CN112185725A - 一种基于zigbee的单火线可移动开关面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，包括固定面板和可移动面板，其特征在于：所述固定面板串联在火线回路中，所述固定面板设置在墙体上，所述可移动面板位于固定面板远离墙体端面一侧，所述固定面板与可移动面板磁性连接，所述固定面板对可移动面板进行供电，所述可移动面板对固定面板内电路进行控制，所述固定面板包括主线圈，所述主线圈两侧均设置有启闭组件一，所述启闭组件和主线圈之间设置有导电片，所述导电片与固定面板外部火线电连接，所述固定面板靠近可移动面板一侧端面上对称设置有凹槽，两个所述凹槽内均设置有按压弹簧，两组按压弹簧一侧均设置有铁块,本发明，具有自供电和可随时更换的特点。

Description

一种基于zigbee的单火线可移动开关面板

技术领域

本发明涉及智能家居控制技术领域，具体为一种基于zigbee的单火线可移动开关面板。

背景技术

随着智能家居的快速发展，单火线智能开关(只有单根火线进/出，不需要零线)成为了传统机械墙壁开关的升级换代(直接替代)产品，实现了照明设备的智能化控制。并且，国内外普通家庭大多为单火线布线，在升级实现智能化改造时往往要求新智能开关能直接代换旧有的机械墙壁开关，更换时无需重新布线。所以设计新型智能墙面开关都必须采用单线制的单火线智能开关。

单火线智能开关内部通常具有微控制器模块(MCU)，为保证MCU的正常工作，需要在开关打开及关断时持续对其进行供电。由于传统的机械开关是火线进入，火线输出，这给智能开关的取电带来了难度，一般智能开关需要零、火线供电才能实现。而单火线是在一根火线上面取电，其原理是通过在负载(灯泡等)流过一个微小的电流(uA级别或者mA级别)形成回路来实现取电。由于单火线开关是通过串联在负载漏一些微小的电流来实现取电的，在取电过程中，会有电流经过负载，用户会看到出现负载如节能灯、LED灯闪烁或微亮的问题，会使得用户认为家用电器出现了问题，用户体验较差。虽然现有技术中有通过储能单元给微处理器供电以解决关灯负载闪烁或者微亮的方案，但需频繁更换电池，用户体验不佳。因此，设计自供电和可随时更换的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，包括固定面板和可移动面板，其特征在于：所述固定面板串联在火线回路中，所述固定面板设置在墙体上，所述可移动面板位于固定面板远离墙体端面一侧，所述固定面板与可移动面板磁性连接，所述固定面板对可移动面板进行供电，所述可移动面板对固定面板内电路进行控制，可移动面板设置有磁性块，可以吸附在固定面板上，通过将开关面板分为固定面板和可移动面板的设计，若需要更换开关面板，只需要拿掉可移动面板即可直接更换，相较于传统更换开关面板时需要螺丝安装，达到了方便快捷的效果。

根据上述技术方案，所述固定面板包括主线圈，所述主线圈两侧均设置有启闭组件一，所述启闭组件和主线圈之间设置有导电片，所述导电片与固定面板外部火线电连接，所述固定面板靠近可移动面板一侧端面上对称设置有凹槽，两个所述凹槽内均设置有按压弹簧，两组按压弹簧一侧均设置有铁块，固定面板固定连接在单火线上，在安装时无需因接零线而对家庭线路进行改造，达到了轻松安装的效果。

根据上述技术方案，所述可移动面板包括副线圈和内部电路，所述可移动面板靠近固定面板一侧端面上对称设置有启闭组件二，所述可移动面板远离固定面板一侧端面上设置有开关按压板，所述开关按压板上方设置有光伏发电条，所述可移动面板靠近固定面板一侧的端面上对称设置有磁性块，所述可移动面板靠近固定面板一侧端面上设置有若干组波状弹簧，若干组所述波状弹簧另一端设置有弹簧连接板，两组所述磁性块与两组铁块水平对齐，通过弹簧连接板使得波状弹簧在内部电路形成闭合线圈，在手动按压按压板时，铁块受到按压力陷入凹槽，松开后铁块被弹出并后带动波状弹簧来回拨动，波状弹簧在两组异性磁性块内切割磁感线获得电流传入蓄电池模块。

根据上述技术方案，所述启闭组件一包括衔铁、常开触点、常关触点和弹簧，所述弹簧一端设置在衔铁上，另一端设置在固定面板上，所述衔铁一端设置在靠近火线一侧导电片上，另一端设置在常关触点上；所述启闭组件二包括铁芯，所述铁芯外部缠绕有线圈，所述线圈与内部电路电连接。

根据上述技术方案，所述内部电路包括蓄电池模块、发电模块、控制模块和无线通信模块；所述蓄电池模块对可移动面板内部电路进行供电，所述发电模块对蓄电池模块进行充电，所述控制模块对内部电路进行控制，所述无线通信模块用于远程连接传输信号。

根据上述技术方案，所述发电模块与蓄电池模块电连接，所述发电模块包括光伏发电模块、电磁感应发电模块、无线线圈发电模块，所述光伏发电模块将光伏发电条收集光能转化为电能储蓄到蓄电池，所述电磁感应发电模块用于将波状弹簧切割磁感线的动能转化为电能储蓄到蓄电池，所述无线线圈发电模块将主线圈产生不断变化的磁场穿过副线圈发生电磁感应产生的电流储蓄到蓄电池内，通过主线圈和副线圈的设计，在开关打开电路通路状态下，电流经过主线圈，产生不断变化的磁场，并穿过附近的副线圈，使得副线圈发生电磁感应产生的电流储蓄到蓄电池内，进而达到无线充电的效果。

根据上述技术方案，所述控制模块与蓄电池模块电连接，所述控制模块用于将蓄电池的电能传输至启闭组件二的铁芯外围的线圈内产生电磁效应，所述启闭组件二对启闭组件一产生磁力，通过在可移动面板设置有铁芯和线圈，当按下开关按压板或远程控制，控制模块为电路通电，使得线圈在铁芯处产生磁电磁效应，从而让衔铁受力，使得衔铁克服弹簧弹力，从常关触点移动到常开触点，从而接通两侧导电片，从而使负载体通电，实现了无需串联电路即可达到控制开关的效果。

根据上述技术方案，所述无线通信模块与控制模块电连接，所述无线通信模块包括zigbee芯片模块、智能网关模块和遥控模块，所述zigbee芯片模块与智能网关模块电连接，所述zigbee芯片模块用于对控制信号无线传输，所述智能网关模块用于与外部云端连接，所述遥控模块用于对控制模块的红外控制。

根据上述技术方案，所述磁性块的磁性相反，所述波状弹簧与蓄电池模块电连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，

(1)通过将开关面板分为固定面板和可移动面板的设计，若需要更换开关面板，只需要拿掉可移动面板即可直接更换，相较于传统更换开关面板时需要螺丝安装，达到了方便快捷的效果；

(2)通过弹簧连接板使得波状弹簧在内部电路形成闭合线圈，在手动按压按压板时，铁块受到按压力陷入凹槽，松开后铁块被弹出并后带动波状弹簧来回拨动，波状弹簧在两组异性磁性块内切割磁感线获得电流传入蓄电池模块；

(3)通过主线圈和副线圈的设计，在开关打开电路通路状态下，电流经过主线圈，产生不断变化的磁场，并穿过附近的副线圈，使得副线圈发生电磁感应产生的电流储蓄到蓄电池内，进而达到无线充电的效果；

(4)通过在可移动面板设置有铁芯和线圈，当按下开关按压板或远程控制，控制模块为电路通电，使得线圈在铁芯处产生磁电磁效应，从而让衔铁受力，使得衔铁克服弹簧弹力，从常关触点移动到常开触点，从而接通两侧导电片，从而使负载体通电，实现了无需串联电路即可达到控制开关的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的电路模块示意图；

图3是本发明的局部放大示意图；

图中：1、固定面板；2、可移动面板；3、主线圈；4、副线圈；5、开关按压板；6、光伏发电条；7、铁芯；8、磁性块；9、铁块；10、按压弹簧；11、波状弹簧；12、衔铁；13、导电片；14、常关触点；15、常开触点；16、弹簧；17、弹簧连接板

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供技术方案：一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，包括固定面板1和可移动面板2，其特征在于：固定面板1串联在火线回路中，固定面板1设置在墙体上，可移动面板2位于固定面板1远离墙体端面一侧，固定面板1与可移动面板2磁性连接，固定面板1对可移动面板2进行供电，可移动面板2对固定面板1内电路进行控制，可移动面板2设置有磁性块8，可以吸附在固定面板1上，通过将开关面板分为固定面板1和可移动面板2的设计，若需要更换开关面板，只需要拿掉可移动面板2即可直接更换，相较于传统更换开关面板时需要螺丝安装，达到了方便快捷的效果；

固定面板1包括主线圈3，主线圈3两侧均设置有启闭组件一，启闭组件和主线圈3之间设置有导电片13，导电片13与固定面板1外部火线电连接，固定面板1靠近可移动面板2一侧端面上对称设置有凹槽，两个凹槽内均设置有按压弹簧10，两组按压弹簧10一侧均设置有铁块9，固定面板1固定连接在单火线上，在安装时无需因接零线而对家庭线路进行改造，达到了轻松安装的效果；

可移动面板2包括副线圈4和内部电路，可移动面板2靠近固定面板1一侧端面上对称设置有启闭组件二，可移动面板2远离固定面板1一侧端面上设置有开关按压板5，开关按压板5上方设置有光伏发电条6，可移动面板2靠近固定面板1一侧的端面上对称设置有磁性块8，可移动面板2靠近固定面板1一侧端面上设置有若干组波状弹簧11，若干组波状弹簧11另一端设置有弹簧连接板17，两组磁性块8与两组铁块9水平对齐，通过弹簧连接板17使得波状弹簧11在内部电路形成闭合线圈，在手动按压按压板时，铁块9受到按压力陷入凹槽，松开后铁块9被弹出并后带动波状弹簧11来回拨动，波状弹簧11在两组异性磁性块8内切割磁感线获得电流传入蓄电池模块；

启闭组件一包括衔铁12、常开触点15、常关触点14和弹簧16，弹簧16一端设置在衔铁12上，另一端设置在固定面板1上，衔铁12一端设置在靠近火线一侧导电片13上，另一端设置在常关触点14上；启闭组件二包括铁芯7，铁芯7外部缠绕有线圈，线圈与内部电路电连接；

内部电路包括蓄电池模块、发电模块、控制模块和无线通信模块；蓄电池模块对可移动面板2内部电路进行供电，发电模块对蓄电池模块进行充电，控制模块对内部电路进行控制，无线通信模块用于远程连接传输信号；

发电模块与蓄电池模块电连接，发电模块包括光伏发电模块、电磁感应发电模块、无线线圈发电模块，光伏发电模块将光伏发电条6收集光能转化为电能储蓄到蓄电池，电磁感应发电模块用于将波状弹簧11切割磁感线的动能转化为电能储蓄到蓄电池，无线线圈发电模块将主线圈3产生不断变化的磁场穿过副线圈4发生电磁感应产生的电流储蓄到蓄电池内，通过主线圈3和副线圈4的设计，在开关打开电路通路状态下，电流经过主线圈3，产生不断变化的磁场，并穿过附近的副线圈4，使得副线圈4发生电磁感应产生的电流储蓄到蓄电池内，进而达到无线充电的效果；

控制模块与蓄电池模块电连接，控制模块用于将蓄电池的电能传输至启闭组件二的铁芯7外围的线圈内产生电磁效应，启闭组件二对启闭组件一产生磁力，通过在可移动面板2设置有铁芯7和线圈，当按下开关按压板5或远程控制，控制模块为电路通电，使得线圈在铁芯7处产生磁电磁效应，从而让衔铁12受力，使得衔铁12克服弹簧16弹力，从常关触点14移动到常开触点15，从而接通两侧导电片13，从而使负载体通电，实现了无需串联电路即可达到控制开关的效果；

无线通信模块与控制模块电连接，无线通信模块包括zigbee芯片模块、智能网关模块和遥控模块，zigbee芯片模块与智能网关模块电连接，zigbee芯片模块用于对控制信号无线传输，智能网关模块用于与外部云端连接，遥控模块用于对控制模块的红外控制；

磁性块8的磁性相反，波状弹簧11与蓄电池模块电连接。

工作原理：

可移动面板2设置有磁性块8，可以吸附在固定面板1上，通过将开关面板分为固定面板1和可移动面板2的设计，若需要更换开关面板，只需要拿掉可移动面板2即可直接更换，相较于传统更换开关面板时需要螺丝安装，达到了方便快捷的效果；

固定面板1固定连接在单火线上，在安装时无需因接零线而对家庭线路进行改造，达到了轻松安装的效果；

通过弹簧连接板17使得波状弹簧11在内部电路形成闭合线圈，在手动按压按压板时，铁块9受到按压力陷入凹槽，松开后铁块9被弹出并后带动波状弹簧11来回拨动，波状弹簧11在两组异性磁性块8内切割磁感线获得电流传入蓄电池模块；

通过主线圈3和副线圈4的设计，在开关打开电路通路状态下，电流经过主线圈3，产生不断变化的磁场，并穿过附近的副线圈4，使得副线圈4发生电磁感应产生的电流储蓄到蓄电池内，进而达到无线充电的效果；

通过在可移动面板2设置有铁芯7和线圈，当按下开关按压板5或远程控制，控制模块为电路通电，使得线圈在铁芯7处产生磁电磁效应，从而让衔铁12受力，使得衔铁12克服弹簧16弹力，从常关触点14移动到常开触点15，从而接通两侧导电片13，从而使负载体通电，实现了无需串联电路即可达到控制开关的效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，包括固定面板(1)和可移动面板(2)，其特征在于：所述固定面板(1)串联在火线回路中，所述固定面板(1)设置在墙体上，所述可移动面板(2)位于固定面板(1)远离墙体端面一侧，所述固定面板(1)与可移动面板(2)磁性连接，所述固定面板(1)对可移动面板(2)进行供电，所述可移动面板(2)对固定面板(1)内电路进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，其特征在于：所述固定面板(1)包括主线圈(3)，所述主线圈(3)两侧均设置有启闭组件一，所述启闭组件和主线圈(3)之间设置有导电片(13)，所述导电片(13)与固定面板(1)外部火线电连接，所述固定面板(1)靠近可移动面板(2)一侧端面上对称设置有凹槽，两个所述凹槽内均设置有按压弹簧(10)，两组按压弹簧(10)一侧均设置有铁块(9)。

3.根据权利要求2所述的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，其特征在于：所述可移动面板(2)包括副线圈(4)和内部电路，所述可移动面板(2)靠近固定面板(1)一侧端面上对称设置有启闭组件二，所述可移动面板(2)远离固定面板(1)一侧端面上设置有开关按压板(5)，所述开关按压板(5)上方设置有光伏发电条(6)，所述可移动面板(2)靠近固定面板(1)一侧端面上对称设置有磁性块(8)，所述可移动面板(2)靠近固定面板(1)一侧端面上设置有若干组波状弹簧(11)，若干组所述波状弹簧(11)另一端设置有弹簧连接板(17)，两组所述磁性块(8)与两组铁块(9)水平对齐。

4.根据权利要求3所述的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，其特征在于：所述启闭组件一包括衔铁(12)、常开触点(15)、常关触点(14)和弹簧(16)，所述弹簧(16)一端设置在衔铁(12)上，另一端设置在固定面板(1)上，所述衔铁(12)一端设置在靠近火线一侧导电片(13)上，另一端设置在常关触点(14)上；所述启闭组件二包括铁芯(7)，所述铁芯(7)外部缠绕有线圈，所述线圈与内部电路电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，其特征在于：所述内部电路包括蓄电池模块、发电模块、控制模块和无线通信模块；所述蓄电池模块对可移动面板(2)内部电路进行供电，所述发电模块对蓄电池模块进行充电，所述控制模块对内部电路进行控制，所述无线通信模块用于远程连接传输信号。

6.根据权利要求5所述的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，其特征在于：所述发电模块与蓄电池模块电连接，所述发电模块包括光伏发电模块、电磁感应发电模块、无线线圈发电模块，所述光伏发电模块将光伏发电条(6)收集光能转化为电能储蓄到蓄电池，所述电磁感应发电模块用于将波状弹簧(11)切割磁感线的动能转化为电能储蓄到蓄电池，所述无线线圈发电模块将主线圈(3)产生不断变化的磁场穿过副线圈(4)发生电磁感应产生的电流储蓄到蓄电池内。

7.根据权利要求6所述的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，其特征在于：所述控制模块与蓄电池模块电连接，所述控制模块用于将蓄电池的电能传输至启闭组件二的铁芯(7)外围的线圈内产生电磁效应，所述启闭组件二对启闭组件一产生磁力。

8.根据权利要求7所述的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，其特征在于：所述无线通信模块与控制模块电连接，所述无线通信模块包括zigbee芯片模块、智能网关模块和遥控模块，所述zigbee芯片模块与智能网关模块电连接，所述zigbee芯片模块用于对控制信号无线传输，所述智能网关模块用于与外部云端连接，所述遥控模块用于对控制模块的红外控制。

9.根据权利要求8所述的一种基于zigbee的单火线可移动开关面板，其特征在于：两组所述磁性块(8)的磁性相反，所述波状弹簧(11)与蓄电池模块电连接。

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