CN104853488A - 基于射频技术的双键无线照明控制开关及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于射频技术的双键无线照明控制开关，包括第一按键、第二按键，信号处理模块，供电电路，射频信号发射天线。信号处理模块分别检测第一按键和第二按键是否按下、按下次数、按下时间，并将信息编码、调制、变频为射频信号，通过射频信号发射天线向外发射。本发明还公开了一种用于照明灯泡控制的双键无线开关的控制方法，信号处理模块分析使用者对第一按键或第二按键的单击、双击、长按操作，分别发出控制LED灯泡开灯、关灯、调颜色、调亮度、请求授权、恢复为初始亮度与颜色的指令，通过射频信号控制相应的LED灯泡。采用本发明的技术方案，可以仅使用两个按键，就能在房屋内任意位置实现对LED灯泡的开关、亮度、颜色控制。

Description

基于射频技术的双键无线照明控制开关及控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信和开关控制领域，特别是涉及一种用于照明灯泡控制的双键无线开关及控制方法。

背景技术

随着LED照明技术的发展和人们对家居环境下照明要求的不断提高，越来越多的家庭使用LED灯泡作为照明装置。由于住宅中的照明供电线路在房屋建造时就已经铺设完成，此后便难以修改，因此即使使用LED灯泡也必须使用原有的供电线路。

而在实际使用中，人们希望按照自己的使用习惯布置开关的位置，这就需要对原有的照明供电线路进行改造，这不仅施工复杂，还会对房屋的建筑材料造成破坏，造成人力物力的资源浪费。

此外，原有的供电线路只提供对灯的开关控制或亮度控制，无法同时控制灯的亮度和颜色。这就无法充分利用LED照明灯泡可以调节亮度和颜色的优势，难以满足人们的个性化照明需求。

现有的无线遥控开关可以在不改变原有照明供电线路的基础上在任意位置实现对灯的控制，但是为完成对一盏灯的开关、亮度、颜色控制，所需按键至少包括：开灯、关灯、调色、调光4个按键。这就增加了开关的机械结构的复杂性且不利于开关的小型化，也增加了开关模具的设计、制造成本。

针对目前现有技术中存在的上述缺陷，有必要进行研究，已提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述现有的技术缺陷，提供一种用于照明灯泡控制的双键无线开关及其控制方法。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：

基于射频技术的双键无线照明控制开关，包括第一按键和第二按键，信号处理模块，供电电路和射频信号发射天线，其中，

所述第一按键与第二按键分别单独与信号处理模块相连；

所述供电电路与信号处理模块相连，为信号处理模块提供电能；

所述射频信号发射天线与信号处理模块相连。

本发明还公开了一种用于LED灯控制的双键无线开关的控制方法，所述开关包括：第一按键和第二按键，信号处理模块，供电电路，射频信号发射天线，所述方法包括：

在一定时间内，使用者对第一按键按压一次，信号处理模块将此操作识别为第一按键的单击操作，并通过射频信号发射天线发出第一种控制指令。

在一定时间内，使用者对第二按键按压一次，信号处理模块将此操作识别为第二按键的单击操作，并通过射频信号发射天线发出第二种控制指令。

在一定时间内，使用者对第一按键按压两次，信号处理模块将此操作识别为第一按键的双击操作，并通过射频信号发射天线发出第三种控制指令。

在一定时间内，使用者对第二按键按压两次，信号处理模块将此操作识别为第二按键的双击操作，并通过射频信号发射天线发出第四种控制指令。

使用者对第一按键按压超过一定时间，信号处理模块将此操作识别为第一按键的长按操作，并通过射频信号发射天线发出第五种控制指令。

使用者对第二按键按压超过一定时间，信号处理模块将此操作识别为第二按键的长按操作，并通过射频信号发射天线发出第六种控制指令。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：不用改造现有的照明供电线路，仅使用两个按键，就能在房屋内任意位置实现对LED灯泡的开关、亮度、颜色控制，这有利于降低用户安装开关的成本。同时，这也有利于降低开关的机械结构的复杂性，有利于开关的小型化，也减少开关模具的设计、制造成本。

附图说明

图1是本发明基于射频技术的双键无线照明控制开关的原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明基于射频技术，用只有两个按键的开关装置实现对照明灯泡的开关、颜色、亮度的无线控制，在实现了多种功能的同时，简化了开关的机械结构的复杂性，降低了开关的生产成本。

参见图1，所示为本发明基于射频技术的双键无线照明控制开关的原理框图100，包括第一按键101、第二按键102、信号处理模块103、供电电路104、射频发射天线105。其中第一按键101与第二按键102分别单独与信号处理模块103相连，供电电路104与信号处理模块103相连，射频信号发射天线105与信号处理模块103相连。

用户通过对第一按键101或第二按键102的按键操作，向信号处理模块103输入开关信号。信号处理模块103获取到开关信号之后首先对按键操作进行分析，并将分析结果形成6种按键事件之一。这6个事件会被信号处理模块103编码为6种不同的数字信号，经过内部的调制器调制并变频为射频信号再经内部的功率放大器放大后输出，通过射频发射天线105发射到空中。LED灯泡内部的接收机接收到此射频信号后就会对灯泡进行相应的控制。

第一按键101和第二按键102为轻触开关，当向其施加一定外力时，开关内部立即导通，电流可以流过；当外力撤销时，开关内部立即开路，电流无法流过。

信号处理模块103使用的芯片为SI4010，是无需外部晶振且集成单片机与射频发射机的片上系统（SoC）。SI4010在无按键操作时处于待机状态，待机电流小于10nA，可以与供电电路104长期保持连接而不必断开。在有按键操作时，SI4010会被从待机状态转换为运行状态，并通过分别检测第一按键101和第二按键102是否按下、按下次数、按下时间来分析按键的状态。分析结果之后被编码为数字信号，加上前导码、同步字、SI4010的唯一编号和CRC校验码形成一条数据帧，经过内部的调制器以100KBaud符号率的FSK调制并变频后形成433MHz的射频信号，经由内部功率放大器放大到10dBm后输出到射频发射天线105。

射频发射天线105为433MHz频段的板载平衡天线，可以直接与信号处理模块103的平衡输出端口相连，这样就可以省去平衡-不平衡转换（Balun）电路。

供电电路104为纽扣式锂-二氧化锰电池，电池的额定电压为3.0V，满足信号处理模块103需要至少1.8V的供电需求。

本发明还公开了一种用于照明灯泡控制的双键无线开关的控制方法，所述开关包括：第一按键101和第二按键102，信号处理模块103，供电电路104，射频信号发射天线105。信号处理模块103分析使用者对第一按键101或第二按键102的单击、双击、长按操作，分别发出控制LED灯泡开灯、关灯、调颜色、调亮度、请求授权、恢复为初始亮度与颜色的指令，通过射频信号控制相应的LED灯泡。

信号处理模块103的具体分析过程如下：首先判断是第一按键101按下还是第二按键102按下，之后启动定时器开始计时。若在时间t1内此按键只被按下1次就松开，则判定发生此按键的单击事件；若在时间t1内此按键被按下、松开2次，则判定发生此按键的双击事件；若在时间t2内此按键被一直按下未松开，则判定发生此按键的长按事件。由此可知，信号处理模块103需要识别2个按键分别产生的3个事件，一共6个事件。这6个事件会被信号处理模块103编码为6种不同的数字信号。时间t1为双击按键最大间隔时间，t1越小，用户需要双击的速度越快。时间t2为长按按键的最小时间，t2越大，用户需要长按按键的时间就越长。

六种不同的按键事件对应的数字编码与控制功能如下表所示：

按键事件	数字编码	控制功能
			第一按键单击	01	开灯指令
第二按键单击	02	关灯指令
			第一按键双击	03	调颜色指令
第二按键双击	04	请求授权指令
			第一按键长按	05	调亮度指令
第二按键长按	06	恢复为初始亮度与颜色指令

开灯指令用于控制LED灯泡点亮，当受控LED灯泡已经点亮时，此指令不产生效果。关灯指令用于控制LED灯泡熄灭，当受控LED灯泡已经熄灭时，此指令不产生效果。调颜色指令用于控制LED灯泡以预设的颜色顺序发光，例如，对于受控的冷暖双色LED灯泡，其预设的颜色顺序为：冷色-暖色-冷暖色叠加，每收到一条调颜色指令，就会在此顺序中从当前颜色变化到下一种颜色。调亮度指令用于控制LED灯泡以预设的亮度顺序发光，例如，一种受控的LED灯泡，其预设的亮度顺序为：10%-50%-100%，每收到一条调亮度指令，就会在此顺序中从当前亮度变化到下一种亮度。恢复为初始亮度与颜色指令用于将灯泡恢复为刚上电时初始的亮度与颜色，例如受控的LED灯泡上电时初始亮度为10%，颜色为冷暖色叠加，则无论之后此LED灯泡的亮度和颜色为何，只要收到此条指令，其亮度和颜色就会变为10%与冷暖色叠加。请求授权指令用于向LED灯泡申请受控许可，只有LED灯泡接受了此申请，LED灯泡才能被该开关所控制。

在信号处理模块103中，按键事件的数字编码加上前导码、同步字、SI4010的唯一编号和CRC校验码形成一条数据帧，并转换为射频信号由射频信号发射天线105发出，LED灯泡中的接收机接收到此信号后就会进行相应的处理，从而完成对LED灯泡的控制。

Claims (9)

1.基于射频技术的双键无线照明控制开关，其特征在于：包括第一按键、第二按键、信号处理模块、供电电路和射频信号发射天线，其中，

所述第一按键与第二按键分别单独与信号处理模块相连；

所述供电电路与信号处理模块相连，为信号处理模块提供电能；

所述射频信号发射天线与信号处理模块相连。

2.如权利要求1所述的基于射频技术的双键无线照明控制开关，其特征在于：所述信号处理模块分别检测第一按键和第二按键是否按下、按下次数和按下时间，并将这些信息编码、调制、变频为射频信号，通过射频信号发射天线向外发射。

3.如权利要求2所述的基于射频技术的双键无线照明控制开关，其特征在于：所述信号处理模块采用SI4010芯片。

4.如权利要求3所述的基于射频技术的双键无线照明控制开关，其特征在于：所述信息编码是将信号处理模块的检测结果编码为数字信号。

5.如权利要求4所述的基于射频技术的双键无线照明控制开关，其特征在于：所述射频信号是所述数字信号加上前导码、同步字、SI4010的唯一编号和CRC校验码形成一条数据帧，经过信号处理模块内部的调制器以100KBaud符号率的FSK调制并变频后形成433MHz的射频信号。

6.如权利要求5所述的基于射频技术的双键无线照明控制开关，其特征在于：所述射频信号经信号处理模块内部功率放大器放大到10dBm后输出到射频信号发射天线。

7.如权利要求1-6中任一项所述的基于射频技术的双键无线照明控制开关，其特征在于：所述射频信号发射天线为433MHz频段的板载平衡天线，与信号处理模块的平衡输出端口相连。

8.一种使用如权利要求1所述的双键无线照明控制开关来控制LED灯的方法，其特征在于该方法包括：

在一定时间内，使用者对第一按键按压一次，信号处理模块将此操作识别为第一按键的单击操作，并通过射频信号发射天线发出第一种控制指令；

在一定时间内，使用者对第二按键按压一次，信号处理模块将此操作识别为第二按键的单击操作，并通过射频信号发射天线发出第二种控制指令；

在一定时间内，使用者对第一按键按压两次，信号处理模块将此操作识别为第一按键的双击操作，并通过射频信号发射天线发出第三种控制指令；

在一定时间内，使用者对第二按键按压两次，信号处理模块将此操作识别为第二按键的双击操作，并通过射频信号发射天线发出第四种控制指令；

使用者对第一按键按压超过一定时间，信号处理模块将此操作识别为第一按键的长按操作，并通过射频信号发射天线发出第五种控制指令；

使用者对第二按键按压超过一定时间，信号处理模块将此操作识别为第二按键的长按操作，并通过射频信号发射天线发出第六种控制指令。

9.根据权利要求8所述的一种LED灯控制方法，其特征在于：

所述第一种控制指令为控制LED灯泡开灯的指令；

所述第二种控制指令为控制LED灯泡关灯的指令；

所述第三种控制指令为控制LED灯泡调颜色的指令；

所述第四种控制指令为请求授权的指令；

所述第五种控制指令为控制LED灯泡调亮度的指令；

所述第六种控制指令为控制LED灯泡恢复为初始亮度与颜色的指令。