CN109152172A - 基于远程控制zigbee单火开关、控制方法及智能家居系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能家居技术领域。本发明一实施例提一种基于远程控制zigbee单火开关、控制方法及智能家居系统,其中所述基于远程控制zigbee单火开关包括相互连接的电源转换器和电源控制器,其中,所述电源控制器用于确定对应电流闪烁值的电流阈值,其中所述电流闪烁值为该单火开关所连接的灯具的最大不闪烁电流;以及所述电源转换器用于在zigbee单火开关断开的工况下,进行电流转换并输出低于所述电流阈值的电流。由此,通过结合理论知识推导控制将电流控制在电流阈值之下,有效防止了单火开关的闪烁现象。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域,具体地涉及一种基于远程控制zigbee单火开关、控制方法及智能家居系统。
背景技术
zigbee单火取电开关技术解决了智能家居电子开关的安装问题。由于国内的墙壁开关布线都只是一根火线,而现在一般智能家居的开关是零火线开关,需要两根线给它供电,安装智能家居开关就需要重新布设零线,装修好的房子就不方便安装智能家居开关。
在上述背景下,zigbee单火智能开关技术应运而生了,zigbee单火智能开关技术是指只需要接入单根火线而不需要零线,可以直接替代现在的墙壁开关从而实现本地控制和远程控制,非常方便并具有广阔的应用前景。
但是,本申请的发明人在实践本申请的过程中发现现有技术中的zigbee单火取电开关技术存在以下问题:在灯具关闭时,单火智能开关是和灯具串联后接入电网的,所以流过智能开关和灯具的电流大小是一样的,电流小就会导致智能开关电路不能工作,如果电流过大就会导致灯具会有间歇性闪烁等问题。相应地,市场上的一些普通的单火线开关,已经初步解决了电子开关的自身供电的难题,但所有的电子开关都无不例外的遇到了驳接节能灯或LED灯闪烁的这只“难路虎”,即电子开关在关闭后节能灯或LED灯还会闪烁,出现“关不死”的现象(俗称“鬼火”)。
有鉴于此,如何找出节能灯或LED灯闪烁的原因及其所对应的解决方案,并提供成熟稳定的单火线供电技术是目前业界的热门研究方向。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于远程控制zigbee单火开关、控制方法及智能家居系统,用以至少解决现有技术的智能家居系统中由zigbee单火开关所控制的灯具“关不死”而闪烁的问题。
为了实现上述目的,本发明实施例一方面提供了一种基于远程控制zigbee单火开关,包括相互连接的电源转换器和电源控制器,其中,所述电源控制器用于确定对应电流闪烁值的电流阈值,其中所述电流闪烁值为该单火开关所连接的灯具的最大不闪烁电流;以及所述电源转换器用于在zigbee单火开关断开的工况下,进行电流转换并输出低于所述电流阈值的电流。
本发明实施例另一方面提供一种基于远程控制zigbee单火开关的控制方法,包括:确定对应电流闪烁值的电流阈值,其中所述电流闪烁值为该单火开关所连接的灯具的最大不闪烁电流;检测zigbee单火开关是否处于断开工况;若检测结果指示其处于断开工况,则控制zigbee单火开关输出低于所述电流阈值的电流。
本发明实施例又一方面提供一种智能家居系统,包括:灯具;以及上述的基于远程控制zigbee单火开关。
通过上述技术方案,提出了对zigbee单火开关的电源进行改进,使用相互连接的电源转换器和电源控制器解决了灯具在关闭情况下依然会闪烁的问题;其中,电源控制器能够确定出对应灯具最大不闪烁电流的由开关所能够输出的电流阈值,并进一步地控制电源转换器将电流控制在电流阈值之下,故而,通过结合理论知识的推导,有效防止了单火开关的闪烁现象。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例,但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
图1是本发明一实施例的基于远程控制zigbee单火开关的电路连接示意图;
图2是本发明一实施例的基于远程控制zigbee单火开关的硬件电路设计示意图;
图3是本发明一实施例的zigbee通信连接网络的原理架构示意图;
图4是本发明一实施例的基于远程控制zigbee单火开关的控制方法的流程图;
图5是本发明一实施例的基于远程控制zigbee单火开关的组网流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
如图1,本发明一实施例的基于远程控制zigbee单火开关的连接示例,其主要描述了灯具和zigbee单火开关的相对连接关系,其中,在可控硅KEY处于断开工况时,由于单火开关的连接原理,导致依然存在电流流经灯泡A而产生类似“鬼火”的现象。
有鉴于此,本发明实施例提供的zigbee单火开关中设置有相互连接的电源转换器101和电源控制器102,其中电源控制器用于确定对应电流闪烁值的电流阈值,该电流闪烁值为该单火开关所连接的灯具的最大不闪烁电流,进一步地电源转换器能够在zigbee单火开关断开的工况下,依据该电流阈值进行电流转换,以输出低于该电流阈值的电流。
可以理解的是,由于灯具所具有的最大不闪烁电流可以是随着灯具的种类的不同而存在差异,以及在本发明实施例中,对应最大不闪烁电流的电流阈值也可以是相应变化的。
在一些实施方式中,有的灯具的最大闪烁电流是15μA,也就是流经灯具的电流超过了15μA,就会导致闪烁现象。通过本发明实施例的实施,可以有效减少单线开关在待机状态下的电流,将流经电子开关或灯泡的电流限制在15μA以内。
以下将以15μA为例计算一下其所对应的电流阈值的示例:
因为开关自身整机功耗要限制在0.01W以内,在此可以从理论上计算一下:节能灯的最大不闪烁电流I=15μA,开关和灯是串联的,那么待机功耗P=Ui=220V×15μA=3.67mW;现在视为理想情况输出效率为100%,若输出电压按Uo=5V计算,那么电子开关自身电源的输出电流应该为Io=P/Uo=3.67mW/5V=0.73mA。
相应地,在电源控制器得知灯具的最大闪烁电流是15μA时,其会输出对应的电流阈值为0.73mA,并将其告知电源转换器,以由其将开关所输出的电流的大小进行控制,以防止出现闪烁现象。
而在一些情况下,由于电源开关管的穿透电流一般在10μA以上,这种电源效率做到100%是极为困难,而使得电子开关的电源供给负载的电流能够降低至1mA就不错了。
有鉴于此,在如图1、2所示的基于远程控制zigbee单火开关中,本发明实施例提出了电源转换器101可以是选用PI-3V3-B4单火线电源模块和/或其他外设,以及zigbee单火开关还可以是包括整流二极管及限流电阻。在连接关系上,整流二极管D和限流电阻R串联连接,且整流二极管R通过灯具A连接至电源零线L,限流电阻R连接至PI-3V3-B4单火线电源模块的高压输入引脚,PI-3V3-B4单火线电源模块的输出端(例如GND端)通过桥式整流器连接至电源火线。
在关灯的时候,即可控硅KEY不导通的状态下主要是由微功耗电源模块PI-3V3-B4来实现取电的,PI-3V3-B4负责把220V的电网电压变成3.3V的稳定的低压直流输出。从图2的路径中看到,市电电网电源从零线N通过灯泡A经过整流二极管,然后串入了限流电阻R加到电源模块PI-3V3-B4的高压输入脚(IN),由电源模块的公共接地端GND经桥式整流器BR中的一个二极管回到电网的火线端L形成一个电流回路。使得电源模块有高压电源输入,低压输出端(OUT)就有了3.3V的稳定直流电压输出供给控制电路(如控制芯片、无线模块等)使用。需说明的是,该桥式整流器可以是灯具中所原本就配置设有的,并经过相应的电路改造,另外,其也还可以是后来由单火开关所提供的,且都属于本发明的保护范围内。
在一些优选实施方式中,zigbee单火开关还包括多个(例如两个)串联连接的稳压管,以用于在zigbee单火开关导通的工况下与桥式整流器组成开态取电电路。由此,在开灯的时候,即可控硅KEY导通的状态下,通过使用了两个稳压管和桥式整流器组成了开态取电电路,以维持电路的供电。
本申请的发明人在实践本申请的过程中还发现:要减小单火开关在断开的工况下的自身的功耗,除了上述的从电子开关自身电源电路方面下手外,例如提高电源效率;其还可以是从控制电路的功耗优化处下手,从而减小电源负荷。
有鉴于此,本发明实施例提出可以从电源控制器电路的软件处理方面进行优化,例如可以是在zigbee单火开关断开的工况下增大向zigbee发送数据请求的时间间隔和/或降低所发送的beacon信标的持续时间,等等。具体的,可以是增加数据上报间隔以减少datarequest数据上报数量,和/或在需要同时上报多条(例如两条)数据时,将两条数据间隔增加,以给电容充电预留时间,关闭orphan功能,降低beacon持续时间(例如从原来的480ms降低到240ms,因为在发送beacon过程中射频RF一直打开会导致功耗维持在8mA左右而导致消耗电流较大)。如图3所示,本发明一实施例的zigbee通信连接网络的原理架构示意图,一个或多个zigbee单火开关与zigbee网关组成物联网通信连接,并互相交互数据控制指令,以实现智能家居控制的功能。
如图4所示,本发明一实施例的基于远程控制zigbee单火开关的控制方法,包括:
S41、确定对应电流闪烁值的电流阈值,其中电流闪烁值为该单火开关所连接的灯具的最大不闪烁电流。
S42、检测zigbee单火开关是否处于断开工况。
S43、若检测结果指示其处于断开工况,则控制zigbee单火开关输出低于所述电流阈值的电流。
本发明实施例方法的执行客体可以是zigbee单火开关中的控制电路部分,例如可以是电源控制器等。例如,可以是将电流阈值输出至电源转换器,以由电源转换器进行电流转换并输出低于电流阈值的电流。
如图5所示,本发明实施例方法还提供了关于zigbee开关的组网步骤,其可以是判断zigbee单火开关是否处于唤醒状态;若zigbee单火开关处于唤醒状态,则接收组网指令,并响应于组网指令执行退网操作;判断zigbee单火开关是否退网成功:若zigbee单火开关退网成功,则发送持续的beacon信标至zigbee网关进行验证:当验证通过时,则zigbee单火开关成功组网至zigbee网关。
在一些实施方式中,还可以是基于zigbee单火开关的退网指示灯的闪烁动作,确定组网步骤中的各个步骤的执行情况。例如,如图5所示,通过观察退网指示灯是否闪烁、退网指示灯是蓝色还是红色,以及退网指示灯的频率等等来相应确定在将zigbee单火开关组网至zigbee网关时各个步骤所对应的执行情况是成功还是失败,以便于人们及时找到配网失败时的故障点。
关于本发明实施例方法的更具体的细节及效果可以参照上文关于zigbee单火开关的描述,在此便不赘述。
本发明实施例又一方面提供一种智能家居系统(未示出),其包括灯具及上述的基于远程控制zigbee单火开关。本发明实施例智能家居系统因配置有上述的zigbee单火开关,故也可以具有与其相对应的技术方案及效果,在此也便不赘述。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式,但是,本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明实施例的技术构思范围内,可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外,本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明实施例的思想,其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
Claims (10)
1.一种基于远程控制zigbee单火开关,包括相互连接的电源转换器和电源控制器,其中,
所述电源控制器用于确定对应电流闪烁值的电流阈值,其中所述电流闪烁值为该单火开关所连接的灯具的最大不闪烁电流;以及
所述电源转换器用于在zigbee单火开关断开的工况下,进行电流转换并输出低于所述电流阈值的电流。
2.根据权利要求1所述的zigbee单火开关,其中所述电源转换器包括PI-3V3-B4单火线电源模块,以及所述zigbee单火开关还包括整流二极管及限流电阻,
其中,所述整流二极管和所述限流电阻串联连接,且所述整流二极管通过灯具连接至电源零线,所述限流电阻连接至所述PI-3V3-B4单火线电源模块的高压输入引脚,
所述PI-3V3-B4单火线电源模块的输出端通过桥式整流器连接至电源火线。
3.根据权利要求1所述的zigbee单火开关,其中,所述电流闪烁值为15μA,以及相应地所述电流阈值为0.73mA。
4.根据权利要求1所述的zigbee单火开关,其中,所述电源控制器还用于在zigbee单火开关断开的工况下执行包括以下中一者或多者的操作:增大向zigbee发送数据请求的时间间隔,降低所发送的beacon信标的持续时间,在需要同时上报多条数据时叠加该多条数据所对应的时间间隔,关闭orphan功能。
5.根据权利要求2所述的zigbee单火开关,其中,所述zigbee单火开关还包括串联连接的多个稳压管,以用于在zigbee单火开关导通的工况下与所述桥式整流器组成开态取电电路。
6.一种基于远程控制zigbee单火开关的控制方法,包括:
确定对应电流闪烁值的电流阈值,其中所述电流闪烁值为该单火开关所连接的灯具的最大不闪烁电流;
检测zigbee单火开关是否处于断开工况;
若检测结果指示其处于断开工况,则控制zigbee单火开关输出低于所述电流阈值的电流。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,该方法还包括关于所述zigbee开关的组网步骤,具体包括:
判断所述zigbee单火开关是否处于唤醒状态;
若所述zigbee单火开关处于唤醒状态,则接收组网指令,并响应于所述组网指令执行退网操作;
判断所述zigbee单火开关是否退网成功;
若所述zigbee单火开关退网成功,则发送持续的beacon信标至zigbee网关进行验证;
当验证通过时,则所述zigbee单火开关成功组网至所述zigbee网关。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述组网步骤还包括:
基于zigbee单火开关的退网指示灯的闪烁动作,确定所述组网步骤中的各个步骤的执行情况。
9.根据权利要求6所述的方法,其中,所述控制zigbee单火开关输出低于所述电流阈值的电流包括:
将所述电流阈值输出至电源转换器,以由所述电源转换器进行电流转换并输出低于所述电流阈值的电流。
10.一种智能家居系统,包括:
灯具;以及
如权利要求1-5中任一项所述的基于远程控制zigbee单火开关。
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