CN108964705B - 一种模块组合开关及其功能识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块组合开关，其包括呈独立单元模块化的功能面板和开关底座，功能面板包括信号连接的功能模块和数据传输模块，数据传输模块与开关底座内的数据接收模块通讯连接。该技术方案采用模块化设计，可更换功能面板，功能多样。本发明还涉及一种模块组合开关功能识别方法，包括如下步骤：S1：功能面板上电初始化；S2：功能面板向开关底座发送数据包，开关底座接收数据包，并拆包，得到功能面板设备类型编码，回发确认指令，从而确定面板功能并建立连接。该技术方案可自动识别多种功能面板的功能属性。

Description

一种模块组合开关及其功能识别方法

技术领域

本发明涉及一种模块组合开关及该模块组合开关功能识别方法。

背景技术

近年来随着物联网的发展，智能家居已经慢慢渗透到现代家庭生活中。现有的单一功能的墙壁开关功能已经渐渐跟不上智能家居的发展。因此，墙壁开关的智能化势在必行。

目前现有的WiFi类墙壁开关，由于无线网络的特性，在覆盖面上有先天的不足，如现有的WiFi类插座使用2.4G或5G频段的信号进行传输，然而2.4G或5G的信号穿墙能力弱，不能完整覆盖住宅的任意角落，会导致设备在某些角落无法上网，网络不稳定等情况的出现。特别是在大户型商品房，别墅，排屋等用户家中更不能做到全面的覆盖；并且现有的墙壁开关功能单一，从安装开始到产品生命的结束，墙壁开关功能都不能发生改变。此外，现有的智能家居产品安装不便，需要专业工作人员安装。

另外，需要指出的是：电力载波通讯即PLC，是英文Power line Communication的简称。电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。电力猫是电力载波技术的最新应用和发展，所谓电力猫，即“电力网络桥接器”，是一种把网络信号调制到电线上，利用现有的电线来解决网络布线问题的设备。作为科技催生的第三代网络传输设备，电力猫正在以其独特优势风靡全球。其工作原理就是利用电线传送高频信号，把载有信息的高频信号加载于电流上，然后利用电力传输。接受信息的电力网络桥接器再把高频信号从电流中分解出来，从而在不需要重新布线的基础上实现上网、打电话、观看IPTV和使用监控设备等多种应用。智能家居控制网可用电力线载波技术来实现，其原理是将电力载波技术集成后嵌入到各电器中去，并利用家庭现有的电力线作为载波通信媒介，实现智能设备之间的通信与控制。智能家居控制网中智能电器的互联互动，将为您带来高品质的生活体验和生活享受，如远程抄表系统、远程报警系统等基于电力载波的案例，都取得了很大的成功。

发明内容

有鉴于此，本发明目的之一在于提供一种采用模块化设计，可更换功能面板，功能多样的模块组合开关。

本发明目的之二在于提供一种自动识别多种功能面板的模块组合开关功能识别方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种模块组合开关，其包括呈独立单元模块化的功能面板和开关底座，所述功能面板包括信号连接的功能模块和数据传输模块，所述数据传输模块与所述开关底座内的数据接收模块通讯连接。

上述技术方案功能面板与开关底座彼此独立，分别呈独立的单元模块化设计，单元模块化设计可根据需求随时更换功能面板，调整功能；而且后期还可持续开发新功能面板，满足新的消费需求。

优选地，上述的一种模块组合开关，其中所述数据传输模块和所述数据接收模块均分别包括微控制单元，及与所述微控制单元连接的UART模块，所述开关底座与所述功能面板由所述UART模块进行数据通讯传输。

上述技术方案具体提供了一种可实现功能面板和开关底座进行数据通讯传输的方式。

优选地，上述的一种模块组合开关，其中所述开关底座与路由器信号连接，所述路由器连接电源与网线，并包括第一电力载波模块，其将该路由器发射出的网络信号加载至电力线；所述开关底座包括与所述第一电力载波模块进行数据通讯传输的第二电力载波模块。

上述技术方案中第一电力载波模块，可将该路由器发射出的网络信号加载至电力线；第二电力载波模块可以将功能面板中采集的数据调制至电力线并发送到路由器，也可以将电力线中的网络信号解调出来，其基于电力载波技术的数据传输功能，采用电力载波传输信号，免去架设网线烦恼，功能面板采集的数据通过开关底座调制解调至电力线发送给路由器，再实时发送至服务器，因此，用户可以在对应的APP上查看功能面板上采集的数据。

优选地，上述的一种模块组合开关，其中所述功能面板与所述开关底座可拆卸连接。

优选地，上述的一种模块组合开关，其中所述功能面板与所述开关底座触点连接，所述开关底座通过触点为所述功能面板提供电力和数据通讯传输。

优选地，上述的一种模块组合开关，其中所述功能面板包括传感器，该传感器为温湿度传感器或空气质量传感器或一氧化碳传感器或红外线微波传感器或烟雾感应传感器。

优选地，上述的一种模块组合开关，其中所述功能面板为监控摄像头或网络音响或智能插座或无线AP。

一种模块组合开关功能识别方法，其包括如下步骤：

S1：功能面板上电初始化；

S2：功能面板向开关底座发送数据包，所述开关底座接收数据包，并拆包，得到所述功能面板设备类型编码，回发确认指令，从而确定面板功能并建立连接。

上述技术方案通过收发数据包，自动识别多种功能面板的功能属性。

优选地，上述的一种模块组合开关功能识别方法，其中所述功能面板上电初始化后，通过内置的UART模块向所述开关底座发送数据包，所述开关底座内置的UART模块接收数据包并拆包，得到所述功能面板设备类型编码，回发确认指令，从而确定所述功能面板功能并建立连接。

优选地，上述的一种模块组合开关功能识别方法，其中所述开关底座与网络信号互联。

优选地，上述的一种模块组合开关功能识别方法，其中所述开关底座与网络信号互联方法，包括如下步骤：

步骤一：获取对应于开关底座的唯一编码；

步骤二：将获取的唯一编码发送至路由器，路由器发出组网指令并发送包含唯一编码的数据包；

步骤三：开关底座接收数据包，将数据包中的唯一编码与自己的唯一编码比对；

若相同，则向路由器发送请求配网信息，路由器接收到请求配网指令后与开关底座建立连接，配网互联完成。

优选地，上述的一种模块组合开关功能识别方法，其中所述步骤一中获取对应于开关底座的唯一编码的方法如下：

首先，将移动终端接入路由器发射出的无线网络中；

然后，利用移动终端软件扫描设置于开关底座上的识别码，获取识别码中对应于开关底座的唯一编码。

上述技术方案提供了开关底座与网络信号互联的具体方法，用户只需要利用移动终端简单扫描识别码，即可获取对应于开关底座的唯一编码，移动终端自动进行配网步骤，用户操作简单快捷。

优选地，上述的一种模块组合开关功能识别方法，其中所述步骤二中路由器通过电力线发出组网指令。

附图说明

图1：本发明路由器、开关底座、功能面板连接示意图；

图2：本发明开关底座与功能面板组装连接结构示意图。

下列各附图标示含义：1—开关底座，2—功能面板，3—触点；

图1中PLC模块为电力载波模块，MCU为微控制单元，UART模块为通用异步收发传输器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1和图2所示，一种模块组合开关，其包括呈独立单元模块化的功能面板2和开关底座1，功能面板2包括信号连接的功能模块和数据传输模块，所述数据传输模块与开关底座1内的数据接收模块通讯连接。

上述技术方案功能面板与开关底座彼此独立，分别呈独立的单元模块化设计，单元模块化设计可根据需求随时更换功能面板，调整功能；而且后期还可持续开发新功能面板，满足新的消费需求。

如图1所示，所述数据传输模块和所述数据接收模块均分别包括微控制单元，及与所述微控制单元连接的UART模块，所述开关底座与所述功能面板由所述UART模块进行数据通讯传输。

上述技术方案具体提供了一种可实现功能面板和开关底座进行数据通讯传输的方式。

所述开关底座与路由器信号连接，所述路由器连接电源与网线，并包括第一电力载波模块(即第一PLC模块)，其将该路由器发射出的网络信号加载至电力线；所述开关底座包括与所述第一电力载波模块(即第一PLC模块)进行数据通讯传输的第二电力载波模块(即第二PLC模块)。

具体地，路由器可以安装在家庭多媒体集成箱中，接通电源并连接网线，使用无线设备终端连接该路由器发射的无线网络，并在浏览器中进入该路由器的IP地址进行网络配置。该路由器可以发射WiFi信号，提供无线网络，也可以实现调制解调，利用第一电力载波模块将网络信号加载到电力线上；第二电力载波模块可以将功能面板中采集的数据调制至电力线并发送到路由器，也可以将电力线中的网络信号解调出来，其基于电力载波技术的数据传输功能，采用电力载波传输信号，免去架设网线烦恼，功能面板采集的数据通过开关底座调制解调至电力线发送给路由器，再实时发送至服务器，因此，用户可以在对应的APP上查看功能面板上采集的数据。

如图2所示，功能面板2与开关底座1可拆卸连接，具体地，功能面板2与开关底座1触点连接，开关底座1通过触点3为功能面板2提供电力和数据通讯传输。

另外，功能面板2设计多样，包括不同功能的传感器，如温湿度传感器、空气质量传感器、一氧化碳传感器、红外线微波传感器、烟雾感应传感器等。还可以设计成监控摄像头，用户可以在手机APP上实时查看监控画面；或者网络音响，用于收听网络电台，再或者智能插座，可以实现远程控制和电量监控；还可以设计成无线AP，可以提供无缝漫游的WiFi覆盖。

另外，还需要指出的是：一种模块组合开关功能识别方法，其包括如下步骤：

S1：功能面板上电初始化；

S2：功能面板向开关底座发送数据包，所述开关底座接收数据包，并拆包，得到所述功能面板设备类型编码，回发确认指令，从而确定面板功能并建立连接。

上述技术方案通过收发数据包，自动识别多种功能面板的功能属性。

具体地，所述功能面板上电初始化后，通过内置的UART模块向所述开关底座发送数据包，数据包中包括包头、协议版本、数据包长度、指令、流水号、子设备地址、数据、校验位、包尾，所述开关底座内置的UART模块接收数据包并拆包，得到所述功能面板设备类型编码，回发确认指令，从而确定所述功能面板功能并建立连接。

所述开关底座与网络信号互联。

所述开关底座与网络信号互联方法，包括如下步骤：

步骤一：获取对应于开关底座的唯一编码；

步骤二：将获取的唯一编码发送至路由器，路由器发出组网指令并发送包含唯一编码的数据包；

步骤三：开关底座接收数据包，将数据包中的唯一编码与自己的唯一编码比对；

若相同，则向路由器发送请求配网信息，路由器接收到请求配网指令后与开关底座建立连接，配网互联完成。

所述步骤一中获取对应于开关底座的唯一编码的方法如下：

首先，将移动终端接入路由器发射出的无线网络中；

然后，利用移动终端软件扫描设置于开关底座上的识别码，获取识别码中对应于开关底座的唯一编码。其中，识别码优选采用二维码。

所述步骤二中路由器通过电力线发出组网指令。

更具体地，开关底座设置有按钮，首先，长按开关底座的按钮，使其进入待联网状态；然后，利用移动终端连接所述网络信号，并使用对应的APP软件，扫描贴在所述开关底座上的二维码，APP软件将扫描的二维码中的唯一编码发回给路由器，该路由器通过电力线发出组网指令，被扫描的开关底座接收到数据包后对照自己的唯一编码，若相同则向所述路由器回发JOINING指令，路由器收到指令后回发ACCEPT指令，并分配给所述开关底座一个通讯地址，开关底座收到ACCEPT指令后，回复CONFIRM指令，网关收到CONFIRM指令后，配网互联完成。

本发明中移动终端可以是移动手机，如Android手机或iPHone手机，也可以平板电脑等。

上述技术方案提供了开关底座与网络信号互联的具体方法，用户只需要利用移动终端简单扫描识别码，即可获取对应于开关底座的唯一编码，移动终端自动进行配网步骤，用户操作简单快捷。

上述的此独立的路由器、开关底座和功能面板相互组合构成一种基于电力载波的模块开关组合系统，其具体结构如下：

路由器，包括第一电力载波模块(即第一PLC模块)，并连接电源与网线，将该路由器发射出的网络信号加载至电力线；

开关底座，包括与第一电力载波模块进行数据通讯传输的第二电力载波模块(即第二PLC模块)，并连接电源，与所述网络信号互联；

具体地，开关底座安装在墙壁上，连接上电源，进入待联网状态，等待配网，配网互联完成后，等待功能面板接入。

功能面板，其与开关底座彼此独立，并相互电性连接，进行数据通讯传输；功能面板采集的数据通过开关底座调制解调至电力线发送给所述路由器，再实时发送至服务器，因此，用户可以在对应的APP上查看功能面板上采集的数据。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块组合开关，其特征在于，包括呈独立单元模块化的功能面板和开关底座，所述功能面板包括信号连接的功能模块和数据传输模块，所述数据传输模块与所述开关底座内的数据接收模块通讯连接；

所述开关底座与路由器信号连接，所述路由器连接电源与网线，并包括第一电力载波模块，其将该路由器发射出的网络信号加载至电力线；所述开关底座包括与所述第一电力载波模块进行数据通讯传输的第二电力载波模块；所述功能面板与开关底座建立连接，建立连接方法如下：所述功能面板上电初始化；功能面板向开关底座发送数据包，所述开关底座接收数据包，得到所述功能面板设备类型编码，回发确认指令，从而确定面板功能并建立连接；

所述开关底座与网络信号互联；所述开关底座与网络信号互联方法，包括如下步骤：步骤一：获取对应于开关底座的唯一编码；所述步骤一中获取对应于开关底座的唯一编码的方法如下：首先，将移动终端接入路由器发射出的无线网络中；然后，利用移动终端软件扫描设置于开关底座上的识别码，获取识别码中对应于开关底座的唯一编码；

步骤二：将获取的唯一编码发送至路由器，路由器发出组网指令并发送包含唯一编码的数据包；

步骤三：开关底座接收数据包，将数据包中的唯一编码与自己的唯一编码比对；

若相同，则向路由器发送请求配网信息，路由器接收到请求配网指令后与开关底座建立连接，配网互联完成。

2.根据权利要求1所述的一种模块组合开关，其特征在于：所述数据传输模块和所述数据接收模块均分别包括微控制单元，及与所述微控制单元连接的UART模块，所述开关底座与所述功能面板由所述UART模块进行数据通讯传输。

3.根据权利要求1所述的一种模块组合开关，其特征在于：所述功能面板与所述开关底座可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种模块组合开关，其特征在于：所述功能面板与所述开关底座触点连接，所述开关底座通过触点为所述功能面板提供电力和数据通讯传输。

5.根据权利要求1所述的一种模块组合开关，其特征在于：所述功能面板包括传感器，该传感器为温湿度传感器或空气质量传感器或一氧化碳传感器或红外线微波传感器或烟雾感应传感器。

6.根据权利要求1所述的一种模块组合开关，其特征在于：所述功能面板为监控摄像头或网络音响或智能插座或无线AP。

7.一种模块组合开关功能识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：功能面板上电初始化；

S2：功能面板向开关底座发送数据包，所述开关底座接收数据包，得到所述功能面板设备类型编码，回发确认指令，从而确定面板功能并建立连接；

所述开关底座与网络信号互联；

所述开关底座与网络信号互联方法，包括如下步骤：

步骤一：获取对应于开关底座的唯一编码；所述步骤一中获取对应于开关底座的唯一编码的方法如下：

首先，将移动终端接入路由器发射出的无线网络中；

然后，利用移动终端软件扫描设置于开关底座上的识别码，获取识别码中对应于开关底座的唯一编码；

步骤二：将获取的唯一编码发送至路由器，路由器发出组网指令并发送包含唯一编码的数据包；

步骤三：开关底座接收数据包，将数据包中的唯一编码与自己的唯一编码比对；

若相同，则向路由器发送请求配网信息，路由器接收到请求配网指令后与开关底座建立连接，配网互联完成；

所述步骤二中路由器通过电力线发出组网指令。

8.根据权利要求7所述的一种模块组合开关功能识别方法，其特征在于：所述功能面板上电初始化后，通过内置的UART模块向所述开关底座发送数据包，所述开关底座内置的UART模块接收数据包并拆包，得到所述功能面板设备类型编码，回发确认指令，从而确定所述功能面板功能并建立连接。

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