CN107861479A - 点触式无线开关系统 - Google Patents

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申奥
厉增民
朱兴梦
李秋芳
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Abstract

本发明公开了一种点触式无线开关系统。该点触式无线开关系统，通过设置发射器和接收器，只需要在发射器上简单按下第一点触式电子开关或第二点触式电子开关即可对与相应接收器连接的受控设备(例如灯具、门窗、报警装置或其他家居设备等受控设备)进行开启或关闭，使用方便。同时，由于发射器与接收器之间通过无线传播信号，发射器和接收器可根据需要任意布置在合适的位置，方便安装，由于减少了布线，也降低了强电在有线布线上传导带来的安全风险。再者，通过传感器检测，该点触式无线开关系统可对与接收器连接的受控设备进行自动开关控制，提高了智能化程度，尤其适用于在老年人居住环境中使用，为老年人提供安全、智能、周到的家庭服务及安全预警。

Description

点触式无线开关系统
技术领域
本发明涉及开关技术，尤其涉及一种点触式无线开关系统。
背景技术
目前，智能家居发展迅猛，但是，由于智能被严重人为化，在实际应用中并不能做到化繁为简，往往使操作变的更加繁琐，给人们带来不便。
1)智能场景切换：理念很好，但在家庭多人不同行为情况下，场景无法实现互不干扰的控制(切换场景需要控制需要的灯亮，不需要的灯灭，然而灯灭的地方有可能有家庭其它成员)。
2)智能开关：多为反向控制，点一下开，再点一下关，在实际应用中情况复杂，无法实现交插回路控制，这样在设定分组时往往很单一，不能随意分组。
3)智能开关电池版：身为电子开关，却多数仿机械翘板式，且只能做到两翘板。
4)智能开关控制版：需要接220V强电，然而普通家庭墙面开关为单火回火线路，无法接负载(开关)，如果是做单火设计产品，单火负载存在危险，不符合安全标准，无法通过CE认证，因此只能应用在新建家庭，完全失去了智能产品的意义。单火开关在接通回路时，受负载影响，承受高电流和高电压，安全上无法得到保障，并且可能接的负载功率很低，开关不能做到完全关闭回路，反而更加耗电。
5)智能调光：现在响应国家节能减排，LED照明灯普及率极高，但LED在调光时需要匹配，也就是说，LED需要在出厂前就知道调光系统是什么，然后做出相应的修改才可以匹配调光系统，因此，现有智能家庭调光系统无法匹配市场常用的LED照明灯，调光就会闪烁，甚至没有反应。
6)采用进口ZIGBEE智能家居芯片：ZIGBE技术有两个问题。一、穿墙能力弱；二、信号虽为加密，但技术开放，破解加密信息也比较容易，安全性低。
7)采用国产433MHZ智能家居芯片：带宽较窄，无法进行加密处理，破解容易，匹配后丢码、乱码、重码率极高，也做不了更多逻辑信息处理，无法判定当前要控制的回路状态(开/关)。
8)APP智能控制：从开启APP到控制完成，至少需要20秒，然而正常开关灯只需要0.5秒，典型的化简为繁。APP在于调试和远程控制，而不是现实控制。
9)智能家居网：依托WIFI网络来配合组网，意味着没有WIFI或没交网费、路由器损毁等，都将导致无法控制。
10)智能家居调试：复杂的调试方式，多为4键16种以上组合按键，调试匹配复杂程度高。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种点触式无线开关系统，以解决现有开关操作复杂的技术问题。本发明是通过如下技术方案实现的：
一种点触式无线开关系统，包括发射器和接收器；
所述发射器包括传感器和通过通用串行总线接口与所述传感器连接的基座，所述基座中安装有第一点触式电子开关、第二点触式电子开关、与所述传感器连接的触发器芯片，以及与所述触发器芯片、所述第一点触式电子开关和所述第二点触式电子开关连接的第一射频芯片和与所述第一射频芯片连接的第一天线；
所述传感器用于感应被测量，并在感应到所述被测量时向所述触发器芯片发送第一电平信号，未感应到所述被测量时向所述触发器芯片发送第二电平信号；
所述触发器芯片接收到所述第一电平信号后，向所述第一射频芯片发送第一触发信号，接收到所述第二电平信号后，向所述第一射频芯片发送第二触发信号；所述第一点触式电子开关在被按下时向所述第一射频芯片发送所述第一触发信号，所述第二点触式电子开关在被按下时向所述第一射频芯片发送所述第二触发信号；
所述第一射频芯片接收到所述第一触发信号后，通过所述第一天线向所述接收器发送第一无线指令信号，接收到所述第二触发信号后，通过所述第一天线向所述接收器发送第二无线指令信号；
所述接收器包括控制板和电源板，所述电源板用于将市电转换为所述控制板的工作电压，并将所述工作电压提供给所述控制板；
所述控制板包括第二天线和与所述第二天线连接的第二射频芯片，所述第二射频芯片通过所述第二天线接收所述第一无线指令信号或所述第二无线指令信号，并在接收到所述第一无线指令信号后，向与所述控制板连接的受控设备发送用于开启所述受控设备的第一控制信号，在接收到所述第二无线指令信号后，向所述受控设备发送用于关闭所述受控设备的第二控制信号。
进一步地，所述基座中安装有多个第一点触式电子开关和多个所述第二点触式电子开关，所述点触式无线开关系统包括多个接收器，一个第一点触式电子开关和一个第二点触式电子开关构成一个开关组，不同的开关组对应不同的接收器；
所述第一射频芯片向第一点触式电子开关被按下的开关组对应的接收器发送所述第一无线指令信号，向第二点触式电子开关被按下的开关组对应的接收器发送所述第二无线指令信号；
当所述传感器感应到所述被测量时，所述第一射频芯片向所有接收器发送所述第一无线指令信号。
进一步地，所述点触式无线开关系统包括四个开关组。
进一步地，每个开关组对应若干个接收器。
进一步地，所述点触式无线开关系统还包括第五个开关组，所述第五个开关组对应所有接收器。
进一步地，所述发射器为电池供电。
进一步地，所述传感器为烟雾传感器、地震传感器或红外线传感器中的任一种。
进一步地，所述发射器与各接收器基于Z-wave协议自组网。
与现有技术相比，本发明提供的点触式无线开关系统，通过设置发射器和接收器，只需要在发射器上简单按下第一点触式电子开关或第二点触式电子开关即可对与相应接收器连接的受控设备(例如灯具、门窗、报警装置或其他家居设备等受控设备)进行开启或关闭，使用方便。同时，由于发射器与接收器之间通过无线传播信号，发射器和接收器可根据需要任意布置在合适的位置，方便安装，由于减少了布线，也降低了强电在有线布线上传导带来的安全风险。再者，通过传感器检测，该点触式无线开关系统可对与接收器连接的受控设备进行自动开关控制，提高了智能化程度，尤其适用于在老年人居住环境中使用，为老年人提供安全、智能、周到的家庭服务及安全预警。
附图说明
图1是本发明实施例提供的点触式无线开关系统的组成原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明点触式无线开关系统，包括发射器1和接收器2。其中：
发射器1包括传感器11和基座12，基座12中安装有第一点触式电子开关124、第二点触式电子开关125、与传感器11连接的触发器芯片121，以及与触发器芯片121、第一点触式电子开关124和第二点触式电子开关125连接的第一射频芯片122和与第一射频芯片122连接的第一天线123。
传感器11用于感应被测量，并在感应到被测量时向触发器芯片121发送第一电平信号，未感应到被测量时向触发器芯片121发送第二电平信号。
触发器芯片121接收到第一电平信号后，向第一射频芯片122发送第一触发信号，接收到第二电平信号后，向第一射频芯片122发送第二触发信号；第一点触式电子开关124在被按下时向第一射频芯片122发送第一触发信号，第二点触式电子开关125在被按下时向第一射频芯片122发送第二触发信号。
第一射频芯片122接收到第一触发信号后，通过第一天线123向接收器2发送第一无线指令信号，接收到第二触发信号后，通过第一天线123向接收器2发送第二无线指令信号。
接收器2包括控制板22和电源板21，电源板21用于将市电转换为控制板22的工作电压，并将工作电压提供给控制板22。
控制板22包括第二天线221和与第二天线221连接的第二射频芯片222，第二射频芯片222通过第二天线221接收第一无线指令信号或第二无线指令信号，并在接收到第一无线指令信号后，向与控制板22连接的受控设备3发送用于开启受控设备3的第一控制信号，在接收到第二无线指令信号后，向受控设备3发送用于关闭受控设备3的第二控制信号。
受控设备3接收到第一控制信号后将开启，接收到第二控制信号后将关闭，受控设备3只有这两种开关状态，通过第一点触式电子开关124只能使受控设备3开启，通过第二点触式电子开关125只能使受控设备3关闭，从而实现即时看不见受控设备3也能够对受控设备3的开启或关闭状态进行准确控制，不会像其他开关只通过一个开关既能开启受控设备3又能关闭受控设备3而造成在看不见受控设备3的情况下对受控设备3进行开关控制时产生错乱的问题。受控设备3可以是灯具、门窗、报警装置或其他家居设备等受控设备。由于发射器1与接收器2之间通过无线传播信号，发射器1和接收器2可根据需要任意布置在合适的位置，方便安装，可整合多而繁琐的墙面开关为一个，可自由摆放，自由控制，提高家居生活品质，真正实现家居智能控制。
本实施例中，传感器11为烟雾传感器、地震传感器或红外线传感器中的任一种或者任一多种的组合，被测量可以是红外线、振动、烟雾等等，从而可检测火灾、地震、人体等，当检测到相关被测量后，可自动开启相应受控设备3(如灯具、门窗等)，起到智能控制、安全预警等作用。
基座12中安装有多个第一点触式电子开关124和多个第二点触式电子开关125，同时，点触式无线开关系统包括多个接收器2，一个第一点触式电子开关124和一个第二点触式电子开关125构成一个开关组，不同的开关组对应不同的接收器2。这时，第一射频芯片122在发射第一无线指令信号或第二无线指令信号时，第一射频芯片122向第一点触式电子开关124被按下的开关组对应的接收器2发送第一无线指令信号，向第二点触式电子开关125被按下的开关组对应的接收器2发送第二无线指令信号，从而实现通过不同的开关组控制不同的受控设备3的开关。
同时，当传感器11感应到被测量时，第一射频芯片122向所有接收器2发送第一无线指令信号。例如，当受控设备3是灯具时，在检测到烟雾、地震等情况下，可立即开启所有灯具，方便逃生，实现家居自动化、安全化、智能化。
点触式无线开关系统可包括四个开关组，每个开关组对应若干个接收器2。具体来说，每个开关组可对应高达100个接收器2节点，每个接收器2可承载的最大功率为1000W，从而实现对100个受控设备3的开关控制。点触式无线开关系统还可包括第五个开关组，第五个开关组对应所有接收器2，通过第五个开关组可同时开启或关闭所有受控设备3。该系统的发射器1采用电池供电，避免接入强电带来的安全隐患，采用型号为ZDB5101的第一射频芯片122可最大限度地扩展开关数量，最大可扩展到十个开关，最大程度提供便利。
传感器11通过通用串行总线接口与基座12连接，向触发器芯片121发送第一电平信号或第二电平信号。第一点触式电子开关124和第二点触式电子开关125为点触式电子开关，打破传统翘板开关，可以实现轻、薄、个性化，第一点触式电子开关124和第二点触式电子开关125可一体成型，第一点触式电子开关124和第二点触式电子开关125的外壳可采用拆卸式彩色外壳。发射器1与各接收器2基于Z-wave协议自组网，无需WIFI支持，该系统采用发射器1控制为主，手机APP控制为辅的形式。同时，相对于Zigbee协议，Z-wave协议为封闭设计联盟制，信号加密双向传输，安全性极高，传输距离远、信号穿墙性能强，避免了Zigbee的技术公开风险又杜绝了无加密信号协议风险。
本实施例中，第一射频芯片122和第二射频芯片222可采用型号为ZDB5101的射频芯片，触发器芯片121可采用型号为74HC123的单稳态触发器芯片。
上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本发明的保护范围，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种点触式无线开关系统，其特征在于，包括发射器和接收器；
所述发射器包括传感器和通过通用串行总线接口与所述传感器连接的基座，所述基座中安装有第一点触式电子开关、第二点触式电子开关、与所述传感器连接的触发器芯片，以及与所述触发器芯片、所述第一点触式电子开关和所述第二点触式电子开关连接的第一射频芯片和与所述第一射频芯片连接的第一天线；
所述传感器用于感应被测量，并在感应到所述被测量时向所述触发器芯片发送第一电平信号，未感应到所述被测量时向所述触发器芯片发送第二电平信号；
所述触发器芯片接收到所述第一电平信号后，向所述第一射频芯片发送第一触发信号，接收到所述第二电平信号后，向所述第一射频芯片发送第二触发信号；所述第一点触式电子开关在被按下时向所述第一射频芯片发送所述第一触发信号，所述第二点触式电子开关在被按下时向所述第一射频芯片发送所述第二触发信号；
所述第一射频芯片接收到所述第一触发信号后，通过所述第一天线向所述接收器发送第一无线指令信号，接收到所述第二触发信号后，通过所述第一天线向所述接收器发送第二无线指令信号；
所述接收器包括控制板和电源板，所述电源板用于将市电转换为所述控制板的工作电压，并将所述工作电压提供给所述控制板；
所述控制板包括第二天线和与所述第二天线连接的第二射频芯片，所述第二射频芯片通过所述第二天线接收所述第一无线指令信号或所述第二无线指令信号，并在接收到所述第一无线指令信号后，向与所述控制板连接的受控设备发送用于开启所述受控设备的第一控制信号，在接收到所述第二无线指令信号后，向所述受控设备发送用于关闭所述受控设备的第二控制信号。
2.如权利要求1所述的点触式无线开关系统，其特征在于，所述基座中安装有多个第一点触式电子开关和多个所述第二点触式电子开关，所述点触式无线开关系统包括多个接收器，一个第一点触式电子开关和一个第二点触式电子开关构成一个开关组，不同的开关组对应不同的接收器；
所述第一射频芯片向第一点触式电子开关被按下的开关组对应的接收器发送所述第一无线指令信号，向第二点触式电子开关被按下的开关组对应的接收器发送所述第二无线指令信号；
当所述传感器感应到所述被测量时，所述第一射频芯片向所有接收器发送所述第一无线指令信号。
3.如权利要求2所述的点触式无线开关系统，其特征在于，所述点触式无线开关系统包括四个开关组。
4.如权利要求3所述的点触式无线开关系统，其特征在于，每个开关组对应若干个接收器。
5.如权利要求4所述的点触式无线开关系统，其特征在于，所述点触式无线开关系统还包括第五个开关组，所述第五个开关组对应所有接收器。
6.如权利要求1所述的点触式无线开关系统，其特征在于，所述发射器为电池供电。
7.如权利要求1所述的点触式无线开关系统，其特征在于，所述传感器为烟雾传感器、地震传感器或红外线传感器中的任一种。
8.如权利要求1所述的点触式无线开关系统，其特征在于，所述发射器与各接收器基于Z-wave协议自组网。
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