CN105280438A - 一种具有定时动作功能的无线智能开关面板及方法 - Google Patents

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奚培锋
刘传忠
方佳韵
赵光
翁祖昊
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Shanghai Electrical Apparatus Research Institute Group Co Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H43/00—Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operations after the programme is completed
    • H01H43/02—Details
    • H01H43/04—Means for time setting

Abstract

本发明涉及一种具有定时动作功能的无线智能开关面板，包括主控单元，主控单元经由继电器驱动单元与通/断控制单元相连，主控单元还连接触摸按键检测单元，由供电单元为主控单元、继电器驱动单元、通/断控制单元及触摸按键检测单元提供工作电压，其特征在于，还包括实时时钟RTC模块，实时时钟RTC模块与主控单元相连。本发明还提供了一种基于上述的具有定时动作功能的无线智能开关面板的设备定时动作方法。本发明配置灵活，功能丰富，支持设备的定时控制、本地控制和网络控制，方便用户的使用，提升了用户体验。

Description

一种具有定时动作功能的无线智能开关面板及方法
技术领域
本发明涉及一种智能开关面板及其实现方法，具体来说涉及一种具有定时动作功能的能够进行无线控制的开关面板及实现方法。
背景技术
随着3C技术(计算机技术、通信技术和控制技术)的发展和人民生活水平的提高，智能家居技术应运而生。舒适、节能、低碳、环保，是智能家居的基本诉求。
智能开关面板是智能家居系统中一种最常见、基本的功能部件。目前市面上有各种各样的智能开关，这些智能开关一般都有电源模块、通信单元、人机交互控制单元、驱动电路和执行机构组成。通过调研发现，目前市面上还没有一种具备定时控制功能的开关面板。而目前实现开关定时控制要么借助与整个系统的主控设备根据设定的时间触发相应的指令到开关面板；要么是通过机械旋钮进行延时定时关闭；要么是通过带有定时控制功能的插座转接实现定时控制功能。如申请号为201320799405.7的发明提供一种结构简单，使用方便快捷且可进行定时调节的用于吊风扇的控制开关。又如申请号为201320897085.9的发明提供了一种通过定时旋钮调节时间自动关闭的新型墙壁开关。申请号为200620041284.X的实用新型公开了一种无线校时永久存储智能型定时器，但存在以下缺点：
1)其时钟同步只能通过被动接收国家长波授时编码。2)定时事件的设置只能通过本机进行，且硬件上需要有液晶显示部分。3)虽然具有设备控制功能，但缺少状态反馈能力。4)只能单节点独立运行，不能进行联网进行统一的管理与维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有定时动作功能的无线智能开关面板及采用该开关面板的实现设备定时开关的方法。
为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种具有定时动作功能的无线智能开关面板，包括主控单元，主控单元经由继电器驱动单元与通/断控制单元相连，主控单元还连接触摸按键检测单元，由供电单元为主控单元、继电器驱动单元、通/断控制单元及触摸按键检测单元提供工作电压，其特征在于，还包括实时时钟RTC模块，实时时钟RTC模块与主控单元相连。
优选地，所述主控单元与所述触摸按键检测单元和/或所述继电器驱动单元间通过I2C接口相连。
优选地，所述继电器驱动单元通过GPIO口连接所述通/断控制单元。
优选地，所述主控单元还连接ZigBee天线，具备ZigBee联网功能。
优选地，所述实时时钟RTC模块与所述主控单元间通过I2C接口相连。
本发明的另一个技术方案是提供了一种基于上述的具有定时动作功能的无线智能开关面板的设备定时动作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、上述的无线智能开关面板上电初始化后，主控单元通过无线网络获取当前的时间信息，并根据当前的时间信息更新实时时钟RTC模块，实时时钟RTC模块开始正常运行；
步骤2、用户通过与无线智能开关面板建立通信的远端设备设定不同的时间点及与各时间点对应的且与当前无线智能开关面板相连的各受电设备的动作状态信息，形成多个时间点-受电设备状态动作信息对，并将所有时间点-受电设备动作信息对按照时间点的时间先后顺序进行排列，形成时间点-受电设备状态动作信息列表，远端设备将时间点-受电设备状态动作信息列表发送给主控单元；
步骤3、主控单元将时间点-受电设备状态动作信息列表中的每对时间点-受电设备状态动作信息对的执行状态均初始化为未执行；
步骤4、主控单元将所有执行状态为未执行的时间点-受电设备状态动作信息对放入未执行队列，将所有执行状态为已执行的时间点-受电设备状态动作信息对放入已执行队列；
步骤5、主控单元判断通过实时时钟RTC模块得到的当前时间与未执行队列中各时间点-受电设备状态动作信息对的各时间点是否相符，若不相符，则继续读取当前时间，若相符，则由主控单元通过继电器驱动单元及通/断控制单元控制受电设备执行当前时间点-受电设备状态动作信息对中受电设备状态动作信息所设定的动作，执行完毕后，将当前时间点-受电设备状态动作信息对所对应的执行状态改为已执行，并将其从未执行队列中删除，放入已执行队列中；
步骤6、判断未执行队列是否为空，若否，则返回步骤5，若是，则进入步骤7；
步骤7、判断新的一天是否开始，若否，则继续执行步骤7，若是，则将已执行队列中的各时间点-受电设备状态动作信息对的执行状态改为未执行，返回步骤4。
本发明配置灵活，功能丰富，支持设备的定时控制、本地控制和网络控制，方便用户的使用，提升了用户体验。
附图说明
图1为本发明公开的一种具有定时动作功能的无线智能开关面板的电原理图；
图2为本发明提供的方法的流程图。
图3为本发明提供的软件功能框图。
图4为ZigBee通信模块流程图。
图5ZigBee通信模块初始化流程图。
图6ZigBee通信模块主循环流程图。
图7主应用处理程序流程图。
图8配置按键处理流程图。
图9面板按键处理流程图。
图10开关灯ONOFF属性控制流程。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本发明提供的一种具有定时动作功能的无线智能开关面板由五个特定的单元组合而成：供电单元1、主控单元2、触摸按键检测单元3、实时时钟RTC模块4及通/断控制单元6。
供电单元1采用以L线为参考零电位的半波整流。供电单元输出5V、3.3V给其他单元供电。
主控单元2主要负责收发、处理无线通信报文(如通过ZigBee天线接收的报文)；处理与实时时钟RTC模块4的通信及定时事件的调度；接口单元获取的节点配置信息；负责处理通过触摸按键检测单元3获取的按键信息；负责控制各个负载通断操作；通过网络指示灯和按键指示灯标识当前设备的网络状态和开关通断状态。
主控单元1接收来自无线网络(如ZigBee)中智能网关或其它通信终端的时间同步信息或控制指令，输出各负载开关通断操作的继电器控制信号。同时，当智能开关本身的通/断状态发生改变后，自动向智能网关反馈相关状态信息。
主控单元包含能够存储时间点-设备状态对列表信息的存储器。
电容式的触摸按键检测单元3主要处理本地按键触发操作。当有人体接触到指定的触摸按键的区域时，触摸按键检测单元会通过I2C接口将所检测的触发按键值发送给主控单元1。
实时时钟RTC模块4主要负责为主控单元1提供时钟源，以便主控单元1维护设备定时动作状态机调度；能够接收主控单元1发送的时钟同步信息以便进行时间日历的更新。
继电器驱动单元5通过I2C接口接收主控单元1发送的继电器控制指令，触发通/断控制单元6相应的继电器回路动作。
通/断控制单元6由一个或多个负载通断控制回路组成，每个负载通断控制回路由常开型继电器、NMOS管、续流二极管、限流电阻等构成。
结合图2，本发明提供的一种基于上述开关面板的设备定时动作方法，其步骤为：
步骤1、上述的无线智能开关面板上电初始化后，主控单元2通过无线网络获取当前的时间信息，并根据当前的时间信息更新实时时钟RTC模块4，实时时钟RTC模块4开始计时；
步骤2、用户通过与无线智能开关面板建立通信的远端设备设定不同的时间点及与各时间点对应的且与当前无线智能开关面板相连的各受电设备的动作状态信息，形成多个时间点-受电设备状态动作信息对，并将所有时间点-受电设备动作信息对按照时间点的时间先后顺序进行排列，形成时间点-受电设备状态动作信息列表，远端设备将时间点-受电设备状态动作信息列表发送给主控单元2；
步骤3、将时间点-受电设备状态动作信息列表中的每对时间点-受电设备状态动作信息对的执行状态均初始化为未执行；
步骤4、将所有执行状态为未执行的时间点-受电设备状态动作信息对放入未执行队列，将所有执行状态为已执行的时间点-受电设备状态动作信息对放入已执行队列；
步骤5、判断通过实时时钟RTC模块4得到的当前时间与未执行队列中各时间点-受电设备状态动作信息对的各时间点是否相符，若不相符，则继续读取当前时间，若相符，则由主控单元2通过继电器驱动单元5及通/断控制单元6控制受电设备执行当前时间点-受电设备状态动作信息对中受电设备状态动作信息所要求的动作，执行完毕后，将当前时间点-受电设备状态动作信息对所对应的执行状态改为已执行，并将其从未执行队列中删除，放入已执行队列中；
步骤6、判断未执行队列是否为空，若否，则返回步骤5，若是，则进入步骤7；
步骤7、判断新的一天是否开始，若否，则继续执行步骤7，若是，则将已执行队列中的各时间点-受电设备状态动作信息对的执行状态改为未执行，返回步骤4。

Claims (6)

1.一种具有定时动作功能的无线智能开关面板，包括主控单元(2)，主控单元(2)经由继电器驱动单元(5)与通/断控制单元(6)相连，主控单元(2)还连接触摸按键检测单元(3)，由供电单元(1)为主控单元(2)、继电器驱动单元(5)、通/断控制单元(6)及触摸按键检测单元(3)提供工作电压，其特征在于，还包括实时时钟RTC模块(4)，实时时钟RTC模块(4)与主控单元(2)相连。
2.如权利要求1所述的一种具有定时动作功能的无线智能开关面板，其特征在于，所述主控单元(2)与所述触摸按键检测单元(3)和/或所述继电器驱动单元(5)间通过I2C接口相连。
3.如权利要求1所述的一种具有定时动作功能的无线智能开关面板，其特征在于，所述继电器驱动单元(5)通过GPIO口连接所述通/断控制单元(6)。
4.如权利要求1所述的一种具有定时动作功能的无线智能开关面板，其特征在于，所述主控单元(2)还连接ZigBee天线。
5.如权利要求1所述的一种具有定时动作功能的无线智能开关面板，其特征在于，所述实时时钟RTC模块(4)与所述主控单元(2)间通过I2C接口相连。
6.一种基于如权利要求1所述的具有定时动作功能的无线智能开关面板的设备定时动作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、如权利要求1所述的无线智能开关面板上电初始化后，主控单元(2)通过无线网络获取当前的时间信息，并根据当前的时间信息更新实时时钟RTC模块(4)，实时时钟RTC模块(4)开始正常运行；
步骤2、用户通过与无线智能开关面板建立通信的远端设备设定不同的时间点及与各时间点对应的且与当前无线智能开关面板相连的各受电设备的动作状态信息，形成多个时间点-受电设备状态动作信息对，并将所有时间点-受电设备动作信息对按照时间点的时间先后顺序进行排列，形成时间点-受电设备状态动作信息列表，远端设备将时间点-受电设备状态动作信息列表发送给主控单元(2)；
步骤3、将时间点-受电设备状态动作信息列表中的每对时间点-受电设备状态动作信息对的执行状态均初始化为未执行；
步骤4、将所有执行状态为未执行的时间点-受电设备状态动作信息对放入未执行队列，将所有执行状态为已执行的时间点-受电设备状态动作信息对放入已执行队列；
步骤5、判断通过实时时钟RTC模块(4)得到的当前时间与未执行队列中各时间点-受电设备状态动作信息对的各时间点是否相符，若不相符，则继续读取当前时间，若相符，则由主控单元(2)通过继电器驱动单元(5)及通/断控制单元(6)控制受电设备执行当前时间点-受电设备状态动作信息对中受电设备状态动作信息所要求的动作，执行完毕后，将当前时间点-受电设备状态动作信息对所对应的执行状态改为已执行，并将其从未执行队列中删除，放入已执行队列中；
步骤6、判断未执行队列是否为空，若否，则返回步骤5，若是，则进入步骤7；
步骤7、判断新的一天是否开始，若否，则继续执行步骤7，若是，则将已执行队列中的各时间点-受电设备状态动作信息对的执行状态改为未执行，返回步骤4。
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