于，该智能型开关模块的操控方法包括：

a)选取其中之一该智能型开关模块，以成为该群组中的一主开关模块；

b)当该主开关模块进入一学习模式时，发出一控制指令至该群组中的所有该智能型开关模块，以令所有该智能型开关模块检测并回传自身的电源状态信息，并且该主开关模块接收该群组中的所有智能型开关模块的电源状态信息并加以储存；

c)当该主开关模块启动一恢复模式时，依据所储存的这些电源状态信息下达一切换指令，令该群组中的所有该智能型开关模块根据该切换指令切换各自的电源状态，以恢复成进入该学习模式时的电源状态。

11.根据权利要求10所述的智能型开关模块的操控方法，其特征在于，该群组中的各该智能型开关模块通过数字可寻址照明接口协议互相连接，以进行寻址动作。

12.根据权利要求11所述的智能型开关模块的操控方法，其特征在于，该群组中的各该智能型开关模块通过Zigbee协议无线传输该控制指令、该切换指令及该电源状态信息。

13.根据权利要求10所述的智能型开关模块的操控方法，其特征在于，还包括一步骤d：各该智能型开关模块检测所消耗的电流量，并分别通过各该智能型开关模块上的显示单元来显示电流量信息，或显示依据该电流量信息计算出来的该智能型开关模块的使用电量。

14.根据权利要求10所述的智能型开关模块的操控方法，其特征在于，步骤b中及步骤c中，于该主开关模块上的一开关单元受特殊操控时，驱动该主开关模进入该学习模式与启动该恢复模式。