CN107367948B - 智能开关系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种智能开关系统，包括无线网关、智能单火线开关、负载。无线网关用于产生唤醒信号，并耦合至交流电源网络，还用于发送控制信号至智能单火线开关。智能单火线包括第一无线通信单元，具有休眠模式和唤醒模式，处于唤醒模式的第一无线通信单元用于接收无线网关发送的控制信号；零功耗唤醒单元，用于接收并转换唤醒信号以唤醒第一无线通信单元；第一控制器，电连接于第一无线通信单元，用于分析控制信号以输出切换信号；切换单元，电连接于第一控制器与负载之间，用于根据切换信号执行导通或断开以改变负载的使用状态，从而避免流过第一无线通信单元的电流流到负载上，造成不必要的电能消耗。本发明还提供了一种智能开关系统的控制方法。

Description

智能开关系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种智能开关系统及其控制方法，尤其涉及一种具有休眠和唤醒功能的智能单火线开关系统及其控制系统。
背景技术
目前大部分的电器开关多为单火线开关，使用时仅实现本地控制。若将无线模块整合到单火线开关中，也就是将无线模组与负载串联起来。无线模组必须由单火线供电，而一般蓝牙或者Zigbee等无线模组的工作功耗电流在数毫安或数十毫安，流过无线模组的电流同时也会流到负载上，如果该负载为灯具，则会引起灯具闪烁的问题，从而造成不必要的电能消耗。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种智能开关系统，避免流过无线模组的电流同时也会流到负载上，如果该负载为灯具，则会引起灯具闪烁的问题，从而造成不必要的电能消耗。
有鉴于此，还有必要提供一种上述智能开关系统的控制方法，避免流过无线模组的电流同时也会流到负载上，如果该负载为灯具，则会引起灯具闪烁的问题，从而造成不必要的电能消耗。
一种智能开关系统，包括无线网关、多个智能单火线开关、多个负载，每个智能单火线开关与所述多个负载中的一个负载串联连接于火线与零线之间，其特征在于：
所述无线网关用于产生唤醒信号，并将所述唤醒信号耦合至由火线及零线组成的交流电源网络，还用于发送控制信号至所述智能单火线开关；
所述每个智能单火线开关包括：
第一无线通信单元，包含唤醒模式及休眠模式，处于唤醒模式的所述第一无线通信单元用于接收所述无线网关发送的所述控制信号；
零功耗唤醒单元，电连接于所述第一无线通信单元，用于接收来自于交流电源网络的唤醒信号，并将所述唤醒信号转换成谐振电压信号以唤醒处于休眠模式的所述第一无线通信单元；
第一控制器，电连接于所述第一无线通信单元，用于分析所述第一通信单元接收的控制信号，并输出切换信号；以及
切换单元，电连接于所述第一控制器与该负载之间，用于根据所述第一控制器输出的所述切换信号执行导通或断开以改变该负载的使用状态。
优选地，智能单火线开关系统还包括云服务平台，用于根据用户使用移动终端发出的指令向所述无线网关发送所述查询信号
优选地，每个负载具有对应的编码、名称及位置信息。
优选地，所述无线网关包括：
第二无线通信单元，用于接收所述云服务平台的查询信号；
第二控制器，存储有所述多个负载对应的8位编码、名称、位置信息及与所述编码一一对应的中心频率的列表，用于根据所述查询信号及所述列表确定负载对应的中心频率，以生成具有所述中心频率的唤醒信号；以及
远程唤醒单元，电连接于所述第二控制器，用于将所述第二控制器生成的具有中心频率的唤醒信号耦合至所述交流电源网络。
优选地，所述第一无线通信单元被所述零功耗唤醒单元唤醒后，还用于向所述第二无线通信单元发送当前负载的使用状态及控制信号更新请求；以及
所述第二无线通信单元还用于接收所述第一无线通信单元发送的所述控制信号更新请求，并将所述控制信号反馈至所述第一无线通信单元。
优选地，所述第一控制器还用于分析所述控制信号，当所述第一控制器判断所述控制信号为改变负载的使用状态的请求时，所述第一控制器输出所述控制信号控制所述切换单元导通或断开，所述第一无线通信单元将该负载的当前的状态信息发送至所述第二无线通信单元；
当所述第一控制器判断所述信号为查询负载的使用状态的请求时，所述第一无线通信单元将该对应的状态信息发送至所述第二无线通信单元；以及
所述第二无线通信单元藉由所述云服务平台将该负载的当前状态信息反馈给用户。
优选地，所述智能开关系统还包括本地开关，电连接于所述第一控制器与一负载之间，当所述第一控制器检测到所述本地开关的触发信号时，所述第一控制器控制所述切换单元导通或断开以改变该负载的使用状态。
优选地，所述智能单火线开关还包括：
电容储能单元，电连接于所述第一无线通信单元，用于给处于唤醒模式的所述第一无线通信单元供电；
第一取电单元，电连接于火线与所述电容存储单元之间，用于给所述电容存储单元充电；
第二取电单元，电连接于所述切换单元、所述电容储能单元及负载，当所述切换单元处于导通状态时，所述第二取电单元与所述第一取电单元同时给所述电容储能单元充电。
一种智能开关控制方法，适用于一智能开关系统，所述智能开关系统包括云服务平台、无线网关、多个智能单火线开关、本地开关及多个负载，每个智能单火线开关与一对应负载串联连接于火线与零线之间，所述智能单火线开关包括零功耗唤醒单元、第一控制器、第一无线通信单元、切换单元、电容存储单元、第一取电单元及第二取电单元，所述无线网关包括第二控制器、第二无线通信单元及远程唤醒单元，所述方法包括如下步骤：
所述第二无线通信单元侦测所述云服务平台是否发送查询信号以查询某个负载的状态信息或改变某个负载的使用状态；当所述第二无线通信单元接收到所述查询信号时，所述第二控制器根据所述查询信号生成具有中心频率的唤醒信号；所述远程唤醒单元将所述具有中心频率的唤醒信号耦合至由火线及零线组成的交流电源网络；所述零功耗唤醒单元接收来自于交流电源网络的具有中心频率的唤醒信号，并将唤醒信号转换成谐振电压信号以唤醒处于休眠状态的所述第一无线通信单元；被唤醒的所述第一无线通信单元发送所述某个负载的当前使用状态及控制信号更新请求至所述第二无线通信单元；所述第二无线通信单元接收来自所述第一无线通信单元的所述控制信号更新请求后，反馈控制信号至所述第一无线通信单元；所述第一控制器分析来自于所述第一无线通信单元的所述控制信号，当判断所述控制信号为改变所述某个负载的使用状态的请求时，所述第一控制器控制所述切换单元导通或断开，并将当前负载的状态信息发送至所述第二无线通信单元以及所述第一无线通信单元将该负载的状态信息发送至所述第二无线通信单元；当判断控制信号为查询所述某个负载的状态信息时，所述第一无线通信单元将该负载的状态信息发送至所述第二无线通信单元。
附图说明
图1为本发明一实施方式的智能开关系统的系统示意图。
图2为本发明一实施方式的智能开关系统的功能模块图。
图3为图1所示的远程唤醒单元的电路示意图。
图4为图1所示的零功耗唤醒单元的电路示意图。
图5为本发明一实施方式的智能开关系统10的系统流程示意图。
图6为本发明中的智能开关系统的控制方法的步骤流程图。
图7为本发明中的智能开关系统的本地开关控制方法的步骤流程图。
主要元件符号说明
智能开关系统 10
云服务平台 20
智能单火线开关 101
无线网关 102
本地开关 103
负载 201
零功耗唤醒单元 1011
第一无线通信单元 1012
第一控制器 1013
第二无线通信单元 1021
第二控制器 1022
远程唤醒单元 1023
切换单元 1014
第一取电单元 1015
电容储能单元 1016
第二取电单元 1017
第一电阻 R1
第一电子开关 Q1
第一二极管 D1
第一互感线圈 L1
第一线圈 L11
第二线圈 L12
第二互感线圈 L2
第三线圈 L21
第四线圈 L22
第一电容 C1
第二电容 C2
第二二极管 D2
第一稳压管 Z1
第一编码开关 K1
电容 C11-C18
火线 L
零线 N
查询信号 C
唤醒信号 H
谐振电压信号 X
控制信号 K
状态信息 Z
控制信号更新请求 G
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，其为本发明的一实施方式的智能开关系统10的示意图。智能单火线开关系统10包括多个智能单火线开关101、多个负载201、无线网关102及云服务平台20。每个智能单火线开关101串接于一对应的负载201与火线之间，用于控制对应负载201的使用状态。每个负载201串接于一对应的单火线开关101与零线N之间。需要注意的是，每个负载201都有对应的编码、名称及位置信息，其中负载201可以为吸顶灯、排气扇等电器设备。
无线网关102串接于火线L与零线N之间，内部存储有每个负载201对应的8位编码、名称、位置信息及与编码一一对应的中心频率的列表，用于接收及发送来自云服务平台20的查询信号C。请参阅表1。
表1
负载201 中心频率 编码 名称 位置
1 f0-1 00000000 吸顶灯 厨房
2 f0-2 00000001 排气扇 卫生间
3 f0-3 00000010 吊灯1 客厅
4 f0-3 00000011 吊灯2 客厅
… … … … …
如表1所示，每个负载201都有对应的编码、名称及位置信息，每个编码都对应有一个中心频率。其中，该编码为二进制编码，在本实施方式中，采用8位二进制编码，可满足对28＝256个负载201进行编码，在本发明的其他实施方式中，也可以采用4位或16位二进制编码，具体可以根据负载201的数量来设定。该中心频率的范围可以为30KHz-500KHz。
当用户需要查询某个负载的状态信息Z或改变某个负载的使用状态时，可使用移动终端设备通过云服务平台20发送查询信号C到无线网关102，其中，该查询信号C包含一个负载201的名称及位置信息。
当无线网关102接收到云服务平台20发送的查询信号C时，无线网关102根据表1的对应信息确定该负载201的中心频率，生成具有中心频率的唤醒信号H耦合至由火线L及零线N组成的交流电源网络，并传输至智能单火线开关101。
每个智能单火线开关101都具有休眠模式和唤醒模式，只有处于唤醒模式的智能单火线开关101才能控制负载的使用状态。每个智能单火线开关101都能接收来自交流电源网络的具有中心频率的唤醒信号H，但是只有具有对应于该负载201之中心频率的智能单火线开关101才能被唤醒。
举例而言，当用户需要查询或改变客厅的吊灯1的使用状态时，可以使用移动终端设备通过云服务平台20向无线网关102发送查询信号C，该查询信号C包含有吊灯1的名称及位置信息。无线网关102根据接收到的查询信号C及内部存储的表1确定吊灯1对应的中心频率为f0-3以生成具有中心频率f0-3的唤醒信号，并将该具有中心频率f0-3的唤醒信号耦合至交流电源网络。每个智能单火线开关101都会接收来自交流电源网络的具有中心频率f0-3的唤醒信号，但是只有与吊灯1对应连接的智能单火线开关101能够被该具有中心频率f0-3的唤醒信号唤醒。关于特定智能单火线开关101被唤醒信号H唤醒的机制，将在后文说明。
被唤醒单火线智能开关101发送对应负载201的当前使用状态及控制信号更新请求G至无线网关102，无线网关102根据接收到的控制信号更新请求G，反馈控制信号K至智能单火线开关101。智能单火线开关101分析控制信号K，当判断控制信号K为改变负载201的使用状态的请求时，智能单火线开关101导通或断开以改变负载201的使用状态。例如，假设负载201为电灯，当智能单火线开关101判断控制信号K为改变电灯的使用状态的请求时，如果当前电灯为点亮状态，则智能单火线断开以熄灭电灯。智能单火线开关101将该负载201的当前状态信息Z发送至无线网关102后进入休眠模式；当判断控制信号K为查询负载201的状态信息Z的请求时，智能单火线开关101则将负载201当前的状态信息Z发送至无线网关102后进入休眠模式。无线网关102通过云服务平台20将该负载201的状态信息Z反馈至用户。其中，状态信息Z包含有负载的即时电流、电压、功耗、累计功耗及本体温度等。
在本实施方式中，用户还可以通过本地开关(图未示)触发控制负载201的使用状态。
请参阅图2，其为本发明的一实施方式的智能开关系统10的功能模块图。需要主要的是，智能开关系统10中的每个智能单火线101的工作原理一样，为使说明简单明了，此处仅以一智能单火线开关101与一负载201做详细说明。智能开关系统10包括智能单火线开关101、无线网关102、本地开关103、负载201及云服务平台20。负载201具有对应的编码、名称及位置信息。
无线网关102包括第二无线通信单元1021、第二控制器1022及远程唤醒单元1023。第二无线通信单元1021电连接于火线与第二控制器1022之间，用于接收云服务平台20无线发送的查询信号C，还用于发送控制信号K至智能单火线开关101。第二控制器1022电连接于第二无线通信单元1021与零线N之间，内部有存储至少负载201对应的编码、名称、位置信息及与编码一一对应的中心频率的列表，用于根据第二无线单元1021接收到查询信号C及列表确定负载201对应的中心频率，以生成具有中心频率的唤醒信号H。远程唤醒单元1023电连接于第二控制器1022、火线L及零线N，用于将第二控制器1022生成的具有中心频率的唤醒信号H耦合至由火线L及零线N组成的交流电源网络以传输至智能单火线开关101。
智能单火线开关101包括零功耗唤醒单元1011、第一无线通信单元1012、第一控制器1013、切换单元1014，零功耗唤醒单元1011电连接于火线L与第二无线单元1012之间，用于接收来自交流电源网络的具有中心频率的唤醒信号H，并将该唤醒信号H转换成谐振电压信号X以唤醒第一无线通信单元1012。第一无线通信单元1012包含有休眠模式和唤醒模式，处于休眠模式的第一无线通信单元1012不工作。当第一无线通信单元1012被零功耗唤醒单元1011输出的谐振电压信号X唤醒时，工作于唤醒模式并发送对应负载201的当前使用状态及控制信号更新请求G至第二无线通信单元1021。当第二无线通信单元1021接收到来自第一无线通信的1012的控制信号更新请求G时，第二无线通信单元1021反馈控制信号K至第一无线通信单元1012。关于将唤醒信号H转换成谐振电压信号X的过程，将在后文说明。
第一控制器1013电连接于第一无线通信单元1012与切换单元1014之间，用于分析控制信号K，还用于输出切换信号至控制切换单元1014以控制切换单元1014通断。切换单元1014电连接于第一控制器1013与负载201及火线L，用于执行导通或断开以改变负载201使用状态。当第一控制器1013判断控制信号K为改变负载201使用状态的请求时，控制器1013控制切换单元1014导通或断开，并通过第一无线通信单元1012将该负载的当前状态信息Z发送至第二无线通信单元1021，而后第一无线通信单元1012进入休眠模式。当第一控制器1023判断控制信号K为查询负载201状态信息Z的请求时，则通过第一无线通信单元1012负载201状态信息Z发送至第二无线通信单元1021，而后第一无线通信单元1012进入休眠模式。第二无线通信单元1021通过云服务平台20将该负载的状态信息Z反馈至用户。其中，状态信息Z包含有负载的即时电流、电压、功耗、累计功耗及本体温度等。
在本实施方式中，智能开关系统10还包括本地开关103，电连接于负载201与第一控制器1013之间，当第一控制器1013检测到本地开关103的触发信号时，第一控制器10113控制输出控制信号K控制切换单元1014导通或断开以改变负载201的使用状态。
智能单火线开关101还包括第一取电单元1015、电容储能单元1016及第二取电单元1017。电容储能单元1016电连接于第一无线通信单元1012，用于给处于唤醒模式的第一无线通信单元1012供电。第一取电单元1015电连接于火线L与电容储能单元1016之间，用于给电容储能单元1016充电。第二取电单元1017电连接于切换单元1014、电容储能单元1016及负载201，用于当切换单元处1014导通时，与第一取电单元1016同时给电容储能单元1016充电。
第一无线通信单元1012由电容储能单元1016供电，可避免由火线L直接供电，进一步实现了当切换单元断开的时候，流经负载的电流小于50uA，当负载为电灯时，不会出现微光或闪烁等现象，亦不会造成没必要的电能消耗。
请参阅图3，远程唤醒单元1023包括第一电阻R1，一端电连接于第二控制器1022；第一电子开关Q1，包含第一电极、第二电极及控制极，控制极电连接于第一电阻R1的另一端，第二电极接地；第一二极管D1，阳极电连接于第一电子开关Q1的第一电极；第一互感线圈L1，包括第一线圈L11和第二线圈L22，第一线圈L11的一端电连接于第一二极管D1的阳极，另一端电连接于第一二极管D1的阴极，第二线圈L22的一端电连接于火线L，另一端电连接于零线N。在本发明的一实施例中，第一电子开关Q1采用三极管。
当第二控制器1022生成并输出具有中心频率的唤醒信号H时，第一电子开关Q1的控制极的电压大于第二电极的电压，第一电子开关Q1导通，唤醒信号H通过第一电子开关耦合至。具有中心频率的唤醒信号H经过第一二极管D1续流后，通过第一线圈L11和第二线圈L22耦合至交流电源网络，并传输至零功耗唤醒单元1011。
请参阅图4，零功耗唤醒单元1011包含第二互感线圈L2，第一电容C1以及第一编码开关K1。第二互感线圈L2包括第三线圈L21和第二线圈L22，第三线圈L21的一端电连接于火线L，另一端电连接于零线N，第四线圈L22的一端接地。第一电容C1之一端电连接于第三线圈L21的一端，另一端接地。需要注意的是，第一编码开关与前面所述的多个负载201对应的编码一一对应，如果多个负载201对应的编码为4位二进制编码，则该第一编码开关K1为4位编码开关，同理如果多个负载201对应的编码为8位二进制编码，则该第一编码开关为8位编码开关。在本实施例中，该第一编码开关K1为8位编码开关，其包括8个电子开关K11-K18，每组电子开关的一端分别对应连接一个电容C11-C18，另一端接地。在其他实施例中，零功耗唤醒单元1011更可包括第二二极管D2，第二电容C2以及第一稳压管Z1以达到更好的电路特性。第二二极管D2之阳极电连接于第一电容C1的一端，阴极电连接于第二无线通信单元1021。第二电容C2之一端电连接于第二二极管D2的阴极，另一端接地。第一稳压管Z1之阴极电连接于第二二极管D2的阴极，阳极接地。
需要注意的是，电子开关K11-K18导通为1，断开为0，与8位编码的二进制数值一一对应。每个负载201对应一个第一编码开关K1，并且第一编码开关K1在安装时会根据上述表1负载201对应的编码设置好以使零功耗唤醒单元1011的谐振频率等于对应负载201的中心频率。举例而言，根据上述表1可知，客厅吊灯1对应的8为二进制编码为00000010及中心频率为f03，则第一编码开关K1中的电子开关K11-K16及K18断开，电子开关K17导通，电容C17与第一电容C1并联。此时，零功耗唤醒单元1011的谐振频率等于中心频率f03。
当无线网关102中的远程唤醒单元1023将具有中心频率的唤醒信号H耦合至交流电源网络时，每个智能单火线开关101中的零功耗唤醒单元1011都能接收到来自于交流电源网络的具有中心频率的唤醒信号H，且第一线圈L21将来自交流电源网络的具有中心频率的唤醒信号H耦合至第四线圈L22。但是只有频率与该唤醒信号H的中心频率一致的零功耗唤醒单元1011才能将唤醒信号H转换成谐振电压信号X以唤醒第一无线通信单元1012。当零功耗唤醒单元1011的频率等于耦合至第四线圈L22的唤醒信号H的中心频率时，零功耗唤醒单元产生谐振，此时第四线圈L22两端的电压达到最大，该电压经过第二二极管D2整流，第二电容C2滤波及第一稳压管钳位后得到谐振电压信号X。其中，零功耗唤醒单元1011的谐振频率计算公式为：
Figure BDA0000989501330000101
其中，L为第四线圈L22的电感值，C为第一电容C1与第一编码开关K1根据与中心频率对应的8位编码选择接通不同的电容并联的电容值。
请参阅图5，为本发明的一实施方式的智能开关系统10的系统流程图。用户使用移动终端通过云服务平台20向无线网关102查询或改变负载201的使用状态，云服务平台20向无线网关102发送查询信号C。其中，每个负载201都有对应的编码、名称及位置信息，无线网关102内部存储有每个负载201对应的编码、名称、位置信息及与编码一一对应的中心频率的列表。
无线网关102根据接收到的查询信号C及内部存储有每个负载201对应的编码、名称、位置信息及与编码一一对应的中心频率的列表确定某个负载201对应的中心频率，并发送具有中心频率的唤醒信号H至智能单火线开关101。
智能单火线开关101被唤醒后，向无线网关102发送控制更新请求。
无线网关102向智能单火线开关101发送更新后的控制信号K。
智能单火线开关101根据控制信号K改变对应负载201的使用状态，或查询某个负载201的状态信息Z。智能单火线开关101向无线网关102发送完某个负载201的当前状态信息Z后进入休眠模式。
无线网关102通过云服务平台20向用户反馈某个负载201的当前状态信息Z。
其中，向用户反馈的目前状态信息Z包括负载的即时电流、电压、功耗、累计功耗及本体温度等。
请参阅图6,其为本发明的智能开关系统10的控制方法的流程图，智能开关系统10包括云服务平台20、无线网关102、智能单火线开关101及本地开关103，智能单火线开关101包括零功耗唤醒单元1011、第一控制器1013、第一无线通信单元1012、切换单元1014、电容储能单元1016、第一取电单元1015及第二取电单元1017，其中无线网关102包括第二控制器1022、第二无线通信单元1021及远程唤醒单元1023。该方法包括如下步骤：
步骤S31：第二无线通信单元1021侦测云服务平台20是否发出查询信号C以查询某个负载201的状态信息Z或改变某个负载201的使用状态。
步骤S32：当第二无线通信单元1021接收到该查询信号C时，第二控制器1022根据内部存储的每个负载201对应的编码、名称、位置信息及与编码一一对应的中心频率的列表确定该负载的中心频率，生成具有中心频率的唤醒信号H，并传输给远程唤醒信号H单元1023，其中查询信号C包含该负载的名称及位置信息。
步骤S33：远程唤醒单元1023接收该具有中心频率的唤醒信号H，并耦合至由火线L及零线N组成的交流电源网络。
步骤S34：与中心频率对应的零功耗唤醒单元1011接收来自于交流电源网络的具有中心频率的唤醒信号H，并将唤醒信号H转换成谐振电压信号X以唤醒处于休眠状态的第一无线通信单元1012。
步骤S35：被唤醒的第一无线通信单元1012发送当前负载201的使用状态及控制信号更新请求G至第二无线通信单元1021，其中被唤醒的第一无线通信单元1012由电容储能单元1016供电，当切换单元1014处于导通状态时，第一取电单元1015与第二取电单元1017同时给电容储能单元1016充电，当切换单元处于断开状态时，第一取电单元1015给电容储能单元1016充电。
步骤S36：第二无线通信单元1021接收来自第一无线通信单元1012的控制信号更新请求G后发送控制信号K至第一无线通信单元1012。
步骤S37：第一控制器1023分析来自于第一无线通信单元1012的控制信号K，当判断控制信号K为改变负载201的使用状态的请求时，执行步骤S37，当判断控制信号K为查询负载201的状态信息Z时，跳至步骤S38，其中状态信息Z包括负载的即时电流、电压、功耗、累计功耗及本体温度等。
步骤S38：第一控制器1023控制切换单元1014导通或断开以改变一负载201的使用状态。
步骤S39：第一无线通信单元1012将负载当前201的状态信息Z发送至第二无线通信单元1021，而后进入休眠模式。
步骤S40：第二无线通信单元1021接收负载201的状态信息Z，并通过云服务平台20向用户反馈当前负载的状态信息Z。
请参阅图7,其为本发明的智能开关系统10的本地开关控制方法的流程图。
步骤S41：第一控制器1013检测本地开关103是否发出触发信号，若是执行步骤S42，若否则继续执行步骤S41。
步骤S42：第一控制器1023控制切换单元1014导通或断开以改变负载201的使用状态。
使用上述智能开关系统10及其控制方法，可通过无线网关102通过交流电源网络将唤醒信号H传输至零功耗唤醒单元1011。零功耗唤醒单元1011不需要外加工作电压，通过将唤醒信号H转换成谐振电压信号X即可唤醒处于休眠模式的第一无线通信单元1012。唤醒后的第一无线通信单元1012由电容储能单元供电，使得第一无线通信单元1012能接收来自无线网关102的控制信号K，进而通过第一控制器1023控制切换单元1014的通断，从而避免流过无线模组的电流同时也会流到负载上，如果该负载为灯具，则会引起灯具闪烁的问题，同时还可避免造成不必要的电能消耗。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (17)

1.一种智能开关系统，包括无线网关、多个智能单火线开关、多个负载，每个智能单火线开关与所述多个负载中的一个负载串联连接于火线与零线之间，其特征在于：
所述无线网关用于产生唤醒信号，并将所述唤醒信号耦合至由火线及零线组成的交流电源网络，还用于发送控制信号至所述智能单火线开关；
所述每个智能单火线开关包括：
第一无线通信单元，包含唤醒模式及休眠模式，处于唤醒模式的所述第一无线通信单元用于接收所述无线网关发送的所述控制信号；
零功耗唤醒单元，电连接于所述第一无线通信单元，用于接收来自于交流电源网络的唤醒信号，并将所述唤醒信号转换成谐振电压信号以唤醒处于休眠模式的所述第一无线通信单元；
第一控制器，电连接于所述第一无线通信单元，用于分析所述第一无线通信单元接收的控制信号，并输出切换信号；以及
切换单元，电连接于所述第一控制器与该负载之间，用于根据所述第一控制器输出的所述切换信号执行导通或断开以改变该负载的使用状态，其中该负载是所述多个负载中的一个负载。
2.如权利要求1所述的智能开关系统，其特征在于，还包括云服务平台，用于根据用户使用移动终端发出的指令向所述无线网关发送查询信号。
3.如权利要求2所述的智能开关系统，其特征在于，每个负载具有对应的编码、名称及位置信息。
4.如权利要求3所述的智能开关系统，其特征在于，所述无线网关包括：
第二无线通信单元，用于接收所述云服务平台的查询信号；
第二控制器，存储有所述多个负载对应的编码、名称、位置信息及与所述编码一一对应的中心频率的列表，用于根据所述查询信号及所述列表确定负载对应的中心频率，以生成具有所述中心频率的唤醒信号；以及
远程唤醒单元，电连接于所述第二控制器，用于将所述第二控制器生成的具有所述中心频率的唤醒信号耦合至所述交流电源网络。
5.如权利要求4所述的智能开关系统，其特征在于，所述第一无线通信单元被所述零功耗唤醒单元唤醒后，还用于向所述第二无线通信单元发送当前负载的使用状态及控制信号更新请求；以及
所述第二无线通信单元还用于接收所述第一无线通信单元发送的所述控制信号更新请求，并将所述控制信号反馈至所述第一无线通信单元。
6.如权利要求5所述的智能开关系统，其特征在于，所述第一控制器还用于分析所述控制信号，当所述第一控制器判断所述控制信号为改变负载的使用状态的请求时，所述第一控制器输出所述控制信号控制所述切换单元导通或断开，所述第一无线通信单元将该负载的当前的状态信息发送至所述第二无线通信单元；
当所述第一控制器判断所述信号为查询负载的使用状态的请求时，所述第一无线通信单元将该负载的当前的状态信息发送至所述第二无线通信单元；以及
所述第二无线通信单元藉由所述云服务平台将该负载的当前状态信息反馈给用户。
7.如权利要求1所述的智能开关系统，其特征在于，所述智能开关系统还包括本地开关，电连接于所述第一控制器与负载之间，当所述第一控制器检测到所述本地开关的触发信号时，所述第一控制器控制所述切换单元导通或断开以改变该负载的使用状态。
8.如权利要求1所述的智能开关系统，其特征在于，所述智能单火线开关还包括：
电容储能单元，电连接于所述第一无线通信单元，用于给处于唤醒模式的所述第一无线通信单元供电；
第一取电单元，电连接于火线与所述电容存储单元之间，用于给所述电容存储单元充电；
第二取电单元，电连接于所述切换单元、所述电容储能单元及负载，当所述切换单元处于导通状态时，所述第二取电单元与所述第一取电单元同时给所述电容储能单元充电。
9.如权利要求4所述的智能开关系统，其特征在于，所述远程唤醒单元包括：
第一电阻，一端电连接于所述第二控制器；
第一电子开关，包含第一电极、第二电极及控制极，所述控制极电连接于所述第一电阻的另一端，所述第二电极接地；
第一二极管，阳极电连接于所述第一电子开关的第一电极；
第一互感线圈，包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈的一端电连接于所述第一二极管的阳极，另一端电连接于所述第一二极管的阴极，所述第二线圈的一端电连接于火线，另一端电连接于零线；
当所述第二控制器生成所述具有中心频率的唤醒信号时，所述第一电子开关导通，所述具有中心频率的唤醒信号通过所述第一线圈和所述第二线圈耦合至所述交流电源网络，以传输所述具有中心频率的唤醒信号至所述零功耗唤醒单元。
10.如权利要求1所述的智能开关系统，其特征在于，所述零功耗唤醒单元包括：
第二互感线圈，包括第三线圈和第四线圈，所述第三线圈的一端电连接于火线，另一端电连接于零线，所述第四线圈的一端接地；
电容，一端电连接于所述第四线圈的另一端，另一端接地；
编码开关，包括多组电子开关，每组电子开关的一端分别对应连接一个电容，另一端接地；其中，
所述编码开关根据负载对应的编码与中心频率设置好所述每组电子开关的通断以使所述零功耗唤醒单元的频率与负载的中心频率一致；
所述第三线圈将来自交流电源网络的具有中心频率的唤醒信号耦合至所述第四线圈，只有频率与该唤醒信号的中心频率一致的所述零功耗唤醒单元才能将唤醒信号转换成谐振电压信号以唤醒所述第一无线通信单元。
11.如权利要求10所述的智能开关系统，其特征在于，所述编码为二进制编码，所述编码开关的多组电子开关导通合为1，断开为0，并与所述二进制编码一一对应。
12.一种智能开关控制方法，适用于智能开关系统，其特征在于，所述智能开关系统包括云服务平台、无线网关、多个智能单火线开关、及多个负载，每个智能单火线开关与一对应负载串联连接于火线与零线之间，所述智能单火线开关包括零功耗唤醒单元、第一控制器、第一无线通信单元、切换单元、电容存储单元、第一取电单元及第二取电单元，所述无线网关包括第二控制器、第二无线通信单元及远程唤醒单元，所述方法包括如下步骤：
a、所述第二无线通信单元侦测所述云服务平台是否发送查询信号以查询某个负载的状态信息或改变某个负载的使用状态；
b、当所述第二无线通信单元接收到所述查询信号时，所述第二控制器根据所述查询信号生成具有中心频率的唤醒信号；
c、所述远程唤醒单元将所述具有中心频率的唤醒信号耦合至由火线及零线组成的交流电源网络；
d、所述零功耗唤醒单元接收来自于交流电源网络的具有中心频率的唤醒信号，并将唤醒信号转换成谐振电压信号以唤醒处于休眠状态的所述第一无线通信单元；
e、被唤醒的所述第一无线通信单元发送所述某个负载的当前使用状态及控制信号更新请求至所述第二无线通信单元；
f、所述第二无线通信单元接收来自所述第一无线通信单元的所述控制信号更新请求后，反馈控制信号至所述第一无线通信单元；
g、所述第一控制器分析来自于所述第一无线通信单元的所述控制信号，当判断所述控制信号为改变所述某个负载的使用状态的请求时，执行步骤h，当判断控制信号为查询所述某个负载的状态信息时，跳至步骤i；
h、所述第一控制器控制所述切换单元导通或断开，并将当前负载的状态信息发送至所述第二无线通信单元；或
i、所述第一无线通信单元将该负载的状态信息发送至所述第二无线通信单元。
13.如权利要求12所述的智能开关控制方法，其特征在于，还包括如下步骤，所述第二无线通信单元接收所述某个负载的状态信息，并通过所述云服务平台向用户反馈所述某个负载的当前状态信息。
14.如权利要求12所述的智能开关控制方法，其特征在于，所述智能开系统还包括本地开关，所述智能开关控制方法还包括如下步骤，当所述第一控制器检测到所述本地开关的触发信号时，所述第一控制器控制所述切换单元导通或断开以改变所述某个负载的使用状态。
15.如权利要求12所述的智能开关控制方法，其特征在于，所述第一控制器内部存储有所述多个负载对应的编码、名称、位置信息及与所述编码一一对应的中心频率的列表确定，所述第一控制器根据所述列表确定负载的中心频率，只有频率与所述某个负载对用的中心频率一致的所述零功耗唤醒单元才能产生谐振信号以唤醒与所述零功耗唤醒单元连接的所述第一无线通信单元。
16.如权利要求12所述的智能开关控制方法，其特征在于，被唤醒的所述第一无线通信单元由所述电容储能单元供电，当所述切换单元处于导通状态时，所述第一取电单元与所述第二取电单元同时给所述电容储能单元充电，当所述切换单元处于断开状态时，所述第一取电单元给所述电容储能单元充电。
17.如权利要求16所述的智能开关控制方法，其特征在于，所述状态信息包括负载的即时电流、电压、功耗、累计功耗及本体温度。
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