CN107277981A - 一种物联网智能开关 - Google Patents

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文冠华
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Abstract

本发明公开了一种物联网智能开关,包括:MCU微控制器电路及与其连接的电源电路、触摸电路、RGB‑LED驱动电路、无线收发电路以及继电器开关电路,所述无线收发电路用于探测接收远程触摸开关灯信号和远程触摸调光信号,并发送至MCU微控制器电路;MCU微控制器电路根据所接收的触摸开光灯信号和触摸调光信号控制所述继电器开关电路执行开关灯动作以及控制所述RGB‑LED驱动电路执行调光动作。本发明在现有智能开关功能基础上增加RGB(红绿蓝)三基色智能调光面板,实现自定义智能家居情景调光功能,且支持移动终端远程控制功能,提高了用户体验。

Description

一种物联网智能开关
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域,尤其涉及一种物联网智能开关。
背景技术
目前,随着互联网技术的发展,物联网技术在智能家具方面的应用越来越成熟,市场上出现了不少智能家居产品,智能灯具开关就是其中之一,市面上的智能灯具开关大都只具有触摸开关功能和远程开关控制功能,功能相对单调,体验一般;随着家居生活逐渐步入智能化,人们对智能家居产品的期望及体验要求也在随着时代发展而不断提高,人们期望灯具开关在兼具触摸开关和远程开关功能的基础上,还能相应具有其他功能,例如根据家居室内场景自定义调光调色功能、移动客户端远程控制功能以及远程调光调色等功能。现有的智能灯具开关不能实现自定义家居室内场景的调光调色功能,因此研制一种具有远程自定义调色调光功能的智能开关具有重要现实意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有的智能灯具开关不能实现智能家居室内场景的调光调色功能的问题,提出一款在现有智能开关功能基础上增加RGB(红绿蓝)三基色智能调光面板,实现自定义智能家居情景调光功能的智能开关,以提高用户体验。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种物联网智能开关,包括:MCU微控制器电路及与其连接的电源电路、触摸电路、RGB-LED驱动电路、无线收发电路以及继电器开关电路,所述电源电路用于为提供整个系统的供电电源;所述触摸电路用于检测接收面板触摸开关灯信号和面板触摸调光信号,并发送至MCU微控制器电路;所述无线收发电路用于探测接收远程触摸开关灯信号和远程触摸调光信号,并发送至MCU微控制器电路;MCU微控制器电路根据所接收的面板触摸开光灯信号和远程触摸开关灯信号控制所述继电器开关电路执行开关灯动作;MCU微控制器电路根据所接收的面板触摸调光信号和远程触摸调光信号控制所述RGB-LED驱动电路执行调光动作;所述RGB-LED驱动电路用于在MCU微控制器电路的控制下执行调光动作;所述继电器开关电路在MCU微控制器电路的控制下执行开关灯动作。
优选的,所述电源电路包括电源基准电路和低压差线性稳压器电路,所述电源基准电路包括电源芯片U3、电感L1~L2、电阻R12~R16、贴片电阻RF1、电容C3~C7、二极管D1~D4;所述低压差线性稳压器电路包括低压差线性稳压器芯片U4、电容C8~C9、电容C11~C14和二极管D5,C11~C14并联后一段接地、另一端接低压差稳压器芯片U4的输出端Vout,所述电源基准电路的输出端连接二极管D5的正极,二极管D5的负极连接低压差稳压器芯片U4的输入端Vin和电容C8的正极,电容C8和C9的负极接地,电容C9的正极接低压差稳压器芯片U4的输出端Vout。
优选的,所述MCU微控制器电路包括微控制器芯片U1、电阻R9、电阻R17、电容C10,电阻R17和电容C10组成程序复位电路,微控制器芯片U1的3个I/O端口LEDR、LEDG和LEDB分别用于输出RGB三路调光控制信号至所述RGB-LED驱动电路,微控制器芯片U1的REL1端口输出开关控制信号至所述继电器开关电路。
优选的,所述无线收发电路选用美国TI公司出品的工作在低于1GHz频段的无线数传芯片CC1101作为所述无线收发芯片U5。
优选的,所述继电器开关电路包括三极管Q1、电阻R18、二极管D6和继电器K1,电阻R18的一端连接微控制器芯片U1的REL1端口、另一端连接三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极连接二极管D6的正极和继电器K1的1脚,继电器K1的2脚和二极管D6的负极均连接电源正极,三极管Q1的发射极接地。
相对于现有技术,本发明的有益效果是:
本发明物联网智能开关兼具现有市面上触摸开关和远程开关控制功能外,增加了“RGB”三基色面板情景调光功能,同时支持远程移动终端,如:智能手机、PAD等,远程APP调光和开关灯功能,用户可按个人喜好随意调节搭配灯光颜色,达到了自定义智能家居室内场景的调光效果,能给用户带来更佳温馨的体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明物联网智能开关组成原理框图。
图2本发明电源基准电路的电路图。
图3为本发明稳压器电路的电路图。
图4为本发明MCU微控制器电路的电路图。
图5为本发明无线收发电路的电路图。
图6为本发明继电器开关电路的电路图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例和附图,进一步阐述本发明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明提供一种物联网智能开关,包括:MCU微控制器电路10及与其连接的电源电路20、触摸电路30、RGB-LED驱动电路40、无线收发电路50以及继电器开关电路60,所述电源电路20用于为提供整个系统的供电电源;所述触摸电路30用于检测接收面板触摸开关灯信号和面板触摸调光信号,并发送至MCU微控制器电路10;所述无线收发电路50用于探测接收远程触摸开关灯信号和远程触摸调光信号,并发送至MCU微控制器电路10;MCU微控制器电路10根据所接收的面板触摸开光灯信号和远程触摸开关灯信号控制所述继电器开关电路60执行开关灯动作;MCU微控制器电路10根据所接收的面板触摸调光信号和远程触摸调光信号控制所述RGB-LED驱动电路40执行调光动作;所述RGB-LED驱动电路40用于在MCU微控制器电路10的控制下执行调光动作;所述继电器开关电路60在MCU微控制器电路10的控制下执行开关灯动作。
在本具体实施方式中,所述MCU微控制器电路10采用MSP430超低功耗微控制器芯片,即美国TI公司(德州仪器)的16位高性能超低功耗微处理器MSP430G2553芯片,作为物联网智能开关的核心微处理器(待机模式功耗0.5uA,运行模式功耗230uA),用于对整个物联网智能开关系统进行集中管理和控制。如图4所示,所述MCU微控制器电路10包括微控制器芯片U1、电阻R9、电阻R17、电容C10,电阻R17和电容C10组成程序复位电路,微控制器芯片U1的3个I/O端口LEDR、LEDG和LEDB分别用于输出RGB三路调光控制信号至所述RGB-LED驱动电路,微控制器芯片U1的REL1端口输出开关控制信号至所述继电器开关电路。图中,P2为程序下载接口,P1是LEDR、LEDG和LEDB为PWM RGB调光的输出控制信号用于驱动RGB LED驱动电路。
所述MCU微控制器电路10根据所接收的面板触摸调光信号和远程触摸调光信号控制所述RGB-LED驱动电路40执行调光动作,其具体方法可为:
MCU微控制器电路10根据所接收的面板触摸调光信号和远程触摸调光信号获取目标调光颜色,依据光学和LED的发光原理以及RGB三色混合规律,计算出RGB各单色LED发光亮度值,根据各单色LED发光亮度值计算相应的脉宽PWM信号,将相应的PWM信号通过微控制器芯片U1的3个I/O端口LEDR、LEDG和LEDB输出至各单色LED驱动电路,各单色LED驱动电路根据各自接收的脉宽信号驱动RGB各单色LED灯发出相应亮度和颜色的灯光,从而得到所需的目标混合色灯光。
需要说明的是:所述RGB-LED驱动电路40采用外接模块的方式,MCU微控制器电路10只提供PWM的LEDR、LEDG、LEDB的输出控制信号。
所述电源电路20包括电源基准电路21(如图2所示)和低压差线性稳压器电路22(如图3所示),所述电源基准电路21包括电源芯片U3、电感L1~L2、电阻R12~R16、贴片电阻RF1、电容C3~C7、二极管D1~D4,电源芯片U3采用LNK304电源集成芯片,电源基准电路21输出直流电(DC)+12V电源给继电器开关电路和LDO电路供电;所述低压差线性稳压器电路22包括低压差线性稳压器芯片U4、电容C8~C9、电容C11~C14和二极管D5,C11~C14并联后一端接地、另一端接低压差稳压器芯片U4的输出端Vout,所述电源基准电路的输出端连接二极管D5的正极,二极管D5的负极连接低压差稳压器芯片U4的输入端Vin和电容C8的正极,电容C8和C9的负极接地,电容C9的正极接低压差稳压器芯片U4的输出端Vout。所述低压差线性稳压器芯片U4采用HT7333低压差三端稳压器。所述低压差线性稳压器电路22输出直流电(DC)+3.3V电源给MCU微控制器电路、触摸电路和无线收发电路供电。
如图5所示,所述无线收发电路50选用美国TI公司出品的工作在低于1GHz频段的无线数传芯片CC1101作为所述无线收发芯片U5。所述无线收发电路50实时探测接收远程移动终端,如手机、IPAD等发出的触摸开关灯信号和触摸调光信号,具体的,所述无线收发电路50处于工作状态会自动上报MAC地址绑定网络主机,当移动终端设备如:智能手机、PAD在事先安装好的“物联网智能开关”APP操作面板上触摸开关灯或触摸调光时会通过移动网络把触摸信号发送给本发明物联网智能开关的无线收发电路50,当无线收发电路50收到触摸开关灯信号,或触摸调光信号时,将该信号传送给MCU微控制器电路10,MCU微控制器电路10从无线收发电路50收到触摸开关灯信号或触摸调光信号时驱动RGB LED驱动电路40执行调光动作或触发继电器开关电路60执行开光灯动作。
所述继电器开关电路60包括三极管Q1、电阻R18、二极管D6和继电器K1,电阻R18的一端连接微控制器芯片U1的REL1端口、另一端连接三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极连接二极管D6的正极和继电器K1的1脚,继电器K1的2脚和二极管D6的负极均连接电源正极,三极管Q1的发射极接地,所述二极管D6采用IN4148开关二极管,三极管Q1采用NPN-8050三极管,所述继电器K1采用HRS3H-S-DC12V-A型号继电器。
综上所述,本发明物联网智能开关具有面板触摸开关灯功能、面板触摸RGB-LED三基色自定义调光功能、移动设备远程触摸开关功能和移动设备远程触摸RGB-LED三基色自定义调光功能,除了基本的开关灯功能外,用户可按个人喜好随意调节搭配灯光颜色,实现自定义家居场景调光,且均能通过接触式或远程遥控式进行,提升了用户体验。
以上所述仅为本发明的具体实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种物联网智能开关,包括:MCU微控制器电路及与其连接的电源电路和触摸电路,其特征在于,还包括与所述MCU微控制器电路连接的RGB-LED驱动电路、无线收发电路以及继电器开关电路,所述电源电路用于为提供整个系统的供电电源;所述触摸电路用于检测接收面板触摸开关灯信号和面板触摸调光信号,并发送至MCU微控制器电路;所述无线收发电路用于探测接收远程触摸开关灯信号和远程触摸调光信号,并发送至MCU微控制器电路;MCU微控制器电路根据所接收的面板触摸开光灯信号和远程触摸开关灯信号控制所述继电器开关电路执行开关灯动作;MCU微控制器电路根据所接收的面板触摸调光信号和远程触摸调光信号控制所述RGB-LED驱动电路执行调光动作;所述RGB-LED驱动电路用于在MCU微控制器电路的控制下执行调光动作;所述继电器开关电路在MCU微控制器电路的控制下执行开关灯动作。
2.如权利要求1所述的一种物联网智能开关,其特征在于,所述电源电路包括电源基准电路和低压差线性稳压器电路,所述电源基准电路包括电源芯片U3、电感L1~L2、电阻R12~R16、贴片电阻RF1、电容C3~C7、二极管D1~D4;所述低压差线性稳压器电路包括低压差线性稳压器芯片U4、电容C8~C9、电容C11~C14和二极管D5,C11~C14并联后一段接地、另一端接低压差稳压器芯片U4的输出端Vout,所述电源基准电路的输出端连接二极管D5的正极,二极管D5的负极连接低压差稳压器芯片U4的输入端Vin和电容C8的正极,电容C8和C9的负极接地,电容C9的正极接低压差稳压器芯片U4的输出端Vout。
3.如权利要求1或2所述的一种物联网智能开关,其特征在于,所述MCU微控制器电路包括微控制器芯片U1、电阻R9、电阻R17、电容C10,电阻R17和电容C10组成程序复位电路,微控制器芯片U1的3个I/O端口LEDR、LEDG和LEDB分别用于输出RGB三路调光控制信号至所述RGB-LED驱动电路,微控制器芯片U1的REL1端口输出开关控制信号至所述继电器开关电路。
4.如权利要求3所述的一种物联网智能开关,其特征在于,所述继电器开关电路包括三极管Q1、电阻R18、二极管D6和继电器K1,电阻R18的一端连接微控制器芯片U1的REL1端口、另一端连接三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极连接二极管D6的正极和继电器K1的1脚,继电器K1的2脚和二极管D6的负极均连接电源正极,三极管Q1的发射极接地。
5.如权利要求4所述的一种物联网智能开关,其特征在于,所述无线收发电路选用美国TI公司出品的工作在低于1GHz频段的无线数传芯片CC1101作为所述无线收发芯片U5。
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