CN107393278A - 一种基于图文识别配对的无线控制开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于无线控制开关的技术领域，具体涉及一种基于图文识别配对的无线控制开关装置；解决的技术问题为：提供一种操作简单、可靠性高，且成本较低的基于图文识别配对的无线控制开关装置；采用的技术方案为：一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，包括开关、无线发射装置、无线接收装、控制器、被控件和市电电源，所述无线发射装置与开关相连，所述无线发射装置和无线接收装置通信连接，所述无线接收装置通过控制器与被控件相连，所述市电电源为控制器、被控件供电；本发明适用于电器领域。

Description

一种基于图文识别配对的无线控制开关装置

技术领域

本发明属于无线控制开关的技术领域，具体涉及一种基于图文识别配对的无线控制开关装置。

背景技术

随着生活水平和生活便利性提高，日常使用电器种类快速增加，其控制方式也在不断演化的更加简捷，传统有线控制需要线缆，且费工费料不环保；无线开关以其低成本，高效率，更环保的特性更加适应时代的需求。但是无线开关没有物理连接其通讯的分组控制一直以来是困扰着无线开关的应用普及。现有的分组配对方法存在一些技术上的不足：1、原厂制造时配对,出厂后无需配对，在实际安装中发射和接收易混淆；2、已配对的产品不满足用户的实际组合控制需求；3、学习码按键配对，由于安装配对时需发射信号，批量施工串扰，不能准确配对,适合少量安装，不便于批量安装；4、IC匹配SIM卡虽可以准确配对，施工复杂，材料费用需额外大量增加；5、网络配对，借助固有的蓝牙或局域网功能配对，现场需具备网络软硬件设备，需要多个设备选择定义操作，耗时费事，实际应用意义不大。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种操作简单、可靠性高，且成本较低的基于图文识别配对的无线控制开关装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，包括开关、无线发射装置、无线接收装置、控制器、被控件和市电电源，所述无线发射装置与开关相连，所述无线发射装置和无线接收装置通信连接，所述无线接收装置通过控制器与被控件相连，所述市电电源为控制器、被控件供电。

所述无线发射装置包括上盖和与上盖配合使用的底盖，所述上盖的顶部设置有按钮，所述上盖的一侧设置有USB接口，所述底盖上固定设置有无线发射电路板，所述无线发射电路板上设置有第一控制芯片U1、USB控制数据接口M1和电子按键，所述电子按键的顶部与按钮的底部相接触。

所述无线接收装置包括外壳和与外壳配合使用的底座，所述外壳的顶部设置有信息识别码，所述外壳的一侧设置有市电接线柱，所述市电接线柱与PBA电源板的一端电连接，所述PBA电源板的另一端与无线接收天线板电连接。

所述无线发射装置包括数据交换单元和数据读写单元。

所述无线发射装置还包括报警单元，用于无线发射装置低电量时进行报警。

所述无线发射装置和无线接收装置均包括记忆存储单元，所述记忆存储单元用于存储历史收/发单元身份ID码信息，并记忆最近一次的开/关状态。

所述无线发射装置和无线接收装置采用物理有线连接方式进行配对。

所述无线发射电路板通过具有升压单元的1.5V电池供电电路进行供电。

所述信息识别码包括二维码、一维码、数字串、字符串和图像。

所述装置还包括图文读写终端，所述图文读写终端包括手机、IPDA、扫描器和PC端。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，包括开关、无线发射装置、无线接收装置、控制器、被控件和市电电源，所述无线发射装置与开关相连，所述无线发射装置和无线接收装置通信连接，所述无线接收装置通过控制器与被控件相连；本发明无线接收装置上设置有信息识别码，具有唯一性和可视化性，满足精准识别和组合控制，与现有无线开关相比，省去学习码按键和匹配卡等材料，节约了成本，实用性极高。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中无线发射装置的结构示意图；

图3为本发明中无线接收装置的结构示意图；

图4为本发明中无线发射电路板的电路结构图；

图5为本发明中由干电池供电的电路结构图；

图6为本发明中由纽扣电池供电的电路结构图；

图7为本发明中无线接收天线板的电路结构图；

图8为本发明中PBA电源板的电路结构图；

图中：1为开关，2为无线发射装置，21为上盖，22为底盖，23为按钮，24为USB接口，25为无线发射电路板，26为电子按键，3为无线接收装置，31为外壳，32为底座，33为信息识别码，34为市电接线柱，35为PBA电源板，36为无线接收天线板，4为控制器，5为被控件，6为市电电源。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，包括开关1、无线发射装置2、无线接收装置3、控制器4、被控件5和市电电源6，所述无线发射装置2与开关1相连，所述无线发射装置2和无线接收装置3通信连接，所述无线接收装置3通过控制器4与被控件5相连，所述被控制件5采用电子开关器件进行控制，所述市电电源6为控制器4、被控件5供电。

所述无线发射装置2包括数据交换单元和数据读写单元；所述无线发射装置2还包括报警单元，用于无线发射装置2低电量时进行报警；所述无线发射装置2和无线接收装置3均包括记忆存储单元，且采用物理有线连接方式进行配对，所述记忆存储单元用于存储历史收/发单元身份ID码信息，并记忆最近一次的开/关状态。

如图2所示，所述无线发射装置2包括上盖21和与上盖21配合使用的底盖22，所述上盖21的顶部设置有按钮23，所述上盖21的一侧设置有USB接口24，所述底盖22上固定设置有无线发射电路板25，所述无线发射电路板25通过具有升压单元的1.5V电池供电电路进行供电，所述无线发射电路板25上设置有第一控制芯片U1、USB控制数据接口M1和电子按键26，所述电子按键26的顶部与按钮23的底部相接触。

如图3所示，所述无线接收装置3包括外壳31和与外壳31配合使用的底座32，所述外壳31的顶部设置有信息识别码33，所述外壳31的一侧设置有市电接线柱34，所述市电接线柱34与PBA电源板35的一端电连接，所述PBA电源板35的另一端与无线接收天线板36电连接，所述无线接收装置3上外壳31的一侧也可设置有USB接口，通过此接口进行数据的读写和交换。

所述信息识别码33包括二维码、一维码、数字串、字符串和图像等。

所述装置还包括图文读写终端，所述图文读写终端包括手机、IPDA、扫描器和PC端等。

所述无线发射电路板25、按键单元和电源单元集成设计在同一PCB板上，节约成本，使产品更小巧。

如图4所示，所述无线发射电路板25上设置有第一控制芯片U1和USB控制数据接口M1，本实施例以第一控制芯片U1的型号为BK2535_QFN32为例进行说明，所述第一控制芯片U1的XTALP端与电容C6、无源晶振Y1的一端相连，无源晶振Y1的另一端与电容C7的一端相连，电容C7的另一端与电容C6的另一端相连后接地，第一控制芯片U1的MODE端分别与接线端子VPP1、电容C17的一端相连，电容C17的另一端接地，第一控制芯片U1的VDORF端分别与电源端VCC、电容C15的一端、电容C16的一端相连，电容C15的另一端、电容C16的另一端相连后接地，第一控制芯片U1的RF端分别与电容C10的一端、电容C14的一端相连，电容C14的另一端接地，电容C10的另一端分别与电容C9的一端、电感L2的一端相连，电感L2的另一端接地，电容C9的另一端与电容C8的一端相连，电容C8的另一端分别与电容C13的一端、天线ANT1相连，电容C13的另一端接地；

第一控制芯片U1的VDDPA端分别与电源端VCC、电容C18的一端、电容C19的一端相连，电容C18的另一端、电容C19的另一端相连后接地，第一控制芯片U1的P01端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与发光二极管D3的负极相连，发光二极管D3的正极与电源端VCC相连，第一控制芯片U1的P33端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与供电电源端LBD相连；

所述供电电源端LBD可由具有升压电路的1.5V干电池供电，也可由3V纽扣电池供电；如图5所示，当供电电源端LBD由1.5V干电池供电时，供电电源端LBD分别与QX1的第二端、电容C3的一端、电容C5的一端、电源端VCC相连，电容C3的另一端、电容C5的另一端均分别接地，QX1的第三端与电感L3的一端相连，电感L3的另一端分别与电容C2的一端、电容C1的一端、电池B2的正极相连，电容C2的另一端、电容C1的另一端、电池B2的负极均分别接地；如图6所示，当供电电源端LBD由3V时，供电电源端LBD分别与电容C4的一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极相连，电容C4的另一端接地，二极管D1的负极与电池B1的正极相连，电池B1的负极接地，二极管D2的正极与电源端VCC相连；当电池B1、电池B2的电量过低时，自动灯光报警，提示工作人员进行及时处理。

第一控制芯片U1的VDDMCU端分别与电源端VCC、电容C11的一端、电容C12的一端相连，电容C11的另一端、电容C12的另一端相连后接地，第一控制芯片U1的RSTN端与接线端子RST1相连，第一控制芯片U1的P27端与电子按键KEY3的一端相连，第一控制芯片U1的P10端与电子按键KEY2的一端相连，第一控制芯片U1的P11端与电子按键KEY1的一端相连，电子按键KEY1的另一端与电子按键KEY2的另一端、电子按键KEY3的另一端相连后接地；

第一控制芯片U1的P21端与USB控制数据接口M1的数据传输负端D-相连，第一控制芯片U1的P20端与USB控制数据接口M1的数据传输正端D+相连，USB控制数据接口M1的VBUS端与电源端VCC相连，USB控制数据接口M1的GND端与USB控制数据接口M1的SHO端、USB控制数据接口M1的SH1端、USB控制数据接口M1的SH2端、USB控制数据接口M1的SH3端相连后接地，第一控制芯片U1的P07端与接线端子NCS1端相连，第一控制芯片U1的P06端与接线端子SCK1端相连，第一控制芯片U1的P05端与接线端子MISO1端相连，第一控制芯片U1的P04端与接线端子MOSI1端相连。

如图7所示，所述无线接收天线板36上设置有第二控制芯片U2，本实施例以第二控制芯片U2的型号为BK2535_QFN32为例进行说明，所述第二控制芯片U2的型号为BK2535_QFN32，所述第二控制芯片U2的XTALP端与电容C20、无源晶振Y2的一端相连，无源晶振Y2的另一端与电容C21的一端相连，电容C21的另一端与电容C20的另一端相连后接地，第二控制芯片U2的MODE端分别与接线端子VPP2、电容C31的一端相连，电容C31的另一端接地，第二控制芯片U2的VDORF端分别与电源端VCC、电容C29的一端、电容C30的一端相连，电容C29的另一端、电容C30的另一端相连后接地，第二控制芯片U2的RF端分别与电容C24的一端、电容C28的一端相连，电容C28的另一端接地，电容C24的另一端分别与电容C23的一端、电感L1的一端相连，电感L1的另一端接地，电容C23的另一端与电容C22的一端相连，电容C22的另一端分别与电容C27的一端、天线ANT2相连，电容C27的另一端接地；

第二控制芯片U2的VDDPA端分别与电源端VCC、电容C32的一端、电容C33的一端相连，电容C32的另一端、电容C33的另一端相连后接地，第二控制芯片U2的VDDMCU端分别与电源端VCC、电容C25的一端、电容C26的一端相连，电容C25的另一端、电容C26的另一端相连后接地，第二控制芯片U2的RSTN端与接线端子RST2相连，第二控制芯片U2的P11端与接线端子RLY_CTRL相连；

第二控制芯片U2的P21端与接线端子TXD2相连，第二控制芯片U2的P20端与接线端子RXD2相连，第二控制芯片U2的P07端与接线端子NCS2端相连，第二控制芯片U2的P06端与接线端子SCK2端相连，第二控制芯片U2的P05端与接线端子MISO2端相连，第二控制芯片U2的P04端与接线端子MOSI2端相连。

所述接线端子MOSI1、接线端子MISO1、接线端子SCK1、接线端子NCS1、接线端子VPP1、接线端子RST1分别与所述接线端子MOSI2、接线端子MISO2、接线端子SCK2、接线端子NCS2、接线端子VPP2、接线端子RST2相连。

所述PBA电源板35中，能够隔离电源，实现人体保护，隔离变压器TR1漏电保护施工人员的安全；过电流保护，对交直流电路后端进行保护，并可防止大电流引起的着火或爆炸等灾害；防浪涌防雷击保护，防止雷雨天气或同区域的不稳定浪涌电压冲击对后端产品的损坏；电源控制电路，用于将PBA电源板通/断工作；电源控制电路，用于将交流电变换为稳定的直流电压并经过二次降压，提供纯净稳定的直流电，给接收通讯板正常工作；单片机与所述开关1连接，接收开关1信号或发送控制信号给继电器K7操作通断；继电器K7或可控硅D51，当所述单片机接收通电信号时，继电器K7或可控硅D51被导通，市电的电源被传输至被控件；当所述单片机接收断电信号时，继电器K7或可控硅D51被断开，市电的电源被切断，不会传到至后端被控件；

如图8所示，所述PBA电源板35上设置有电源芯片U9，所述电源芯片U9的GND端与电容C1的一端、电容C108的一端相连后接地，电容C108的另一端分别与电源芯片U9的VDD端、电容C1的另一端、电阻R103的一端、电阻R106的一端相连，电阻R103的另一端与电阻R102的一端相连，电阻R102的另一端分别与整流桥U122的第三接线端子、电阻R115的一端、电阻R114的一端、变压器TR1的一次绕组相连，变压器TR1的一次绕组还与二极管D105的正极、电源芯片U9的Tr端相连，二极管D105的负极与电阻R114的另一端、电容C107的一端相连，电容C107的另一端电阻R115的另一端相连，电阻R103的另一端与电阻R106的一端相连，电阻R106的另一端与二极管D106的负极相连，二极管D106的正极分别与电阻R107的一端、电阻R108的一端、变压器TR1的二次绕组相连，电阻R107的另一端与电阻R108的另一端、电阻R109的一端相连后与电源芯片U9的FB端相连，电阻R109的另一端与电阻R105的一端相连后接地，电阻R105的另一端与电源芯片U9的CS端相连，变压器TR1的二次绕组与二极管D107的正极、电容C106的一端、电阻R111的一端相连后接地，电阻R111的另一端分别与电容C106的另一端、二极管D107的负极、电容C41的一端、5V电源端、电源芯片U4的Vin端相连，电容C41的另一端与电源芯片U4的GND端、电容C42的一端相连后接地，电容C42的另一端分别与电源芯片U4的Vout端、3V电源端相连；

整流桥U122的第一接线端子分别与电阻RV101的一端、市电CN1第四接线端子相连，整流桥U122的第二接线端子分别与电阻RV101的另一端、保险丝F101的一端相连，保险丝F101的另一端与市电CN1第三接线端子相连，市电CN1第二接线端子、市电CN1第一接线端子均与继电器K7的常开触点K7.1相连，继电器K7的线圈并接在二极管D51的两端，二极管D51的负极与5V电源端相连，二极管D51的正极与电阻R52的一端相连，电阻R52的另一端与三极管Q101的集电极相连，三极管Q101的基极分别与电阻R153的一端、电阻R154的一端相连，电阻R154的另一端与三极管Q101的发射极相连后接地，电阻R153的另一端与接线端子RLY_CTRL。

所述信息识别码33包括二维码、一维码、数字串、字符串和图像等。

所述装置还包括图文读写终端，所述图文读写终端包括手机、IPDA、扫描器和PC端等。

为了实现操作指令控制，无线发射装置2和无线接收装置3需要进行分组管理，这是在首次安装中实现的必要步骤。本发明通过具有图文读取功能的终端设备作为接收和发射的组合控制信息交换设备，以手机作为终端设备安装方式为例，安装如下：

1、打开终端设备手机app应用程序；

2、用OTG线一头插入手机USB OTG口，另外一头插入无线发射面板USB口，进行连接；

3、在程序中点击“安装”，再点击右上角“扫描”，将摄像头对准无线接收装置3上的信息识别码33，如二维码进行扫描；

4、成功读取信息识别码33，对话框自动显示读取字符，再点击“确认”程序会自动进行匹配；

5、程序提示安装完成。重复第2～4步骤可进行下一组接收和发射的匹配识别，无需继续安装可点击“退出”。

首次识别完成后，按动开关1，触发一个信号给无线发射装置2，无线发射装置2把开关1触发信号发送给无线接收装置3，无线接收装置3把触发信号通知到控制器4，控制器4控制被控件5的开启或闭合。

当无线发射装置2和无线接收装置3首次通讯连接时，无线发射装置2和无线接收装置3中设有特有的身份信息，通过表面印刷或雕刻或黏贴图文的方式表达特征，并通过图文识别终端进行读取信息识别码进行身份识别和匹配。

本发明无线接收装置3上分别设置有信息识别码33，具有唯一性和可视化性，满足精准识别和组合控制，与现有无线开关相比，省去学习码按键和匹配卡等材料，节约了成本，实用性极高。通过手机或图像扫描进行匹配，可以快速批量安装，改变了现有开关“安装与施工”这一最难的环节。另外，手机只是一个施工安装的工具，不具有任何操作开关(电器)的功能，也就是说安装完成后手机就退场了，并且还可以用其他的PDA、扫描器、PC等适配器作为施工的工具，方便快捷。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：包括开关(1)、无线发射装置(2)、无线接收装置(3)、控制器(4)、被控件(5)和市电电源(6)，所述无线发射装置(2)与开关(1)相连，所述无线发射装置(2)和无线接收装置(3)通信连接，所述无线接收装置(3)通过控制器(4)与被控件(5)相连，所述市电电源(6)为控制器(4)、被控件(5)供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述无线发射装置(2)包括上盖(21)和与上盖(21)配合使用的底盖(22)，所述上盖(21)的顶部设置有按钮(23)，所述上盖(21)的一侧设置有USB接口(24)，所述底盖(22)上固定设置有无线发射电路板(25)，所述无线发射电路板(25)上设置有第一控制芯片U1、USB控制数据接口M1和电子按键(26)，所述电子按键(26)的顶部与按钮(23)的底部相接触。

3.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述无线接收装置(3)包括外壳(31)和与外壳(31)配合使用的底座(32)，所述外壳(31)的顶部设置有信息识别码(33)，所述外壳(31)的一侧设置有市电接线柱(34)，所述市电接线柱(34)与PBA电源板(35)的一端电连接，所述PBA电源板(35)的另一端与无线接收天线板(36)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述无线发射装置(2)包括数据交换单元和数据读写单元。

5.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述无线发射装置(2)还包括报警单元，用于无线发射装置(2)低电量时进行报警。

6.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述无线发射装置(2)和无线接收装置(3)均包括记忆存储单元，所述记忆存储单元用于存储历史收/发单元身份ID码信息，并记忆最近一次的开/关状态。

7.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述无线发射装置(2)和无线接收装置(3)采用物理有线连接方式进行配对。

8.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述无线发射电路板(25)通过具有升压单元的1.5V电池供电电路进行供电。

9.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述信息识别码(33)包括二维码、一维码、数字串、字符串和图像。

10.根据权利要求1所述的一种基于图文识别配对的无线控制开关装置，其特征在于：所述装置还包括图文读写终端，所述图文读写终端包括手机、IPDA、扫描器和PC端。