CN105160859A - 一种无源遥控开关及应用该无源遥控开关的遥控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无源遥控开关及应用该无源遥控开关的遥控系统。所述无源遥控开关包括壳体及设置于壳体上的按钮，所述壳体内还设置有编码电路和发射电路，所述编码电路产生的编码信号经由发射电路发射出去；以及，还包括设置于壳体内的、为所述编码电路和发射电路供电的电能转换单元；所述电能转换单元包括永磁体和电感线圈，所述电感线圈的首末两端构成为编码电路和发射电路供电的电能输出端；当所述按钮被按动时，该按钮带动所述永磁体产生位移，从而令所述电感线圈相对于所述永磁体运动并垂直切割永磁体的磁力线，以令所述电感线圈的首末两端产生感应电动势。

Description

一种无源遥控开关及应用该无源遥控开关的遥控系统
技术领域
本发明涉及一种开关及控制系统，尤其涉及一种无源遥控开关及应用该无源遥控开关的控制系统。
背景技术
随着工业控制和传感技术的发展，各种传感器以及控制开关的应用变得越来越普遍。在智能楼宇与智能家居的应用环境中，需要大量的传感器来采集建筑物各个角落的温度，湿度、状态以及开关控制信息，同时还需要将这些传感器采集的信息以及用户的各种命令发送到接收端。为了避免在室内过多的布线，这些传感器采集的信息均需要以无线的形式发送，以节省建筑成本，减轻装修的工作量。
目前各种情况下使用的无线遥控系统均由遥控发送和遥控接收两部分组成，而遥控接收部分的输出信号一般都用于控制由市电供电的电器设备，这样一来，遥控接收部分的供电部分就不是问题，但是遥控发送部分则一般是需要随时变动位置，为了解决其供电问题一般采用纽扣电池或干电池为其供电，而纽扣电池或干电池容量较小，所以遥控部分电池的使用寿命都较短。这样的供电方式既浪费成本、又因为电池的报废产生了电子垃圾，严重影响了环保！
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，提供一种无源遥控开关及应用该无源遥控开关的遥控系统。
本发明所述的无源遥控开关，包括壳体及设置于壳体上的按钮，所述壳体内还设置有编码电路和发射电路，所述编码电路产生的编码信号经由发射电路发射出去；以及，
还包括设置于壳体内的、为所述编码电路和发射电路供电的电能转换单元；
所述电能转换单元包括永磁体和电感线圈，所述电感线圈的首末两端构成为编码电路和发射电路供电的电能输出端；
当所述按钮被按动时，该按钮带动所述永磁体产生位移，从而令所述电感线圈相对于所述永磁体运动并垂直切割永磁体的磁力线，以令所述电感线圈的首末两端产生感应电动势。
本发明所述的无源遥控开关中，还包括设置于按钮和永磁体之间的弹性储能元件；
当所述按钮被按动时，所述按钮带动弹性储能元件以储存动能；
当所述按钮被释放时，所述弹性储能元件释放所储存的动能，以带动永磁体产生位移。
本发明所述的无源遥控开关中，还包括设置于编码电路和发射电路前端的整流电路和储能电容；
其中，所述整流电路的两个输入端分别连接于电感线圈的首末两端，以将电感线圈首末两端产生的感应电动势整流为直流电；
所述储能电容设置于整流电路与编码电路和发射电路之间，该储能电容由整流电路对其充电；当所述储能电容上的电压达到预定值时，即向所述编码电路和发射电路供电。
本发明还提供一种应用前述无源遥控开关的遥控系统，包括无源遥控开关和对应的信号接收单元，所述信号接收单元接收无源遥控开关的控制指令、并根据该控制指令而驱动相应的电器设备；
其中，所述无源遥控开关包括壳体及设置于壳体上的按钮，所述壳体内还设置有编码电路和发射电路，所述编码电路产生的编码信号经由发射电路发射出去；以及，
还包括设置于壳体内的、为所述编码电路和发射电路供电的电能转换单元；
所述电能转换单元包括永磁体和电感线圈，所述电感线圈的首末两端构成为编码电路和发射电路供电的电能输出端；
当所述按钮被按动时，该按钮带动所述永磁体产生位移，从而令所述电感线圈相对于所述永磁体运动并垂直切割永磁体的磁力线，以令所述电感线圈的首末两端产生感应电动势；
所述信号接收单元包括信号接收电路、解码电路、触发电路、电压转换电路、和驱动继电器；
其中，所述电压转换电路将市电转换为直流电，并分别供给所述信号接收电路、解码电路、和触发电路；
所述信号接收电路接收所述无源遥控开关发出的编码信号，所述接收到的编码信号经由所述解码电路进行解码，以获取符合预定规则的控制信号；
所述触发电路根据所述控制信号向所述驱动继电器发出触发信号，所述驱动继电器根据触发信号而驱动相应的电器设备。
本发明所述的应用无源遥控开关的遥控系统中，所述无源遥控开关还包括设置于按钮和永磁体之间的弹性储能元件；
当所述按钮被按动时，所述按钮带动弹性储能元件以储存动能；
当所述按钮被释放时，所述弹性储能元件释放所储存的动能，以带动永磁体产生位移。
本发明所述的应用无源遥控开关的遥控系统中，所述无源遥控开关还包括设置于编码电路和发射电路前端的整流电路和储能电容；
其中，所述整流电路的两个输入端分别连接于电感线圈的首末两端，以将电感线圈首末两端产生的感应电动势整流为直流电；
所述储能电容设置于整流电路与编码电路和发射电路之间，该储能电容由整流电路对其充电；当所述储能电容上的电压达到预定值时，即向所述编码电路和发射电路供电。
本发明所述的应用无源遥控开关的遥控系统中，所述编码信号包括地址码信息、数据码信息、和同步码信息。
本发明所述无源遥控开关及应用所述无源遥控开关的遥控系统中，可彻底脱离现有技术中遥控开关内电池电量经常不足的制约，随时随地都可使用该无源遥控开关进行遥控，方便而又环保。
附图说明
图1为本发明所述无源遥控开关的结构示意图；
图2为本发明所述应用无源遥控开关的遥控系统中的信号接收单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明所述的无源遥控开关，包括壳体和设置于壳体上的按钮，在所述壳体内还设置有编码电路和发射电路，所述编码电路产生的编码信号经由发射电路发射出去；还包括设置于壳体内的、为所述编码电路和发射电路供电的电能转换单元。
所述电能转换单元可包括永磁体和电感线圈，所述电感线圈的首末两端构成为编码电路和发射电路供电的电能输出端。当所述按钮被按动时，该按钮带动所述永磁体产生位移，从而令所述电感线圈相对于所述永磁体运动并垂直切割永磁体的磁力线，以令所述电感线圈的首末两端产生感应电动势。该感应电动势即为所述编码电路和发射电路提供工作电能。
进一步的，为使用方便，还可在所述按钮和永磁体之间设置弹性储能元件(例如弹簧片)。当所述按钮被按动时，所述按钮带动弹性储能元件以储存动能；当所述按钮被释放时，所述弹性储能元件释放所储存的动能，以带动永磁体产生位移。
本发明所述的无源遥控开关中，还可包括设置于编码电路和发射电路前端的整流电路和储能电容。其中，所述整流电路的两个输入端分别连接于电感线圈的首末两端，以将电感线圈首末两端产生的感应电动势整流为直流电。所述储能电容则设置于整流电路与编码电路和发射电路之间，该储能电容由整流电路对其充电；当所述储能电容上的电压达到预定值时，即向所述编码电路和发射电路供电。
应用本发明所述的无源遥控开关，可彻底脱离现有技术中遥控开关内电池电量经常不足的制约，随时随地都可使用该无源遥控开关进行遥控，方便而又环保。
本发明还提供一种应用上述无源遥控开关的遥控系统，包括了无源遥控开关和对应的信号接收单元，所述信号接收单元接收无源遥控开关的控制指令、并根据该控制指令而驱动相应的电器设备。
具体而言，所述无源遥控开关如前所述，在此不再赘叙。
如图2所示，所述信号接收单元包括信号接收电路、解码电路、触发电路、电压转换电路、和驱动继电器。
其中，所述电压转换电路将市电转换为直流电(即将交流220伏转换为直流5伏)，并分别供给所述信号接收电路、解码电路、和触发电路。
所述信号接收电路接收所述无源遥控开关发出的编码信号，所述接收到的编码信号经由所述解码电路进行解码，以获取符合预定规则的控制信号。所述触发电路根据所述控制信号向所述驱动继电器发出触发信号，所述驱动继电器根据触发信号而驱动相应的电器设备。
需要说明的是，所述无源遥控开关内的编码电路是与所述解码电路对应配合的，二者有预先约定的通信协议。例如，编码电路采用PT2262芯片，则解码电路可使用PT2272与之配合。
所述编码电路的PT2262芯片产生带有地址码信息、数据码信息、和同步码信息的编码信号，并通过发射电路发射出去。所述信号接收电路则为高频接收电路，接收到的信号经过放大和选择。由于信号经过高频部分的放大和选择，所以要将接收到的编码信号通过解码电路的PT2272进行编码地址确认，以将所需要的电信号分离出来，并确认是不是有用的开关地址信号。如果接收到的是有用的编码信号，则解码电路的PT2272输出端产生相应的高低电平信号给触发电路，触发电路状态改变并保持改变后的状态(即由高电平变为低电平或由低电平变为高电平)，触发电路产生有效的信号控制驱动继电器接通，用电器开始工作；如果接收到的不是有用的编码信号，则解码电路不能解码产生有效的信号，驱动继电器不工作，电路中的用电器工作状态不变。
另外，对于多个传感器布置于同一片区域的情况，还可通过控制不同传感器的脉冲间隔以避免不同传感器的脉冲之间的干扰。在无源遥控开关一侧，脉冲间隔对应于固定的ID信息或者利用M序列产生器产生的伪随机数，经过编码电路编码后的数据调制到脉冲上发射出去；而发出的信息到达信号接收单元时，信号接收单元判断是否收到了正确的信息脉冲。如果判断已经接收到了正确的脉冲信息，则将接收到的脉冲信号进行解码，所述驱动继电器根据解码信号做出响应。带有相同信息的脉冲会被重复发送多次，采用此种多次重复发送的方式可以提高数据传输的准确度。
所述编码电路中的PT2262芯片与解码电路中的PT2272的编码配对原理如下：PT2262芯片产生的编码信号是由包含地址码、数据码、和同步码信息组成的一个完整码字，该码字由PT2262芯片的17引脚输出到发射电路而发射出去。
所述信号接收电路接收到码字后，送到解码电路由芯片PT2272进行解码。编码信号中的地址码经过3次比较核对无误后，PT2272芯片的VT脚输出高电平，与此同时PT2262芯片中相应的数据脚也输出高电平。如果PT2262芯片连续发送编码信号，PT2272芯片的第17脚和相应的数据脚便连续输出高电平。若PT2262芯片停止发送编码信号，则PT2272芯片的VT端便恢复为低电平状态。
为了保证在PT2262芯片发送编码信号后，PT2272芯片能持续地输出高电平，信号接收单元还可在解码芯片PT2272后接上双D触发器CD4013，这样PT2272芯片的VT端输出逻辑电平给双D触发器CD4013的D端，相应地双D触发器CD4013的D端翻转原来的状态，由原来的高电平变为低电平或是由原来的低电平变为高电平，由此控制驱动继电器的通端来控制家用电器。这样，无源遥控开关按下开关键，便可间接地控制家用电器的工作或是停止。
关于编码信号中地址码的设定和修改的说明。在通常使用中，一般是采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路的PT2262芯片和解码电路的PT2272芯片的第1～8脚为地址设定脚，有3种状态可供选择：悬空、接正电源、接地3种状态，对应的状态符号分别为x(悬空)、1(正电源)、0(地)；只有PT2262芯片和PT2272芯片的地址编码完全相同才能配对使用。例如，将PT2262芯片的第2脚接地、第3脚接正电源，其他引脚悬空，地址编码为x01xxxxx；那么PT2272芯片只要第2脚接地、第3脚接正电源，其他引脚为悬空，其相对应的地址编码为x01xxxxx，这样就能实现配对接收。当两者的地址编码完全一致时，PT2272对应的D1-D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时其VT端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级三极管放大，便可驱动继电器等负载进行遥控操纵。设置地址码的原则是：同一个系统的地址码必须一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。
PT2262芯片和PT2272芯片除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会变近甚至无法接收。在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越低，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种无源遥控开关，包括壳体及设置于壳体上的按钮，其特征在于，所述壳体内还设置有编码电路和发射电路，所述编码电路产生的编码信号经由发射电路发射出去；以及，
还包括设置于壳体内的、为所述编码电路和发射电路供电的电能转换单元；
所述电能转换单元包括永磁体和电感线圈，所述电感线圈的首末两端构成为编码电路和发射电路供电的电能输出端；
当所述按钮被按动时，该按钮带动所述永磁体产生位移，从而令所述电感线圈相对于所述永磁体运动并垂直切割永磁体的磁力线，以令所述电感线圈的首末两端产生感应电动势。
2.如权利要求1所述的无源遥控开关，其特征在于，还包括设置于按钮和永磁体之间的弹性储能元件；
当所述按钮被按动时，所述按钮带动弹性储能元件以储存动能；
当所述按钮被释放时，所述弹性储能元件释放所储存的动能，以带动永磁体产生位移。
3.如权利要求2所述的无源遥控开关，其特征在于，还包括设置于编码电路和发射电路前端的整流电路和储能电容；
其中，所述整流电路的两个输入端分别连接于电感线圈的首末两端，以将电感线圈首末两端产生的感应电动势整流为直流电；
所述储能电容设置于整流电路与编码电路和发射电路之间，该储能电容由整流电路对其充电；当所述储能电容上的电压达到预定值时，即向所述编码电路和发射电路供电。
4.一种应用权利要求1所述无源遥控开关的遥控系统，其特征在于，包括无源遥控开关和对应的信号接收单元，所述信号接收单元接收无源遥控开关的控制指令、并根据该控制指令而驱动相应的电器设备；
其中，所述无源遥控开关包括壳体及设置于壳体上的按钮，所述壳体内还设置有编码电路和发射电路，所述编码电路产生的编码信号经由发射电路发射出去；以及，
还包括设置于壳体内的、为所述编码电路和发射电路供电的电能转换单元；
所述电能转换单元包括永磁体和电感线圈，所述电感线圈的首末两端构成为编码电路和发射电路供电的电能输出端；
当所述按钮被按动时，该按钮带动所述永磁体产生位移，从而令所述电感线圈相对于所述永磁体运动并垂直切割永磁体的磁力线，以令所述电感线圈的首末两端产生感应电动势；
所述信号接收单元包括信号接收电路、解码电路、触发电路、电压转换电路、和驱动继电器；
其中，所述电压转换电路将市电转换为直流电，并分别供给所述信号接收电路、解码电路、和触发电路；
所述信号接收电路接收所述无源遥控开关发出的编码信号，所述接收到的编码信号经由所述解码电路进行解码，以获取符合预定规则的控制信号；
所述触发电路根据所述控制信号向所述驱动继电器发出触发信号，所述驱动继电器根据触发信号而驱动相应的电器设备。
5.如权利要求4所述的应用无源遥控开关的遥控系统，其特征在于，所述无源遥控开关还包括设置于按钮和永磁体之间的弹性储能元件；
当所述按钮被按动时，所述按钮带动弹性储能元件以储存动能；
当所述按钮被释放时，所述弹性储能元件释放所储存的动能，以带动永磁体产生位移。
6.如权利要求5所述的应用无源遥控开关的遥控系统，其特征在于，所述无源遥控开关还包括设置于编码电路和发射电路前端的整流电路和储能电容；
其中，所述整流电路的两个输入端分别连接于电感线圈的首末两端，以将电感线圈首末两端产生的感应电动势整流为直流电；
所述储能电容设置于整流电路与编码电路和发射电路之间，该储能电容由整流电路对其充电；当所述储能电容上的电压达到预定值时，即向所述编码电路和发射电路供电。
7.如权利要求6所述的应用无源遥控开关的遥控系统，其特征在于，所述编码信号包括地址码信息、数据码信息、和同步码信息。
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