CN111629502A - 单火智能墙壁开关 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单火智能墙壁开关，包括输入控制模块和负载控制模块，输入控制模块包括控制单元和开关同步调制解调电路；开关同步调制解调电路一端作为控制端；负载控制模块第一端与控制单元连接，第二端作为负载控制输出端，第三端作为火线输入端；负载控制模块包括继电器或可控硅；控制单元根据输入控制指令控制负载控制模块；本发明利用单火线输入方式替换传统机械墙壁开关的安装；通过控制端的物理接线和拨码开关的配合即可实现该单火智能墙壁开关对负载的双控或多控控制；通过在单火智能墙壁开关内植入物联网模组，提供了智能终端远程控制、语音控制、场景控制等各种远程非接触式控制负载的手段，为智能开关的市场普及带来了方便。

Description

单火智能墙壁开关
技术领域
本发明涉及电学领域，尤其涉及开关，特别是一种单火智能墙壁开关。
背景技术
墙壁开关是生产生活照明控制的必要产品，一直以来，开关均为通过带触点的机械结构的动作来控制灯具/光源的火线通断来达到启闭功能，所以，墙壁内的开关安装盒体内只有火线（即火进火出）。
目前，市场上的存量建筑及新建建筑的照明预埋布线方式为开关控制火线通断模式，而对于智能开关而言，其控制电路为低压直流电，一般的实现方式是智能开关需要连入零火线，这对于建筑照明行业普遍布线的设计习惯不一致（墙壁内的开关安装盒体内不布零线），因此给智能开关的安装带来不便，从而也给智能开关的普及带来不利；因此，单火接线的智能开关才能落地普及。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单火智能墙壁开关，用于解决现有技术中智能开关安装不便的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种单火智能墙壁开关，包括：输入控制模块和负载控制模块；所述输入控制模块包括控制单元和开关同步调制解调电路；所述开关同步调制解调电路与所述控制单元连接，且所述开关同步调制解调电路一端作为控制端；所述负载控制模块第一端与所述控制单元连接，第二端作为负载控制输出端连接有负载，第三端作为火线输入端连接有火线；所述负载控制模块包括继电器或可控硅；所述控制单元包括开关信号输入器件和拨码开关，所述控制单元接收输入控制指令，并根据所述输入控制指令控制所述负载控制模块的输出，以实现对所述负载的控制；所述输入控制指令包括所述的开关信号输入器件产生的第一控制指令和所述拨码开关发出的第二控制指令。
于本发明的一实施例中，一所述单火智能墙壁开关的所述控制端通过物理接线方式与另一单火智能墙壁开关的一控制端连接，配合所述拨码开关的控制，以实现对所述负载的双控控制。
于本发明的一实施例中，所述单火智能墙壁开关还包括取电电路；所述取电电路与所述输入控制模块连接，用于为所述输入控制模块供电。
于本发明的一实施例中，所述取电电路包括关态取电单元和开态取电单元；所述开态取电单元一端与所述负载控制模块连接，另一端与所述关态取电单元连接；所述关态取电单元采用开关电源，所述开关电源与所述负载形成取电环路。
于本发明的一实施例中，所述单火智能墙壁开关还包括物联网模组；所述物联网模组分别与所述控制单元、智能终端连接，通过所述物联网模组实现所述智能终端对所述单火智能墙壁开关的输入控制。
于本发明的一实施例中，所述物联网模组包括ZigBee、WiFi、蓝牙中的任意一种或任意组合。
于本发明的一实施例中，所述控制单元采用单片机或所述物联网模组中的处理器。
于本发明的一实施例中，所述负载控制模块的数量至少为一个。
于本发明的一实施例中，所述第一控制指令可通过以下任意一种或几种方式的组合产生：
物理机械按键、电容式触摸传感器和无线网络信号。
所述拨码开关的位数与所述负载控制模块的数目相等，所述单片机或者物联网模组中的处理器读取拨码开关的状态，在拨码开关处于ON状态时，单片机或者物联网模组中的处理器的内置程序接收和处理来自另一个单火智能墙壁开关的控制信号，从而实现对应位的负载控制模块的双控或者多控的功能，在拨码开关处于OFF时，单片机或者物联网模组处理器的内置程序拒绝处理来自另一个单火智能墙壁开关的控制信号，从而实现对应位的负载控制模块的单控功能。
如上所述，本发明所述的单火智能墙壁开关，具有以下有益效果：
（1）实现了利用单火线输入方式，并且完全兼容建筑照明的传统布线设计和习惯，从而使得该开关可以直接替换传统机械墙壁开关的安装，直接利用传统墙壁开关的墙内预埋电线安装，为用户的安装带来便利；
（2）在不需要任何对码、APP端设置、绑定等软件设置方式的前提下，通过控制端的物理接线和拨码开关的配合即可实现该单火智能墙壁开关对负载的双控或多控控制；
（3）通过在单火智能墙壁开关内植入物联网模组，提供了智能终端远程控制、语音控制、场景控制等各种远程非接触式控制负载的手段，为智能开关的市场普及带来了方便。
附图说明
图1显示为本发明的单火智能墙壁开关于一实施例中的工作原理框图。
图2显示为本发明的单火智能墙壁开关采用双控工作方式控制灯具于一实施例中的工作原理框图。
图3显示为本发明的单火智能墙壁开关背面接线端子于一实施例中的结构示意图。
图4显示为本发明的单火智能墙壁开关于一实施例中的正面结构示意图。
图5显示为本发明的一位单火智能墙壁开关于一实施例中的逻辑控制原理图。
图6显示为本发明的二位单火智能墙壁开关于一实施例中的逻辑控制原理图。
图7显示为本发明的三位单火智能墙壁开关于一实施例中的逻辑控制原理图。
图8显示为本发明的单火智能墙壁开关采用单控方式控制灯具于一实施例中的接线图。
图9显示为本发明的单火智能墙壁开关采用双控方式控制灯具于一实施例中的接线图。
图10显示为本发明的单火智能墙壁开关采用双控方式控制灯具于一实施例中开关A的正面结构示意图。
图11显示为本发明的单火智能墙壁开关采用双控方式控制灯具于一实施例中开关B的正面结构示意图。
图12显示为本发明的单火智能墙壁开关采用单控和双控的复合方式控制灯具于一实施例中的接线图。
图13显示为本发明的单火智能墙壁开关采用单控和双控的复合方式控制灯具于一实施例中的开关A的正面结构示意图。
图14显示为本发明的单火智能墙壁开关采用单控和双控的复合方式控制灯具于一实施例中的开关B的正面结构示意图。
图15显示为本发明的单火智能墙壁开关采用单控、双控及多控的复合方式控制灯具于一实施例中的接线图。
图16显示为本发明的单火智能墙壁开关采用单控、双控及多控的复合方式控制灯具于一实施例中的开关A的正面结构示意图。
图17显示为本发明的单火智能墙壁开关采用单控、双控及多控的复合方式控制灯具于一实施例中的开关B的正面结构示意图。
图18显示为本发明的单火智能墙壁开关采用单控、双控及多控的复合方式控制灯具于一实施例中的开关C的正面结构示意图。
标号说明
1 输入控制模块；
101 控制单元；
102 开关同步调制解调电路；
2 负载控制模块；
3 负载。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的单火智能墙壁开关，实现了利用单火线输入方式，并且完全兼容建筑照明的传统布线设计和习惯，从而使得该开关可以直接替换传统机械墙壁开关的安装，直接利用传统墙壁开关的墙内预埋电线安装，为用户的安装带来便利；在不需要任何对码、APP端设置、绑定等软件设置方式的前提下，通过控制端的物理接线和拨码开关的配合即可实现该单火智能墙壁开关对负载的双控或多控控制；通过在单火智能墙壁开关内植入物联网模组，提供了智能终端远程控制、语音控制、场景控制等各种远程非接触式控制负载的手段，为智能开关的市场普及带来了方便。
如图1所示，于一实施例中，本发明的单火智能墙壁开关包括输入控制模块1和负载控制模块2。
所述输入控制模块1包括控制单元101和开关同步调制解调电路102；所述开关同步调制解调电路102与所述控制单元101连接，且所述开关同步调制解调电路102一端作为控制端。
具体地，开关同步调制解调电路102一端作为该单火智能墙壁开关的控制端；开关同步调制解调电路102用于同步控制端的控制信号。
需要说明的是，该开关同步调制解调电路102是本领域内惯用的技术手段，具体电路结构不作为限制本发明的条件，因此，对其电路结构也不再赘述。
于一实施例中，所述负载控制模块2的数量至少为一个。
优选地，该负载控制模块2的数量为三个。
需要说明的是，负载控制模块2的数量决定该单火智能墙壁开关是几位开关；如果负载控制模块2的数量为一，则该单火智能墙壁开关是一位开关；如果负载控制模块2的数量为二，则该单火智能墙壁开关是二位开关；如果负载控制模块2的数量为三，则该单火智能墙壁开关是三位开关，以此类推；一位开关是指该单火智能墙壁开关的面板上有一个开关按钮，能控制一组负载；二位开关是指面板上有两个开关按钮，能控制两组负载；三位开关是指面板上有三个开关按钮，能控制三组负载。
所述负载控制模块2第一端与所述控制单元101连接，第二端作为负载控制输出端连接有负载3，第三端作为火线输入端连接有火线。
需要说明的是，该负载3不限于为灯具，同样可以是其它的开关控制设备，诸如，空调、电视机等等。
所述负载控制模块2包括继电器或可控硅。
进一步地，该继电器可以是常规继电器或者是磁保持继电器。
所述控制单元101包括拨码开关，所述控制单元101接收输入控制指令，用于根据所述输入控制指令控制所述负载控制模块2的输出，以实现对所述负载3的控制。
需要说明的是，控制单元101包括有单片机或者物联网模组处理器，单片机或者物联网模组处理器的输入端口与拨码开关连接。
具体地，所述输入控制指令包括第一控制指令和所述拨码开关发出的第二控制指令；控制单元101接收第一控制指令和第二控制指令，控制负载控制模块2的输出，以实现对负载的控制。
需要说明的是，该单火智能墙壁开关包括两个控制按键，一个是主控按键，一个是拨码开关，该单火智能墙壁开关同时受到这两个控制按键的控制，并根据这两个控制按键发出的控制指令（主控按键发出第一控制指令，拨码开关发出第二控制指令）控制负载3。
进一步地，拨码开关用于控制该路开关是否被控制端的编码所控制，拨码开关处于ON（双控）时可以被控制，处于OFF（单控）时不能被控制。拨码开关的位数与负载控制模块2的数目相等。具体的，单片机或者物联网模组处理器读取拨码开关的状态，在拨码开关处于ON时，单片机或者物联网模组处理器的内置程序接收和处理来自另一个单火智能墙壁开关的控制信号，从而实现对应位的负载控制模块2的双控或者多控的功能。在拨码开关处于OFF时，单片机或者物联网模组处理器的内置程序拒绝处理来自另一个单火智能墙壁开关的控制信号，从而实现对应位的负载控制模块2的单控功能。
于一实施例中，所述第一控制指令可通过以下任意一种或任意组合的方式产生：物理机械按键、电容式触摸传感器和无线网络信号。
具体地，主控按键发出第一控制指令可通过物理机械按键、电容式触摸传感器和无线网络信号中任意一种或任意组合的方式产生。
于一实施例中，一所述单火智能墙壁开关的所述控制端通过物理接线方式与另一单火智能墙壁开关的一控制端连接，用于实现对所述负载3的双控控制。
如图2所示，为单火智能墙壁开关采用双控方式控制灯具（相当于负载3）的工作原理框图。
进一步地，将一单火智能墙壁开关的控制端通过物理接线方式分别与多个单火智能墙壁开关的一控制端连接，配合拨码开关的控制，则可实现对负载的多控控制。
需要说明的是，现有市场上的智能开关需要借助无线对码、有线对码、APP设置、软件配置等任何软件设定才能实现双控或多控控制，该单火智能墙壁开关只需要通过物理接线的方式（与传统机械开关类似），配合拨码开关的控制，即可形成双控或多控。
进一步地，所述单火智能墙壁开关还包括接错线保护电路；所述接错线保护电路一端与所述控制单元连接，另一端与所述开关同步调制解调电路连接，用于在接错线时保护所述单火智能墙壁开关以及报警提示纠正接线，以防止错接线损坏开关和对外部用电设备造成安全隐患。
于一实施例中，所述单火智能墙壁开关还包括取电电路；所述取电电路与所述输入控制模块连接，用于为所述输入控制模块供电。
于一实施例中，所述取电电路包括关态取电单元和开态取电单元。
所述开态取电单元一端与所述负载控制模块连接，另一端与所述关态取电单元连接。
所述关态取电单元采用开关电源，所述开关电源与所述负载形成取电环路。
需要说明的是，图2中的LDO指的是低压差线性稳压器。
进一步地，开态取电单元是采用负载开启工作时的通过电路设计产生压差方式取电，可以是可控硅，也可以是MOS管方式取电；关态取电单元采用低功耗开关电源，该单火智能墙壁开关的火线输入端与通过负载关闭时连接零线的方式形成回路取电。
需要说明的是，开态取电和关态取电均是本技术领域公知的技术手段，所以，在此不再详细赘述。
于一实施例中，所述单火智能墙壁开关还包括物联网模组；所述物联网模组分别与所述控制单元、智能终端连接，通过所述物联网模组实现所述智能终端对所述单火智能墙壁开关的输入控制。
具体地，智能终端与物联网模组建立远程连接，通过智能终端实现对单火智能墙壁开关的输入控制，以最终实现该单火智能墙壁开关对负载的控制。
需要说明的是，该智能终端包括并不限于智能手机、平板电脑、PDA以及其他具有数据处理功能的终端设备；通常，智能终端是指具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手持设备的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类终端设备。
于一实施例中，所述物联网模组包括ZigBee、WiFi、蓝牙中的任意一种或任意组合。
需要说明的是，该物联网模组包括但不限于ZigBee、WiFi、蓝牙这几种方式。
于一实施例中，所述控制单元101采用单片机或所述物联网模组中的处理器。
以下将结合图式和具体实施例对本发明的单火智能墙壁开关进行详细地解释说明。
如图3所示，为一三位单火智能墙壁开关背面接线端子的结构示意图。
需要说明的是，在开关的背面设置有三个负载控制输出端L1、L2和L3，可以外接需要控制的负载（照明灯）；控制端C，用于采用物理接线方式与其他单火智能墙壁开关的控制端连接实现双控或多控（为了便于接线，控制端C可以是1个或者两个孔）；火线输入端（为了便于接线，火线输入端可以是1个或者两个孔）。
如图4所示，为一三位单火智能墙壁开关的正面结构示意图。
在开关的正面设置有主控按键（物理按键或者是触摸按键）S1、S2和S3，用于控制对应L1、L2和L3的输出，同时可以通过控制端C发出双控控制编码（S1发C1码、S2发C2码、S3发C3码；C1码控制L1、C2码控制L2、C3码控制L3）；在开关面板下设置有分别对应L1、L2和L3的拨码开关B1、B2和B3（单控/双控拨码设置开关）；当拨码开关处于ON（双控）时，表明该路L1可被C1码控制（L2可被C2码控制，L3可被C3码控制），同时对外发双控控制码；当拨码开关处于OFF（单控）时，表明该路开关不能被控制端C控制，也不对外发双控码。
进一步地，二位及一位开关是在三位基础上相应减少控制路数。
如图5至图7所示，分别为一位单火智能墙壁开关、二位单火智能墙壁开关和三位单火智能墙壁开关的逻辑控制原理图。
实施例一
如图8所示，为该单火智能墙壁开关采用单控方式控制灯具的应用；具体地，以三位开关为例，将三路灯light1、light2、light3分别接在图8单火智能墙壁开关的负载控制输出端L1、L2和L3上，图8中的单火智能墙壁开关的控制端C悬空不接线，这样，可实现light1被开关按键S1控制，light2被开关按键S2控制，light3被开关按键S3控制，且控制方式均为单控。
实施例二
如图9至图11所示，为该单火智能墙壁开关采用双控方式控制灯具的应用；具体地，以三位开关为例，将三路灯light1、light2、light3分别接在图9单火智能墙壁开关A的负载控制输出端L1、L2和L3上，且单火智能墙壁开关A的控制端C与单火智能墙壁开关B的控制端C连接，单火智能墙壁开关A的拨码开关B1、B2、B3及单火智能墙壁开关B的拨码开关B1、B2、B3均处于ON（双控）状态（如图10和图11所示），这样，可实现light1被单火智能墙壁开关A的按键S1控制，也可以是被单火智能墙壁开关B的按键S1控制；light2被单火智能墙壁开关A的按键S2控制，也可以是被单火智能墙壁开关B的按键S2控制；light3被单火智能墙壁开关A的按键S3控制，也可以是被单火智能墙壁开关B的按键S3控制，且light1、light2、light3的控制方式均为双控。
同理，该单火智能墙壁开关采用多控方式（三控或三控以上）控制灯具的工作原理同上，在此不再赘述。
实施例三
如图12至图14所示，为该单火智能墙壁开关采用单控、双控的复合控制方式控制灯具的应用；具体地，包括二位的单火智能墙壁开关A和二位的单火智能墙壁开关B，将三路灯light1、light2、light3分别接在图12三只开关上，开关A的控制端C与开关B的控制端C连接在一起，开关A的拨码开关B1在ON（双控）状态，开关A的拨码开关B2在OFF（单控）状态（如图13所示）；开关B的拨码开关B1在ON（双控）状态，开关B的拨码开关B2在OFF（单控）状态（如图14所示）；light1可以被开关A的按键S1控制，也可以通过开关B的按键S1控制，即light1的控制方式为双控；light2只能被开关A的按键S2控制，light3只能被开关B的按键S2控制，即light2和light3的控制方式均为单控。
实施例四
如图15至图18所示，为该单火智能墙壁开关采用单控、双控和多控的复合控制方式控制灯具的应用；具体地，包括一位的单火智能墙壁开关A、三位的单火智能墙壁开关B和二位的单火智能墙壁开关C，将三路灯light1、light2、light3分别接在图15三只开关上，三只开关的控制端C依次连接在一起，light1接在开关A上，同时开关A的拨码开关B1处于ON（双控）状态（如图16所示），开关B的拨码开关B1、B2也处于ON（双控）状态、开关B的拨码开关B3处于OFF（单控）状态（如图17所示），开关C的拨码开关B1、B2处于ON（双控）状态（如图18所示），light1除了可以被开关A的按键S控制，还可以被开关B的按键S1、开关C的按键S1控制，组成了多控控制方式；light2接在开关B的负载控制输出端L3上，由于开关B的拨码开关B3处于OFF（单控）状态，因此，light2只能被开关B的按键S3控制，即light2的控制方式为单控；light3接在开关C的负载控制输出端L2上，由于开关C的拨码开关B1处于ON（双控）状态，开关B的拨码开关B2也处于ON（双控）状态，因此，light3除了可以被开关C的按键S2控制，还可以被开关B的按键S2控制，即light3的控制方式为双控。
需要说明的是，本单火智能墙壁开关可以作为单控、双控、多控应用，依据需要可以灵活应用。
综上所述，本发明的单火智能墙壁开关，实现了利用单火线输入方式，并且完全兼容建筑照明的传统布线设计和习惯，从而使得该开关可以直接替换传统机械墙壁开关的安装，直接利用传统墙壁开关的墙内预埋电线安装，为用户的安装带来便利；在不需要任何对码、APP端设置、绑定等软件设置方式的前提下，通过控制端的物理接线和拨码开关的配合即可实现该单火智能墙壁开关对负载的双控或多控控制；通过在单火智能墙壁开关内植入物联网模组，提供了智能终端远程控制、语音控制、场景控制等各种远程非接触式控制负载的手段，为智能开关的市场普及带来了方便，所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种单火智能墙壁开关，其特征在于，包括：输入控制模块和负载控制模块；
所述输入控制模块包括控制单元和开关同步调制解调电路；所述开关同步调制解调电路与所述控制单元连接，且所述开关同步调制解调电路一端作为控制端；
所述负载控制模块第一端与所述控制单元连接，第二端作为负载控制输出端连接有负载，第三端作为火线输入端连接有火线；所述负载控制模块包括继电器或可控硅；
所述控制单元包括开关信号输入器件和拨码开关，所述控制单元接收输入控制指令，并根据所述输入控制指令控制所述负载控制模块的输出，以实现对所述负载的控制；所述输入控制指令包括所述的开关信号输入器件产生的第一控制指令和所述拨码开关发出的第二控制指令。
2.根据权利要求1所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，一所述单火智能墙壁开关的所述控制端通过物理接线方式与另一单火智能墙壁开关的一控制端连接，配合所述拨码开关的控制，以实现对所述负载的双控控制。
3.根据权利要求1所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，所述单火智能墙壁开关还包括取电电路；
所述取电电路与所述输入控制模块连接，用于为所述输入控制模块供电。
4.根据权利要求4所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，所述取电电路包括关态取电单元和开态取电单元；
所述开态取电单元一端与所述负载控制模块连接，另一端与所述关态取电单元连接；
所述关态取电单元采用开关电源，所述开关电源与所述负载形成取电环路。
5.根据权利要求1所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，所述单火智能墙壁开关还包括物联网模组；
所述物联网模组分别与所述控制单元、智能终端连接，通过所述物联网模组实现所述智能终端对所述单火智能墙壁开关的输入控制。
6.根据权利要求6所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，所述物联网模组包括ZigBee、WiFi、蓝牙中的任意一种或任意组合。
7.根据权利要求6所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，所述控制单元采用单片机或所述物联网模组中的处理器。
8.根据权利要求1所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，所述负载控制模块的数量至少为一个。
9.根据权利要求1所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，所述第一控制指令可通过以下任意一种或几种方式的组合产生：
物理机械按键、电容式触摸传感器和无线网络信号。
10.根据权利要求7所述的单火智能墙壁开关，其特征在于，所述拨码开关的位数与所述负载控制模块的数目相等，所述单片机或者物联网模组中的处理器读取拨码开关的状态，在拨码开关处于ON状态时，单片机或者物联网模组中的处理器的内置程序接收和处理来自另一个单火智能墙壁开关的控制信号，从而实现对应位的负载控制模块的双控或者多控的功能，在拨码开关处于OFF时，单片机或者物联网模组处理器的内置程序拒绝处理来自另一个单火智能墙壁开关的控制信号，从而实现对应位的负载控制模块的单控功能。
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