CN107155246A - 一种开关控制电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种开关控制电路及控制方法,用以解决现有红外感应开关无法满足短时间内持续闭合的问题。该电路包括:电源模块,用于将交流电转换为直流电供给控制模块、红外感应器以及继电器;在开关控制电路处于有效状态下,控制模块根据红外感应器的信号控制继电器闭合或断开,根据电源模块由被供电至无供电状态的切换频率确定开关电路是否由有效状态转换至失效闭合状态;在开关控制电路处于失效闭合状态下,控制继电器闭合,待电源模块再次处于无供电状态时,继电器断开,开关控制电路处于失效断开状态,待电源模块再由无供电状态转换至被供电状态,开关控制电路转换至有效状态,该电路满足了短时间内开关控制电路持续闭合的需求。

Description

一种开关控制电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及通讯领域,特别是涉及一种开关控制电路及其控制方法。
背景技术
基于不同技术原理的自动感应开关已经广泛应用于灯具的开/关以及设备控制之中。其中,基于热释电红外传感器的感应开关,主要用于对灯具照明进行开闭控制,例如,当有人进入到红外传感器的探测范围之内时,开关闭合,灯被点亮;当人离开红外传感器的探测范围,开关断开,灯就自动熄灭。这种方式实现了“按需照明”,避免了电能的消耗,是一种环保的方式。
但是,在一些特殊的应用场景下,在需要照明灯具在短时间内持续照明的时候,即使红外传感器探测区域之内没有人,灯也不能熄灭,这时上述普通的红外感应自动开关就无法满足要求。
发明内容
本发明提供一种开关控制电路及其控制方法,用以解决目前红外感应开关无法满足短时间内持续闭合的问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种开关控制电路,包括:电源模块、控制模块、红外感应器以及继电器;电源模块用于将交流电转换为直流电,供给控制模块、红外感应器以及继电器;在开关控制电路处于有效状态下,控制模块根据来自红外感应器的信号控制继电器闭合或断开,根据电源模块由被供电至无供电状态的切换频率确定开关电路是否由有效状态转换至失效闭合状态;在开关控制电路处于失效闭合状态下,控制模块控制继电器闭合,待电源模块再次处于无供电状态时,继电器断开,开关控制电路处于失效断开状态,待电源模块再由无供电状态转换至被供电状态,开关控制电路转换至有效状态。
其中,上述控制模块具体用于,在预设时间段内未检测到电源模块由有供电至无供电状态的次数达预定次数的情况下,开关控制电路处于有效状态;在预设时间段内检测到电源模块由供电到无供电状态的次数达预定次数的情况下,控制电路处于失效闭合状态。
其中,上述电路还包括无线模块,控制模块通过无线模块与控制终端连接,通过无线模块接收来自控制终端的无线控制信号控制继电器闭合或断开;或根据无线控制信号切换开关控制电路的状态。
其中,上述无线信号中包括定时表,定时表中包括控制继电器的动作以及执行动作对应的时刻。
其中,上述控制模块还用于,在无线模块请求查询红外感应器的指定范围内是否存在有效物时,向红外感应器获取检测结果,将检测结果反馈给无线模块。
其中,红外感应器为热释电红外感应器,红外感应器用于在预定范围内探测到有效物后,向控制模块发送电信号,控制模块具体用于,在接收到电信号后控制继电器闭合,在未接收到来自红外感应器的电信号则断开继电器。
根据本发明的另一个方面,提供了一种开关控制电路控制方法,包括:在开关控制电路处于有效状态下,根据在指定范围内检测到有效物的情况来控制开关控制电路闭合或断开;在根据开关控制电路由被供电至无供电状态的切换频率确定将开关控制电路由有效状态转换至失效闭合状态后,控制开关控制电路闭合,控制电路转换至失效闭合状态;在控制电路处于失效闭合状态的过程中,如果开关控制电路中电源模块的由被供电转换至无供电状态,开关控制电路断开,开关控制电路转换至失效断开状态,待电源模块再由无供电状态转换至被供电状态,开关控制电路转换至有效状态。
其中,在开关控制电路处于有效状态下,根据在指定范围内检测到有效物的情况来控制开关控制电路闭合或断开,包括:在预设时间段内未检测到开关电路由断开至闭合的次数达预定次数的情况下,开关控制电路保持有效状态;在预设时间段内检测到开关电路由断开至闭合的次数达预定次数的情况下,控制电路转换至失效闭合状态。
进一步的,上述方法还包括:根据接收到的来自控制终端的无线控制信号控制开关控制电路闭合或断开;或根据无线控制信号切换开关控制电路的状态,其中,无线信号中包括定时表,定时表中包括控制开关控制电路的动作以及执行动作对应的时刻。
进一步的,上述方法还包括:在接收到控制终端查询指定范围内是否存在有效物的请求时,向开关控制电路中的红外感应器获取检测结果,将检测结果反馈给控制终端。
本发明有益效果如下:
本发明实施例提供的方案,可以根据开关控制电路的供电状态确定该开关电路的开关与闭合,满足了特殊应用场景下,短时间内开关控制电路持续闭合的需求。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的开关控制电路的示意图;
图2是本发明实施例2提供的开关控制电路的示意图;
图3是本发明实施例3中在普通照明电路中应用开关控制电路的示意图;
图4是本发明实施例3中通过普通开关控制开关控制电路切换至失效闭合状态的流程图;
图5是本发明实施例3中红外感应自动开关的状态迁移图;
图6是本发明实施例4中将红外感应自动开关由失效闭合状态切换为有效状态的流程图;
图7是本发明实施例4中将红外感应开关电路应用于较多数量的照明灯电路中的示意图;
图8是本发明实施例5中红外感应开关电路根据APP发送的改变状态指令进行状态切换的状态迁移图;
图9是本发明实施例5中是红外感应开关电路根据APP发送的定时表进行状态切换的状态迁移图;
图10是本发明实施例5中红外开关处于有效状态时的APP界面示意图;
图11是本发明实施例5中显示设置定时表的APP界面示意图;
图12是本发明实施例5中通过APP查询红外感应开关状态的界面示意图;
图13是本发明实施例5中在多个红外感应开关均处于有效状态时的APP界面示意图;
图14是本发明实施例5中通过APP对红外感应开关联网的示意图;
图15是本发明实施例6中开关控制电路的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了解决现有技术红外感应开关无法满足短时间内持续闭合的问题,本发明提供了一种开关控制电路及其控制方法,以下结合附图以及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不限定本发明。
实施例1
本实施例提供了一种开关控制电路,图1是该控制电路的示意图,如图1所示,该电路包括:电源模块、控制模块、红外感应器以及继电器;电源模块用于将交流电转换为直流电,供给控制模块、红外感应器以及继电器;在开关控制电路处于有效状态下,控制模块根据来自红外感应器的信号控制继电器闭合或断开,根据电源模块由被供电至无供电状态的切换频率确定开关电路是否由有效状态转换至失效闭合状态;在开关控制电路处于失效闭合状态下,控制模块控制继电器闭合,待电源模块再次处于无供电状态时,继电器断开,开关控制电路处于失效断开状态,待电源模块再由无供电状态转换至被供电状态,开关控制电路转换至有效状态。
进一步的上述控制模块具体用于,在预设时间段内未检测到电源模块由有供电至无供电状态的次数达预定次数的情况下,开关控制电路处于有效状态;在预设时间段内检测到电源模块由供电到无供电状态的次数达预定次数的情况下,控制电路处于失效闭合状态。
进一步的,上述开关控制电路还可以包括无线模块,控制模块通过该无线模块与控制终端连接,通过无线模块接收来自控制终端的无线控制信号控制继电器闭合或断开;或根据无线控制信号切换开关控制电路的状态,即在有效状态、失效闭合状态以及失效断开状态之间进行切换,优选的,该无线信号中还可以包括定时表,定时表中包括控制继电器的动作以及执行动作对应的时刻。
更进一步的,上述控制模块还用于,在无线模块请求查询红外感应器的指定范围内是否存在有效物时,向红外感应器获取检测结果,将检测结果反馈给无线模块,以使得无线模块将检测结果告知给控制终端,进而,方便用户根据控制终端的反馈来控制开关控制电路的状态。
优选的,本实施例中的红外感应器为热释电红外感应器,红外感应器用于在预定范围内探测到有效物后,向控制模块发送电信号,控制模块具体用于,在接收到电信号后控制继电器闭合,在未接收到来自红外感应器的电信号则断开继电器。
本实施例提供的方案操作简单、成本低廉、节省电能、功能丰富、方便快捷,具有广泛的适应性,既可用于办公室、教室、商用大厅等商用场所,也可以用于家庭,是实现智慧家居的不可缺少的电气设备。
实施例2
图2是本发明实施例2提供的开关控制电路的示意图,如图2所示,该控制电路,也称红外感应自动开关,包括热释电红外感应器、电源模块、控制模块、无线模块、继电器、开关1,以及控制终端的应用软件(图中未示出)。
其中,电源模块负责将220V交流电变压整流为5V以及3.3V直流电,并为继电器、控制模块、无线模块供电。控制终端的应用软件通过无线方式与红外感应自动开关相连,红外感应自动开关也可以以无线的方式接入无线路由器中。
控制模块是红外感应自动开关的核心,接收热释电红外感应器的信号、无线模块的指令、以及电源模块的断电通电次数信息,通过逻辑判断,给继电器发送电信号,控制开关1的断开或者闭合。(此处,需要说明的是,继电器本身就包括开关,这里开关1就是继电器里的开关,单独出来是为了说明方便)。
优选地,本实施例中的无线模块采用WiFi无线技术,方便与支持WiFi技术的大多数智能手机连接。
热释电红外感应器在一定的范围内探测到人或动物后,产生电信号,控制模块收到该电信号后,经过逻辑判定,通过继电器控制开关1闭合;反之,热释电红外感应器的探测范围内没有人或动物,不会产生电信号,在一段时间内控制模块经过逻辑判定,通过继电器控制开关1断开。
进一步,控制模块具有计数功能、状态记忆功能(断电后仍然保持存储的状态不丢失)、存储功能、定时功能。控制模块记忆的状态包括有效状态、失效闭合状态、失效断开状态,该三种状态与上述实施例1中的状态一致,此处不再赘述,但只能处于三种状态中的一种。处于有效状态时,在15秒内(断电仍能计时),若控制模块每检测到电源模块输出的5V直流电“断电—通电”一次,状态计数器加1,当状态计数器为3时,则控制模块输出电信号,继电器收到该电信号后,控制开关1闭合,红外感应自动开关进入失效闭合状态,此时热释电红外感应器的探测范围内无论是否有人或动物,开关1均不会断开;进一步,在开关1闭合的情况下,若电源模块没有输出5V直流电(断电),则继电器无法控制开关1闭合,开关1断开,红外感应自动开关进入有效状态。
实施例3
本实施例在普通照明电路中增加如实施例1以及实施例2中提供的红外感应自动开关,形成带红外感应自动开关控制的照明电路,如图3所示。
本实施例中的热释电红外感应器的探测距离大约6米,如果照明灯距地面2.5米左右,那么一个红外感应自动开关可控制的范围大约为半径5.5米的圆形区域。在此范围内,在天花板安装合适数量的照明灯,由一个红外感应自动开关控制。
本实施例中的普通开关用于控制将红外感应自动开关切换为失效闭合状态,只需要在15秒内,连续“断开—闭合”普通开关三次,在热释电红外感应器的探测范围之内无论是否有人或者动物,红外感应自动开关控制的照明灯都常亮。其流程如图4所示,包括以下步骤,红外感应自动开关的状态迁移图如图5所示。
1、普通开关闭合,且红外感应自动开关处于有效状态,控制模块中的计数器的值为0,开关1处于断开状态;
2、断开普通开关,然后立即闭合普通开关,控制模块检测到电源模块输出的5V直流电“断电—通电”一次。
3、控制模块判断状态计数器是否为0:如果是0,则将定时器清零,开始15秒定时,进入下一步;如果不为0,则进入下一步。
4、控制模块判断定时器是否到了15秒:如果到了15秒,则将状态计数器清零,结束;如果没有到15秒,进入下一步。
5、状态计数器加1。
6、控制模块判断状态计数器是否等于3:如果不等于3,返回步骤2;如果等于3,进入下一步。
7、控制模块输出电信号,继电器收到该电信号后,控制开关1闭合,红外感应自动开关控制的照明灯点亮,红外感应自动开关进入失效闭合状态,此时热释电红外感应器探测范围内无论是否有人或者动物,均不影响照明灯亮、灭。进入下一步。
8、状态计算器清零。
本发明的实施例3实现了将红外感应自动开关切换外普通功能的开关,满足了在某些场合需要照明灯全部常亮的需求。
在本实施例中,要将红外感应自动开关由失效闭合状态切换为有效状态,只需将所述普通开关断开,然后在任何时候闭合即可,其流程如图6所示,状态迁移图如图5所示,图6所示的流程包括如下步骤:
1、红外感应自动开关处于失效闭合状态或失效断开状态;
2、断开普通开关,由于继电器没有供电无法控制开关1闭合,所以开关1断开。
3、任何时候闭合普通开关,红外感应自动开关进入有效状态。
实施例4
本实施例中,有较多的照明灯需要控制,按照一个红外感应自动开关的控制半径为5.5米的圆形区域,计算所需的红外感应自动开关数量和位置,其电路示意图如图7所示。
其中,总开关除了控制总电源断开闭合外,还可以用于控制将所有红外感应自动开关切换为失效闭合状态,以及反向切换。
当所有普通开关处于闭合状态,只需要在15秒内,连续“断开—闭合”总开关三次,在所有热释电红外感应器的探测范围之内无论是否有人或者动物,所有红外感应自动开关控制的照明灯都不熄灭,其切换流程与实施例3中流程说明完全一样,此处不再赘述。
在本实施例中,要将所有红外感应自动开关由失效闭合状态切换为有效状态,只需将总开关断开,然后任何时候闭合即可。
本实施例实现了对大量红外感应自动开关进行状态切换,避免了需要逐个对普通开关进行“断开—闭合”操作,提高了效率。
实施例5
本实施例中,控制模块通过无线模块以WiFi无线方式与智能手机APP自动协商,实现互连,智能手机APP即可对红外感应自动开关进行控制。
智能手机APP可以发送四种指令:改变状态指令、查询指令、开灯关灯指令、设置定时表指令。
红外感应自动开关的三种状态(有效状态、失效闭合状态以及失效断开状态)可以通过智能手机APP发送的改变状态指令进行互相切换,开灯关灯指令也可以实现部分状态的切换。状态迁移图如图8所示,APP界面示意图如图10、11、12所示。
智能手机APP可以为红外感应自动开关设置定时表以及相应的开闭动作,当定时时间到,红外感应自动开关自动按照定时表中设定的动作改变状态。其状态迁移图如图9所示。
智能手机APP既可以近端,又可以远程通过互联网查询、改变一个或多个红外感应自动开关的状态,还可以查询红外感应自动开关存储的数据,如开关1的实际断开和闭合的时间点、时长,用于统计用电数据。
智能手机APP既可以近端,又可以远程通过互联网查询一个或多个红外感应自动开关的控制范围内是否有人或者动物,从而据此决定是否需要关灯操作。APP界面示意图如图13所示,当某些红外感应自动开关控制的范围内有人或者动物时,可以显示有红色并闪烁。
如果需要让红外感应自动开关接入无线路由器,那么智能手机APP给无线模块发送无线路由器的WLAN连接名称和密码,控制模块收到WLAN连接名称和密码后保存,一旦探测到该无线路由器的WiFi信号,即自动接入该无线路由器,如图14所示,可以通过WIFI和联网按钮来进行相应的设置。
本实施例通过智能手机APP实现了近端、远程对红外感应自动开关的查询和控制,能够解决用户出门前忘记关灯,通过远程予以控制,即使无人在家也可开灯以防贼,统计用电数据等特殊需求。
本实施例的方案采用热释电红外感应器实现“按需照明”自动开关功能,节省了电能,避免了无谓损耗;特别地,利用手动、智能手机APP(近端和远程)、定时表等三种方式实现了三种状态之间的切换和控制,满足“常明”、智能手机APP开灯、关灯(关灯前可以查询灯下是否有人)、智能手机APP设置定时表、批量开灯关灯、远程操作、统计数据等特殊需求。
实施例6
本实施例提供了一种开关控制电路控制方法,图15是该方法的流程图,如图所示,该方法包括如下步骤:
步骤101:在开关控制电路处于有效状态下,根据在指定范围内检测到有效物的情况来控制开关控制电路闭合或断开;
步骤102:在根据开关控制电路由被供电至无供电状态的切换频率确定将开关控制电路由有效状态转换至失效闭合状态后,控制开关控制电路闭合,控制电路转换至失效闭合状态;
步骤103:在控制电路处于失效闭合状态的过程中,如果开关控制电路中电源模块的由被供电转换至无供电状态,开关控制电路断开,开关控制电路转换至失效断开状态,待电源模块再由无供电状态转换至被供电状态,开关控制电路转换至有效状态。
其中,在开关控制电路处于有效状态下,根据在指定范围内检测到有效物的情况来控制开关控制电路闭合或断开,具体可以包括:在预设时间段内未检测到开关电路由断开至闭合的次数达预定次数的情况下,开关控制电路保持有效状态;在预设时间段内检测到开关电路由断开至闭合的次数达预定次数的情况下,控制电路转换至失效闭合状态。
进一步的,上述方法还可以包括:根据接收到的来自控制终端的无线控制信号控制开关控制电路闭合或断开;或根据无线控制信号切换开关控制电路的状态,其中,无线信号中包括定时表,定时表中包括控制开关控制电路的动作以及执行动作对应的时刻。
其中,在接收到控制终端查询指定范围内是否存在有效物的请求时,向开关控制电路中的红外感应器获取检测结果,将检测结果反馈给控制终端。
尽管为示例目的,已经公开了本发明的优选实施例,本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的,因此,本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种开关控制电路,其特征在于,包括:
电源模块、控制模块、红外感应器以及继电器;
所述电源模块用于将交流电转换为直流电,供给所述控制模块、所述红外感应器以及所述继电器;在所述开关控制电路处于有效状态下,所述控制模块根据来自所述红外感应器的信号控制所述继电器闭合或断开,根据所述电源模块由被供电至无供电状态的切换频率确定所述开关电路是否由有效状态转换至失效闭合状态;在所述开关控制电路处于失效闭合状态下,所述控制模块控制所述继电器闭合,待所述电源模块再次处于无供电状态时,所述继电器断开,所述开关控制电路处于失效断开状态,待所述电源模块再由无供电状态转换至被供电状态,所述开关控制电路转换至有效状态。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述控制模块具体用于,在预设时间段内未检测到所述电源模块由有供电至无供电状态的次数达预定次数的情况下,所述开关控制电路处于有效状态;在所述预设时间段内检测到所述电源模块由供电到无供电状态的次数达预定次数的情况下,所述控制电路处于失效闭合状态。
3.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述电路还包括无线模块,所述控制模块通过所述无线模块与控制终端连接,通过所述无线模块接收来自所述控制终端的无线控制信号控制所述继电器闭合或断开;或根据所述无线控制信号切换所述开关控制电路的状态。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述无线信号中包括定时表,所述定时表中包括控制所述继电器的动作以及执行所述动作对应的时刻。
5.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述控制模块还用于,在无线模块请求查询所述红外感应器的指定范围内是否存在有效物时,向所述红外感应器获取检测结果,将所述检测结果反馈给所述无线模块。
6.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述红外感应器为热释电红外感应器,所述红外感应器用于在预定范围内探测到有效物后,向所述控制模块发送电信号,所述控制模块具体用于,在接收到所述电信号后控制所述继电器闭合,在未接收到来自所述红外感应器的电信号则断开所述继电器。
7.一种开关控制电路控制方法,其特征在于,包括:
在所述开关控制电路处于有效状态下,根据在指定范围内检测到有效物的情况来控制所述开关控制电路闭合或断开;
在根据所述开关控制电路由被供电至无供电状态的切换频率确定将所述开关控制电路由有效状态转换至失效闭合状态后,控制所述开关控制电路闭合,所述控制电路转换至失效闭合状态;
在所述控制电路处于失效闭合状态的过程中,如果所述开关控制电路中电源模块的由被供电转换至无供电状态,所述开关控制电路断开,所述开关控制电路转换至失效断开状态,待所述电源模块再由无供电状态转换至被供电状态,所述开关控制电路转换至有效状态。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述在所述开关控制电路处于有效状态下,根据在指定范围内检测到有效物的情况来控制所述开关控制电路闭合或断开,包括:
在预设时间段内未检测到所述开关电路由断开至闭合的次数达预定次数的情况下,所述开关控制电路保持有效状态;在所述预设时间段内检测到所述开关电路由断开至闭合的次数达预定次数的情况下,所述控制电路转换至失效闭合状态。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据接收到的来自控制终端的无线控制信号控制所述开关控制电路闭合或断开;或根据所述无线控制信号切换所述开关控制电路的状态,其中,所述无线信号中包括定时表,所述定时表中包括控制所述开关控制电路的动作以及执行所述动作对应的时刻。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在接收到控制终端查询指定范围内是否存在有效物的请求时,向所述开关控制电路中的红外感应器获取检测结果,将所述检测结果反馈给所述控制终端。
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