CN107490993B - 一种用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块 - Google Patents

一种用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块 Download PDF

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Abstract

一种用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，包括电压转换模块、执行器、PIC控制单元、检测模块，其特征在于：所述电压转换模块将AC220V转DC12V电源，所述执行器包括自励执行器和调光控制器，所述PIC控制单元包括12V转5V电源、通信组件、输入组件、输出组件、设备编码组件，所述检测模块包括漏电信号检测组件和过载信号检测组件，漏电信号检测组件采用贴片M54123L芯片，获取信号后，上位机附加模块进行线路断电操作。本发明具有简化室内的供电布线系统，开关面板控制模块性能稳定，操作简单，智能控制实用性高和降低工程成本、美化家居环境的优点。

Description

一种用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块
技术领域
本发明涉及一种智能家居的控制模块，具体地说，是一种用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块。
背景技术
目前家庭所用的开关面板以及插座面板都是直接电源接线形式。随着现代化的智能家居发展，当前需要一种能直接在面板上控制的模块，这样的模块能使得布线简单、搭配方便、具智控家居特点。
在智能家居里面，市场上已经有很多高端的产品。在建筑行业，越来越多建筑往装配式方向发展，室内线路非常复杂。例如酒店的房间内有不间断电源、普通电源、110V电源、床头灯回路、屋顶灯回路、以及卫生间各器具回路。一个房间内的功能越多，其布线系统越复杂，造成材料、人工各方面的费用增加，室内电路控制系统装修费用不断攀高。此处，室内电源线错综复杂带来火灾隐患。
因此已知的室内电路控制系统存在着上述种种不便和问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种多类型模块的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
1、一种用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，包括电压转换模块、执行器、PIC控制单元、检测模块，其特征在于：
所述电压转换模块将AC220V转DC12V电源，用于PIC控制单元和执行器的供电；
所述执行器包括自励执行器和调光控制器，所述自励执行器分为C型自励执行器和D型自励执行器，C型自励执行器主要用于控制插座，承载16A以上的电流，D型自励执行器主要用于控制电灯，承载10A以内的电流；自励执行器给一个12V，5mA的开关信号能利用电源自行给线圈供电，进行通断，为信号控制继电器；所述调光控制器为0-10V电压模拟信号进行调光的控制器；
所述PIC控制单元包括12V转5V电源、通信组件、输入组件、输出组件、设备编码组件；12V转5V电源为简易电源；通信组件选用75BC184芯片；输入组件，分成开关信号处理器和漏电过载信号处理器，开关信号处理器的开关的信号采用12V开关信号，配合光电隔离输入到PIC单片机；输出组件选用光电隔离送至功放管放大电路，形成驱动电路，进而驱动执行器；设备编码组件是6P拨码器，通过拨码器输出的电位，进而确定所属模块的设备编码，以用于上位机通信代号；
所述检测模块包括漏电信号检测组件和过载信号检测组件，漏电信号检测组件采用贴片M54123L芯片，当发生漏电时，M54123L芯片直接发出驱动信号断电，同时把信号送至PIC单片机，记录漏电；过载信号检测组件采用电源线绕成线圈，配合两级轻触开关，在发生过载时线圈吸合，驱动轻触开关一级闭合，进而输出过载信号，过载信号送至PIC单片机，当发生短路时，驱动轻触开关二级闭合，这时激发报警驱动器，报警驱动器直接驱动通信线路，通信线路信号被上位机附加模块获取，获取信号后，上位机附加模块进行线路断电操作。
本发明的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，其中所述通信组件为RS-485通信组件。
前述的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，其中所述电流感应开关为电流感应开关LC24。
前述的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，其中所述驱动执行器的调光驱动器为高频斩波电路。
采用上述技术方案后，本发明的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块具有以下优点：
1、简化室内的供电布线系统；
2、开关面板控制模块性能稳定，操作简单，智能控制实用性高；
3、降低工程成本、美化家居环境。
附图说明
图1为本发明实施例的多类型模块系统框图；
图2为本发明实施例的DC12V转DC5V电路图；
图3为本发明实施例的PIC控制单元框图；
图4为本发明实施例的过载检测组件线路图；
图5为本发明实施例的漏电检测组件线路图；
图6为本发明实施例的PIC单片机主程序框图；
图7为本发明实施例的应用系统示意图；
图8为本发明实施例的多功能类型应用示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
实施例1
现请参阅图1，图1为本发明实施例的多类型模块系统框图。本发明的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块涉及一种用于控制插座电源通断、检测开关信号的智能控制模块。包括：电压转换组件、执行器、PIC控制单元、检测模块。
所述电源模块包括AC220V输入接口、AC220V转DC12V电源，其中AC220V输入接口为2P阻燃接线端子，主要是模块的供电接线。AC220V转DC12V电源，为市场常见的市电转直流12V电源，主要用于供电给PIC控制单元和执行器。
所述执行器包括自励执行器和调光控制器，所述自励执行器分为C型和D型，C型主要用于控制插座，能够承载16A以上的电流，而D型主要用于控制电灯，只能承载10A以内的电流。自励执行器也就是给一个12V，5mA的开关信号就能利用电源自行给线圈供电，进行通断，也就是常见的信号控制继电器。
所述调光控制器为外部设备，可以选择0-10V电压模拟信号进行调光的控制器即可。
图3为本发明实施例的PIC控制单元框图。所述PIC控制单元包括12V转5V电源、RS-485通信组件、输入组件、输出组件、设备编码组件。图2为本发明实施例的DC12V转DC5V电路图。12V转5V电源电路中电源转换电源为简易电源；RS-485通信组件，选用75BC184芯片；输入组件，分成开关信号处理器及其接口和漏电过载信号处理器及其接口，其中开关的信号采用12V开关信号，配合光电隔离输入到PIC单片机；输出组件选用光电隔离送至功放管放大电路，形成驱动电路，进而驱动执行器，其中调光驱动器为高频斩波电路；设备编码组件，主要是一个6P拨码器，通过拨码器输出的电位，进而确定该模块的设备编码，以用于上位机通信代号。
图4为本发明实施例的过载检测组件线路图。所述检测模块包括漏电信号检测组件和过载信号检测组件。
漏电信号检测组件采用贴片M54123L芯片。当发生漏电时，其直接发出驱动信号对其断电，同时把信号送至PIC单片机，记录漏电。
图5为本发明实施例的漏电检测组件线路图。过载信号检测组件，采用电源线绕成线圈，配合两级轻触开关，在发生过载时线圈吸合，驱动轻触开关一级闭合，进而输出过载信号，该信号送至PIC单片机，当发生短路时，驱动轻触开关二级闭合，这时激发报警驱动器，报警驱动器直接驱动通信线路，该信号会被上位机附加模块获取，获取该信号后，上位机附加模块进行线路断电操作。图6为本发明实施例的PIC单片机主程序框图。
图7为本发明实施例的应用系统示意图，图8为本发明实施例的多功能类型应用示意图。本发明的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块的工作过程，下面以多类型模块说明，其涵盖插座、开关、电灯等控制的模块。
1、在工作前先确定线路连接正确。
2、上位机及上位机附加模块先开启。
3、本模块会自动与上位机进行通讯连接，连接成功后信号灯显示为绿色。
4、尝试控制夜灯，夜灯开关按一次夜灯亮起，再按一次夜灯熄灭。
5、尝试控制床头灯，短按一次床头灯开关，床头灯缓缓亮起并保持最亮的状态，再长按床头灯按钮，这时候床头灯为缓缓变暗，变暗到一定程度后之后紧接着缓缓亮起，直至床头灯按钮松开才停止灯的亮暗变化；只有短按床头灯按钮，才能熄灭床头灯。
6、达到灯具控制功能后，进而尝试过载和漏电的功能。过载使用大功率电器进行测试，而测试漏电宜通过上位机的控制进行测试。
本发明的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块的工作原理：
1、当系统启动后，开关面板控制模块首先运行的是接收广播指令程序，未收到广播信号开关面板控制模块不会进入下面的步骤。根据MUDBOS协议，上位机给开关面板控制模块信号有3种，一种是广播，广播信号是上位机给开关面板控制模块发送上位机状态的信号；一种是查询信号，所查询到的开关面板控制模块，需根据指令做出回复；还有一种是执行指令，执行指令是上位机给开关面板控制模块一个或者多个操作信号，开关面板控制模块根据执行指令进行执行，并且回复上位机执行结果。
2、开关面板控制模块上电后，很快就与上位机取得联系，当开关面板控制模块查询到电灯的开关信号后，首先判别控制端点是否属于本开关面板控制模块，如若属于本模块，PIC单片机会执行相应的操作，进行操作，如若不是本模块的控制端点，则在上位机发起查询的时候，开关面板控制模块会回馈该信息给上位机，上位机进而发送信息给对应模块进行控制。
3、在控制上，开关面板控制模块只是执行上位机给的指令，只有发生漏电以及过载的情况下，开关面板控制模块会自动地进行切断电源，进一步防范安全事故的发生。
4、关于开关面板控制模块所能实现的功能如下：
1）接收上位机的指令对每一路的插座的通断进行控制；
2）捕捉开关按钮的信号，并且根据信号传递给上位机以及自行执行命令；
3）在电路发生漏电或者过载的情况下及时切断电源，提升用电安全性。
本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，简化室内的供电布线系统，模块作为其系统的下位机，上位机可以使用其余厂家的房间控制系统，而上位机与下位机的通讯是通过RS485-MODBUS通信的，本发明模块接收上位机信号进行控制插座、电灯的通断，同时又检测开关按钮的信号。同时本发明的模块搭配不同的接口，能适应多样的开关插座组合的面板，另外还可以设置不同的接口，用以控制家庭不同的电气（所控电器必须是可以用遥控器控制的）。本模块配置了插座过载过流保护、插座漏电保护、灯具亮度调节控制、开关面板信号的采集等等。其能再安全用电的基础上简化房间内的布线系统，又能智能家居在控制系统提供硬件基础。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (3)

1.一种用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，包括电压转换模块、执行器、PIC控制单元、检测模块，其特征在于：
所述电压转换模块将AC220V转DC12V电源，用于PIC控制单元和执行器的供电；
所述执行器包括自励执行器和调光控制器，所述自励执行器分为C型自励执行器和D型自励执行器，C型自励执行器主要用于控制插座，承载16A以上的电流，D型自励执行器主要用于控制电灯，承载10A以内的电流；自励执行器给一个12V，5mA的开关信号能利用电源自行给线圈供电，进行通断，为信号控制继电器；所述调光控制器为0-10V电压模拟信号进行调光的控制器；
所述PIC控制单元包括12V转5V电源、通信组件、输入组件、输出组件、设备编码组件；12V转5V电源为简易电源；通信组件选用75BC184芯片；输入组件，分成开关信号处理器和漏电过载信号处理器，开关信号处理器的开关的信号采用12V开关信号，配合光电隔离输入到PIC单片机；输出组件选用光电隔离送至功放管放大电路，形成驱动电路，进而驱动执行器；设备编码组件是6P拨码器，通过拨码器输出的电位，进而确定所属模块的设备编码，以用于上位机通信代号；
所述检测模块包括漏电信号检测组件和过载信号检测组件，漏电信号检测组件采用贴片M54123L芯片，当发生漏电时，M54123L芯片直接发出驱动信号断电，同时把信号送至PIC单片机，记录漏电；过载信号检测组件采用电源线绕成线圈，配合两级轻触开关，在发生过载时线圈吸合，驱动轻触开关一级闭合，进而输出过载信号，过载信号送至PIC单片机，当发生短路时，驱动轻触开关二级闭合，这时激发报警驱动器，报警驱动器直接驱动通信线路，通信线路信号被上位机附加模块获取，获取信号后，上位机附加模块进行线路断电操作。
2.如权利要求1所述的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，其特征在于，所述通信组件为RS-485通信组件。
3.如权利要求1所述的用于房间内的智能家居控制的开关面板控制模块，其特征在于，所述驱动执行器的调光驱动器为高频斩波电路。
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