CN1774150A

CN1774150A - 智能组合墙壁开关

Info

Publication number: CN1774150A
Application number: CNA2004100907922A
Authority: CN
Inventors: 李哲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-05-17

Abstract

一种智能组合墙壁开关，由A、B、C墙壁开关和红外遥控器组成，系统内有微处理器MCU、多个红外发射管、多个红外接收模块、光敏元件、开关、电源、可控硅、喇叭、显示器、通讯接口等。多个红外发射管和多个红外接收模块分别放在门、窗或走廊两边形成多路红外线对射传感器，MCU根据置于不同位置的传感器探测到人体信号的先后顺序判断、记忆人的出入和进出总人数，计算确定室内是否有人，结合光敏元件探测到的环境亮度及设定的工作模式，通过可控硅对电源进行控制、用喇叭报警或声音提示，通过通讯接口或总线与其它装置和设备进行通讯联网构成智能家居系统或安防系统并远程互动。本装置可以用遥控器操作，用LED和LCD显示，可以根据需要软件升级。

Description

智能组合墙壁开关

所属技术领域

本发明涉及电子开关、微电脑、光电、传感器、节能、智能家居、防盗报警、通讯等技术，尤其是通过感知人体移动方向及环境亮度来自动调节、控制交流负载电源的智能组合墙壁开关。

背景技术

目前，电子墙壁开关产品主要有触摸延时开关、声光控延时开关、被动式红外人体感应开关等。它们是通过触摸、发出声音、人体移动感应等信号来触发接通照明电源，通过延时来关断电源。其特点是：1.即使人已离开了仍要经过固定延时间后灭灯；2.人不离开但不动或动作很小也经过固定延时间后灭灯；3.不能手动关灯；4.工作模式单一，不能根据用户需要设定。这样，给使用者带来了诸多不便。

随着科学技术的进步和生活水平的提高，人们对家居智能化的要求越来越高。能源的紧张，人们节能意识的加强，对节能产品的需求越发迫切和渴望。

发明内容

为了克服现有产品的不足并满足人们的需求，本发明提供一种智能组合墙壁开关，该智能组合墙壁开关不仅能测出环境亮度和人体移动的方向，而且能记忆进出人数和判断房间内是否有人，并能作出一系列响应和处理，同时还可以根据需要手动控制、用遥控器控制、通过通讯联网在远程控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能组合墙壁开关，由A、B、C墙壁开关和红外遥控器组成，系统内有微处理器MCU、多个红外发射管、多个红外接收模块、光敏元件、开关、电源、可控硅、喇叭、显示器、通讯接口等。多个红外发射管和多个红外接收模块分别放在门、窗或走廊两边形成多路红外线对射传感器，MCU根据置于不同位置的传感器探测到人体信号的先后顺序判断、记忆人的出入和进出总人数，计算确定室内是否有人，结合光敏元件探测到的环境亮度及设定的工作模式，通过可控硅对电源进行控制、用喇叭报警或声音提示，通过通讯接口或总线与其它装置和设备进行通讯联网构成智能家居系统或安防系统并远程互动。本装置在室内、室外都可以操作，可以用遥控器操作，用LED和LCD显示，可以根据需要软件升级。

本发明的有益效果是，由于采用了墙壁开关的结构并充分利用了单片微处理器MCU的丰富资源，可以准确判断人的出入、记忆进出人的总数、计算确定室内是否有人，真正实现了有人开灯、无人关灯、需要时开灯、不需要时关灯的节能效果，多种功能和工作模式可以随意设定，既节约用电，又方便实用，是完全人性化的智能产品。本装置所用元器件少、结构简单、可靠性高、成本低、安装调试方便。

附图说明

图1是本发明智能组合墙壁开关的原理框图。

图2是本发明智能组合墙壁开关的一种实施例电路示意图。

图3是本发明智能组合墙壁开关的一种实施例结构示意图。

图4是本发明智能组合墙壁开关的另一种实施例安装结构示意图。

图中，1.中央处理控制单元，2.红外发射单元，3.红外接收单元，4.亮度监测单元，5.手动控制单元，6.工作电源，7.输出执行单元，8.显示单元，9.通讯接口单元，10.遥控器，11.A墙壁开关，11A.A墙壁开关左侧面，12.B墙壁开关，12A.B墙壁开关右侧面，13.C墙壁开关，14.连接线，15.门框。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在图1中，以中央处理控制单元(1)为核心，连接红外发射单元(2)、红外接收单元(3)、亮度监测单元(4)、手动控制单元(5)、工作电源(6)、输出执行单元(7)、显示单元(8)、通讯接口单元(9)组成，遥控器(10)向红外接收单元(3)发射指令，其特征是：所有单元都与中央处理控制单元(1)的输入输出I/O口直接相连；中央处理控制单元(1)通过红外发射单元(2)向红外接收单元(3)发射红外光束，红外接收单元(3)接收红外光电信号并送中央处理控制单元(1)处理，正常无人情况下形成信号闭环，有人时阻断红外光线，使MCU收不到信号。

在图2所示实施例中，中央处理控制单元(1)，由通用单片机MCU系统构成，省略了时钟振荡电路及复位电路；

红外发射单元(2)，由红外发射二极管IRL21、IRL22分别和限流电组R21、R22串联后接MCU的两个I/O口组成了两组红外发射电路，IRL21、IRL22分别经过R23、R24接到MCU的另外两个I/O口增加发射功率，用于与其它装置或设备红外通讯；

红外接收单元(3)，由两个红外接收模块IR31、IR32输出端分别加上拉电阻R31、R32接到MCU的两个I/O口组成，IR31、IR32的电源由VCC经过R33、C33阻容滤波电路提供，红外接收模块IR31、IR32同时可以作为遥控器接收头；

亮度监测单元(4)，由光敏电阻RL4和电阻R4对VCC分压接到MCU的一个模拟口组成。亮度越高，RL4阻值越小，电压越高；反之亮度越暗，RL4阻值越大，电压越低；

手动控制单元(5)，由上拉电阻R5、开关S5、滤波电容C5连接组成。S5用于手动控制负载电源和切换、设置工作模式；

工作电源(6)，输入端接到交流负载开关K两端，经过C61、R61降压，VD61-VD64整流，DZ61或(和)D61-D6n稳压，R62、C62、C63滤波，DZ62再次稳压产生VCC，所有电路电源受总开关S6控制；

输出执行单元(7)，利用MCU片内I/O口保护二极管，通过大阻值电阻R72接到交流电组成过零检侧电路。MCU的另一个I/O口通过R71接可控硅VS7门极组成可控硅触发控制电路。可控硅VS7的MT2极接负载的一端，MT1极接电源整流桥的正输出端。MCU可以利用可控硅VS7特性对电源进行通断、调光、定时、延时控制；

显示单元(8)，由LED1-LED4分别与限流电阻R81-R84串连后接MCU的I/O口组成。LED1-LED4显示工作模式、工作过程及状态。

在图2中，省去了通讯模块单元(9)，通过用红外发射单元(2)和红外接收单元(3)实现与其它装置的通讯。图中，通过增加驱动红外发射管的I/O口数量，加大发射功率。

红外发射单元(2)和红外接收单元(3)放在出入口或通道的两边形成对射，红外发射二极管IRL21、IRL22和红外接收模块IR31和IR32分别垂直于人体移动方向平行排列。单片机MCU通过IRL21、IRL22发射调制好的红外光束，IR31、IR32接收光电信号送MCU，MCU根据置于不同位置的红外接收模块探测到由人体阻断信号和信号恢复的先后顺序判断人体移动的方向并记忆、计算室内是否有人，并结合RL4监测到的室内亮度及用S5设定的工作模式通过可控硅VS7调光、接通或断开电源等一系列控制，同时还可以用手动开关S5和遥控器通过可控硅VS7控制电源，工作模式、过程及状态用LED81-LED84显示。

图3是智能组合墙壁开关的一种实施例结构示意图，图中只用A、B两个墙壁开关，A墙壁开关(11)装有中央处理控制单元(1)、红外接收单元(3)、亮度监测单元(4)、工作电源(6)、输出执行单元(7)、显示单元(8)，(11)的正面有LED81-LED84显示器、总开关S6、光敏电阻RL4，侧面有红外接收头IR31、IR32；B墙壁开关(12)装有红外发射单元(2)、手动控制单元(5)，(12)的正面有按钮开关S5，侧面有红外发射管IRL21、IRL22；(11)、(12)通过联接线(14)相连。

图4是智能组合墙壁开关的另一种实施例安装结构示意图，图中A墙壁开关(11)和B墙壁开关(12)平行安装在门外的两边外墙上并形成了红外线对射。C墙壁开关(13)安装在室内墙上，装有光敏元件、红外接收头、手动按钮，这样在室内、室外都可以手动控制或遥控电源。(11)、(12)、(13)用连接线(14)相连。

Claims

1.一种智能组合墙壁开关，由A墙壁开关(11)、B墙壁开关(12)、C墙壁开关(13)和红外遥控器(10)组成，系统内有中央处理控制单元(1)、红外发射单元(2)、红外接收单元(3)、亮度监测单元(4)、手动控制单元(5)、工作电源(6)、输出执行单元(7)、显示单元(8)、通讯接口单元(9)，其特征是：中央处理控制单元(1)直接连接所有单元；红外发射单元(2)和红外接收单元(3)分别放在门、窗或走廊两边形成多路红外线对射人体传感器。

2.根据权利要求1所述的智能组合墙壁开关，其特征是：中央处理控制单元(1)，由单片微处理器MCU系统构成，MCU是单片机或特制的集成电路，系统内有记忆体，断电后通电时能恢复断电前的工作模式及状态；红外发射单元(2)，由一组或多组发射电路组成，每组发射电路由一个或多个红外发射二极管和电阻串联组成；红外接收单元(3)，由一个或多个红外接收模块，输出端分别接MCU的I/O口组成；亮度监测单元(4)，由光敏元件RL4监测室内亮度，天亮时使电路系统自动进入省电工作或休眠状态；手动控制单元(5)，由一个开关S5或多个按钮开关电路组成；工作电源(6)，输入端可选择两种连接方式：直接连接AC220V两端，或经过负载后连接AC220V两端，电源电路设有总开关S6和过电流保护器；输出执行单元(7)，由过零检侧电路、可控硅触发控制电路、声音提示电路组成；显示单元(8)，由发光二极管LED和液晶显示器LCD组成，由MCU驱动；通讯接口单元(9)，根据联网系统实际需要组装有线或无线通讯模块电路；红外遥控器(10)，是专用遥控器或通用的家电遥控器，采用通用家电遥控器时，MCU能学习、记忆遥控指令。

3.根据权利要求1、2所述的智能组合墙壁开关，其特征是：红外发射单元(2)和红外接收单元(3)形成多路对射式人体移动传感器，所需要的最少红外发射管和红外接收模块的数量是：1个红外发射二极管和2个红外接收模块，或2个红外发射二极管和1个红外接收模块；多个红外发射二极管和多个红外接收模块分别垂直于人体移动的方向平行排列；MCU通过红外发射二极管向红外接收模块发射经过调制后的红外线光束，红外接收模块收到光电信号后送MCU处理；红外接收单元(3)同时也是红外遥控器(10)的接收头。

4.根据权利要求1、2所述的智能组合墙壁开关，其特征是：手动控制单元(5)，可以用一个开关S5实现手动控制电源和切换、设置工作模式等工作，必要时可以增加按键数量进行更复杂的操作。

5.根据权利要求1、2所述的智能组合墙壁开关，其特征是：输出执行单元(7)，受人体移动传感器、亮度监测单元(4)、手动控制单元(5)、遥控器(10)、通讯联网系统内的其它装置和设备控制；MCU可以利用可控硅特性对电源进行通断、调光、定时、延时控制；声音提示电路用于安防报警和声音提示或语言提示。

6.显示单元(8)，由发光二极管LED和液晶显示器LCD组成，显示工作模式、工作过程、工作状态、操作内容提示等。

7.根据权利要求1、2所述的智能组合墙壁开关，其特征是：通讯接口单元(9)，可以根据需要组装有线或无线通讯模块，并通过通讯接口或总线与其它装置或设备进行通讯联网构成智能家居系统或安全防范系统；在同一个房间或小范围内通讯时，可以直接用红外发射单元(2)和红外接收单元(3)进行，此时需要加大红外发射功率并考虑好方向。

8.根据权利要求1、2所述的智能组合墙壁开关，其特征是：A墙壁开关(11)、B墙壁开关(12)、C墙壁开关(13)中至少有一个装有一个以上红外发射管而另一个装有一个以上红外接收模块，发射管和接收头可以放在壳体的任意部位但必须要形成对射；(11)、(12)、(13)可以分放在不同位置，面板上都可以装有总开关S6和手动控制开关S5以便在不同位置都可以控制电源，长期无人或不用时可以用S6切断电源停止工作；元器件和组件可任意装在不同的墙壁开关内，必要时可以省去其中一个只用其中的两个墙壁开关。

9.根据权利要求1、2、8所述的智能组合墙壁开关，其特征是：A墙壁开关(11)、B墙壁开关(12)、C墙壁开关(13)的安装结构有：明装线盒结构、暗装线盒结构、通用结构，(11)、(12)、(13)规格尺寸可以相同或不同，可以作成很小。

10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9所述的智能组合墙壁开关，其特征是：各种功能及工作模式可以根据需要通过对MCU软件编程升级。