CN201373996Y - 数量可调的智能开关 - Google Patents
数量可调的智能开关 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201373996Y CN201373996Y CN200920037763U CN200920037763U CN201373996Y CN 201373996 Y CN201373996 Y CN 201373996Y CN 200920037763 U CN200920037763 U CN 200920037763U CN 200920037763 U CN200920037763 U CN 200920037763U CN 201373996 Y CN201373996 Y CN 201373996Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- switch
- intelligent switch
- liquid crystal
- button
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 101000836337 Homo sapiens Probable helicase senataxin Proteins 0.000 description 2
- 101000615747 Homo sapiens tRNA-splicing endonuclease subunit Sen2 Proteins 0.000 description 2
- 102100027178 Probable helicase senataxin Human genes 0.000 description 2
- 101100417240 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) RPN2 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 102100021774 tRNA-splicing endonuclease subunit Sen2 Human genes 0.000 description 2
- 101100156949 Arabidopsis thaliana XRN4 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 1
- 102100028043 Fibroblast growth factor 3 Human genes 0.000 description 1
- 102100024061 Integrator complex subunit 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710092857 Integrator complex subunit 1 Proteins 0.000 description 1
- 108050002021 Integrator complex subunit 2 Proteins 0.000 description 1
- 101100162020 Mesorhizobium japonicum (strain LMG 29417 / CECT 9101 / MAFF 303099) adc3 gene Proteins 0.000 description 1
- 235000015429 Mirabilis expansa Nutrition 0.000 description 1
- 244000294411 Mirabilis expansa Species 0.000 description 1
- 101100434411 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) ADH1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100015484 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GPA1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100215777 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) ain1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150102866 adc1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150042711 adc2 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000013536 miso Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
一种数量可调的智能开关及其实现方法，具有嵌入式芯片控制模块，及通过引脚线路分别独立与之连接的物理开关模块、电源模块、液晶屏模块，且该液晶屏模块上整合有操作输入模块，其特征在于：该智能开关还具有开关按钮数量设定模块及强电通断输出接口模块，分别通过引脚线路连接芯片控制模块；且该芯片控制模块设有信号采集单元、处理单元、存储单元，以及控制单元，并存储有多个执行程序。通过智能开关按钮数量的预设并藉由液晶显示的芯片控制，实现了一个智能开关多控随意选择的突破，具有成本低廉、操作简单、故障率低的有益效果，降低了产业链上、下游各环节的成本，对能源节约及环境保护都有着重大的作用和意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能开关，尤其涉及一种以液晶显示、输入和嵌入式芯片控制的单线制或双线制智能开关。
背景技术
开关的用途在于对灯具等电器设备的开启和关闭进行控制。目前存在的开关分为机械式开关和智能开关两大类，而在现有的生活及工作中，使用的开关大部分都是机械式开关。该类型开关的特点是：通过面板在固定位置的往复运动，带动内部金属片的开合，从而达到整个电路通断的效果。该类型开关已经应用多年，发展出塑料结构，木质结构，陶瓷结构，胶木结构等众多品种。随着嵌入式技术及液晶显示技术的不断发展，以及人们审美观点的不断提高，智能开关近年来也得到了显著的发展和应用。该类型开关的特点是：以不同尺寸的液晶显示屏作为显示面板，以触摸屏或其他电控装置(例如射频遥控器、声控设备、光控设备、网络设备等)为输入设备，通过嵌入式芯片系统进行输入信号的检测、逻辑判断；显示屏显示内容控制，以及控制信号的输出；借助该输出控制信号，通过继电器、可控硅或三极管等电子元件最终实现整个电路通断的效果。
然而无论是日常通用的机械式开关，还是新颖时尚的单线制或双线制智能开关，其都有一个共同的特点，即单个开关其所包含的开关数量在下生产线时就已经被固定。基于这样的特点，会给开关的生产厂家、开关的经销商以及开关的最终用户带来以下缺陷及不足：
1)、针对开关生产企业：
前期开发成本增加——普通机械式开关根据开关数量的不同(一般1～4个)，其开关按钮、外部面板、内部铡刀模块及结构都需要单独设计和开模，成本昂贵，且产品一旦确定，改动的成本将同样不菲；
生产难度及成本增加——不同按钮数量的开关作为不同系列的产品，例如单开、双开、三开、四开，其生产流程及工序都会有所区别，这将导致生产复杂度的增加，进而带来生产成本的增加；
库存成本增加——由于不同按钮数量的各系列开关之间没有通用性和替代性，为满足市场供应需求，生产企业必须在库存中留有所有系列的开关，导致库存成本增加；
售后维修成本增加——物理按钮的单个损坏就必须更换整个开关，这将导致售后维修成本的增加，同时开关之间的不兼容性也会使某一型号产品暂时缺货的情况下，增加物流运输成本。
2)、针对开关经销商：开关销售基本通过分布在各地的经销商渠道完成，由于开关按钮数量不同而导致产品型号不同，以及产品之间的不可替换性，也必然会导致经销商的资金大量地占用在囤积各种型号的产品上，活动资金相对减少，从而降低了经销商的竞争力和灵活性；
3)、针对最终用户：
前期购买不确定性高——由于室内装修前期构想统筹的预见性、周全性不足，一旦开关购买后需要更改装修设计导致开关按钮数量需要增加或减少，都将产生不必要的浪费；
后期扩展、更改难度高、成本高——在装修完成后，若需要增加电路而导致开关现有数量不能满足时，轻则需要更换现有开关，造成原有开关的浪费；重则需要重新在墙体上切割布线槽及开关槽，破坏原有装修，造成巨大损失。
发明内容
针对上述现有机械式开关及智能开关的缺陷，本实用新型的目的旨在提供一种功能可调的智能开关及其实现方法，解决由于开关数量固定而产生的成本增加、资金占用、产品浪费等诸多问题。
为实现上述目的，本实用新型所采取的技术手段是：
该数量可调的智能开关包括硬件与软件两部分有机结合而成，总体来看，硬件系统包括开关按钮数量设定模块、嵌入式芯片控制模块、强电通断输出接口模块、物理开关模块、电源模块、液晶屏模块、操作输入共七个模块；软件系统包括开关按钮数量设定检测程序、开关按钮设定与强电输出模块对应程序、开关按钮面板动态显示程序、触摸面板区域面积及位置与按钮对应程序、强电通断输出接口模块有效物理开关模块数量及位置检测程序、软件设定开关按钮数量程序、防误操作程序及操作输入方式自识别程序共八个程序。其中防误操作程序包括按钮预提示程序、按钮设置数量与物理开关模块数量误差处理程序，及按钮设置位置与物理开关模块不匹配误差处理程序。具体深入地说：
硬件部分：
所述开关按钮数量设定模块，其主要作用是通过预先设计好的编码规则，在该模块上进行相应的设定，形成不同的编码组合。该开关按钮数量设定模块是基于含四开关的双列直插式拨位开关(DIP开关)制成的单片模块，且该开关按钮数量设定模块与嵌入式芯片控制模块通过引脚线路独立相连；进一步地，所述按钮数量编码采用二进制编码规则，编码位数越多则其相应可设定的按钮数量越多，可以通过以下公式来表征：MAX[按钮数量]＝2编码位数。此外，该开关功能设定模块也可以是基于通信端口及控制总线(如触摸屏、红外、射频、蓝牙、串口、互联网、GRPS/GSM等)制成的信号接收模块，实现在线或远程设定。
表2
| 开关编码 | 开关按钮数量 | 开关编码 | 开关按钮数量 |
| 0000 | 软件设定按钮数量 | 1000 | 8 |
| 0001 | 1 | 1001 | 9 |
| 0010 | 2 | 1010 | 10 |
| 0011 | 3 | 1011 | 11 |
| 0100 | 4 | 1100 | 12 |
| 0101 | 5 | 1101 | 13 |
| 0110 | 6 | 1110 | 14 |
| 0111 | 7 | 1111 | 15 |
所述嵌入式芯片控制模块，是整个智能开关的电信号采集、处理、控制输出的核心模块，与其他所有硬件模块相连。该芯片控制模块具有用于读取按钮数量编码的信号采集单元、用于将所读取的信号处理匹配对应执行程序的处理单元、用于记忆一组多个执行程序的存储单元、依照执行程序向物理开关模块输出指令的控制单元、执行程序写入/读取单元、晶振单元、以及看门狗单元等外围电路单元。在智能开关上电自检后，该芯片控制模块首先通过开关按钮数量设定检测程序检测开关按钮数量设定模块，由信号采集单元获得按钮数量编码；继而由处理单元将之与记忆在存储单元内对应的执行程序匹配，并由控制单元向液晶屏模块输出开关数量界面动态显示的指令；最后执行基于操作输入模块的按钮循环检测，对发生在液晶屏模块上的操作信号进行芯片控制模块的识别，以程序指令驱动物理开关模块通断响应数量及位置的强电电路。
所述强电通断输出接口模块，与嵌入式芯片控制模块相连。根据开关按钮数量的需要，将相应数量的物理开关模块插接在该模块的指定位置。在接收嵌入式芯片控制模块的控制信号后，控制相应物理开关模块的通断，从而实现指定强电电路的通断。若嵌入式芯片控制模块输出电流不足以驱动物理开关模块，则该接口模块还将起到增强电流的作用。
所述物理开关模块，是利用光耦、可控硅、继电器、三极管等电子元件组成的电子开关电路，在接收到嵌入式芯片发来的通断控制指令后，可以控制强电电路的通断，实现传统机械开关通断的作用，完成弱电控制强电的输出。
所述电源模块，是将220V的交流强电转换为智能开关各模块电路运作所需要的直流低电电路，其可以为单线制(只有火线)和双线制(零线、火线)输入。
所述操作输入模块，为基于液晶屏的触摸屏模块、射频遥控模块、光控模块、声控模块，或为基于网络操控的输入模块其中一种或多种搭配整合。而其中所述触摸屏模块为指按式输入，其类型可包括阻抗式、静电电容式、光学式及超音波式等触摸屏。
软件部分：
首先通过所述操作输入模块面向开关按钮数量设定模块设定开关数量的编码信号，并将该编码信号通过采集单元输入芯片控制模块内；继而由处理单元检测所设定的开关数量与强电通断输出接口模块的对应情况，经防误操作程序监控匹配性后，由控制单元调用执行程序在液晶屏模块上进行开关按钮面板的动态显示；最后执行基于操作输入模块的按钮循环检测，对发生在液晶屏模块上的操作信号进行芯片控制模块的识别，并以指令驱动物理开关模块执行相应的开关动作。其中所述执行程序包括①开关按钮数量检测程序、②开关按钮设定与强电输出模块对应程序、③强电通断输出接口模块有效物理开关模块数量及位置检测程序、④面板区域面积及位置与按钮对应程序、⑤开关按钮面板动态显示程序、⑥防误操作程序、⑦软件设定开关按钮数量程序、⑧操作输入方式自识别程序。
进一步地，所述开关按钮数量设定检测程序，是该智能开关每次上电通过自检后由芯片控制模块调用的第一个程序。该程序的主要作用是通过检测与开关按钮数量设定模块连接的相应引脚，获得开关数量的编码。通过比对编码，获得对应设置的按钮数量。开关按钮面板动态显示程序在获得按钮数量后，在液晶显示屏面板显示设定数量的按钮图形作为虚拟按钮。
进一步地，所述开关按钮设定与强电输出模块对应程序，是指液晶屏面板上显示一定数量的按钮，每个按钮控制的电路与强电通断输出接口模块上安插的物理开关模块需要一一对应，该程序就是描述该对应的逻辑关系；检测到按钮数量后，激活相应数量及位置的物理开关模块。
进一步地，所述开关按钮面板动态显示程序，是指根据智能开关设定的按钮数量，在液晶屏面板上动态的显示相应数量的模拟开关外形的虚拟开关。通过该程序，使用者可以方便的区别各按钮的位置以及目前按钮对应电路的开或关的状态，还可以显示各按钮所对应的控制对象。
进一步地，所述触摸面板区域面积及位置与按钮对应程序，是指在液晶屏面板面积固定的情况下，由于需要显示的开关数量不同，而导致虚拟按钮的位置及面积大小会发生相应变化，从而虚拟按钮对应的物理开关模块也发生变化。该程序将与液晶屏整合的操作输入模块上各点坐标在虚拟按钮数量不同的各种情况下与物理开关模块建立一一对应的关系，保证正确的开关控制。
进一步地，所述操作输入方式自识别程序，针对不同方式的模块输入信号(例如触摸屏输入、声控输入、光控输入或触摸屏与射频遥控相结合输入的信号)进行识别、响应，并对应指向各设定及具体执行程序。
进一步地，所述强电通断输出接口模块有效物理开关模块数量及位置检测程序，是指当物理开关模块安装到强电通断输出接口模块后，所述芯片控制模块会检查物理开关模块的安装位置及有效数量，检查的结果将提供给按钮设置数量与物理开关模块数量误差处理程序和按钮设置位置与物理开关模块不匹配误差处理程序。
进一步地，所述软件设定开关按钮数量程序，是指独立于开关按钮数量设定模块的硬件基础上，软件设定按钮数量的方法。该程序作为开关按钮数量设定模块发生故障或不同用户操作使用偏好不同的一种补充。
进一步地，所述防误操作程序，包括按钮预提示程序，按钮设置数量与物理开关模块数量误差处理程序，按钮设置位置与物理开关模块不匹配误差处理程序；针对开关使用中可能出现的各种故障或错误进行预先提示或预防。
更进一步地，所述按钮预提示程序仅适用于表面触摸屏选用表面声波技术的触摸屏。当使用者手指即将接近开关的触摸屏表面时，由于手指附近的触摸屏声波受到变化，嵌入式芯片控制模块检测到这个变化后，根据变化的位置推算出该位置附近的模拟按钮，同时将其放大，便于使用者点击，降低点击错误率。该功能特别适用与按钮数量设定较多的情况下。
更进一步地，所述按钮设置数量与物理开关模块数量误差处理程序，当设置的按钮数量与实际检测到的物理开关模块数量不一致时，例如按钮数量多于实际检测到的物理开关模块数量，那么必然有按钮是无效的。该程序在检测到此异常状况时，将在液晶屏面板进行提示，同时给出目前强电通断输出接口模块上物理开关模块的位置，便于及时补充。若在开关使用过程中，发生某个物理开关损坏，无法被系统检测到时，本程序也会给予提示。
更进一步地，所述按钮设置位置与物理开关模块不匹配误差处理程序，由于每个虚拟按钮与物理开关模块存在一一对应的关系，所以当两者之间发生偏差时，该程序将在液晶屏面板进行提示，同时给出目前强电通断输出接口模块上物理开关模块的位置，便于及时纠正。
本实用新型一种数量可调的智能开关投入实施后，可以有效而彻底地解决普通开关存在的不足，提供了多开关可调性整合、成本低廉、操作简单、故障率低的可行方案，降低了产业链上、下游各环节的成本，提高了智能开关的使用灵活性，对能源节约及环境保护都有着重大的作用和意义。
附图说明
图1是本实用新型功能可调的智能开关的硬件原理图；
图2是本实用新型开关按钮功能设定模块的硬件原理图；
图3是本实用新型物理开关模块的硬件原理图；
图4是本实用新型一实施例的硬件模块数据的信号关系图；
图5是本实用新型一实施例的软件流程图；
图6是本实用新型一实施例开关数量调整的液晶面板显示示意图；
图7是本实用新型智能开关的软/硬件功能模块拓扑图。
具体实施方式
下面结合实施例附图对本实用新型的创新实质作详细说明，本实用新型提出的智能开关可以根据使用者的需求自行设定开关的数量，其值可以根据用户实际需要由用户自行个性化设定。
如图1所示，是本实用新型数量可调的智能开关的硬件原理图。其中的嵌入式主控芯片为该智能开关的核心部分，以下实施例中，凡嵌入式均指采用ATMEL公司TQFP44封装的ATmega16。
该款芯片是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以缓减芯片控制模块在功耗和处理速度之间的矛盾。AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器，所有寄存器都直接与运算逻辑单元(ALU)相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。此外ATmega16还有如下特点：16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力)、512字节的EEPROM、1K字节的SRAM、32个通用I/O口线、32个通用工作寄存器、及用于边界扫描的JTAG接口构成的信号采集单元。ATmega16支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活定时器/计数器(T/C)，片内/外中断，可编程串行USART构成了该模块的处理单元。ATmega16具有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP封装)的ADC；ATmega16还具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。当工作在空闲模式时CPU停止工作，而USART、两线接口、A/D转换器、SRAM、T/C、SPI端口以及中断系统继续保持工作状态；在掉电模式时，晶体振荡器停止振荡，所有功能模块除中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；而在ADC噪声抑制模式时，终止CPU和除了异步定时器与ADC以外所有I/O模块的工作，以降低ADC转换时的开关噪声；在待机模式下，只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；在扩展待机模式下，则允许振荡器和异步定时器继续工作。
ATmega16芯片是以Atmel高密度非易失性存储器技术生产的。片内ISPFlash允许程序存储器通过ISP串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR内核之中的引导程序进行编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区。在更新应用Flash存储区时引导Flash区的程序继续运行，实现了编程操作。通过将8位RISC CPU与系统内可编程的Flash集成在一个芯片内，使得ATmega16成为一个功能强大的单片机，为本实用新型提供了灵活而低成本的实施方案。
如图1所示的硬件原理图中芯片控制模块的各引脚功能含义如表1所示：
表1
| 引脚号 | 引脚功能 | 本实施例中功能 |
| 1 | PB5(MOSI) | 液晶屏数据传输位D5 |
| 2 | PB5(MISO) | 液晶屏数据传输位D6 |
| 3 | PB7(SCK) | 液晶屏数据传输位D7 |
| 4 | REST | 系统重启信号输入 |
| 5 | VCC | 数字电压 |
| 6 | GND | 数字地 |
| 7 | XTAL2 | 晶振信号输出 |
| 引脚号 | 引脚功能 | 本实施例中功能 |
| 8 | XTAL1 | 晶振信号输入 |
| 9 | PD0(RXD) | LCD E液晶屏使能信号 |
| 10 | PD1(TXD) | LCD CS1液晶屏片选信号 |
| 11 | PD2(INT0) | LCD CS2液晶屏片选信号 |
| 12 | PD3(INT1) | LCD LT液晶屏背光控制信号 |
| 13 | PD4(OC1B) | S/D开关单控/双控切换 |
| 14 | PD5(OC1A) | LCD CD液晶屏输入命令/数据切换 |
| 15 | PD6(ICP1) | LCD WR液晶屏读/写信号 |
| 16 | PD7(OC2) | SEN1物理开关模块1使能检测信号 |
| 17 | VCC | 数字电压 |
| 18 | GND | 数字地 |
| 19 | PC0(SCL) | SEN2物理开关模块2使能检测信号 |
| 20 | PC1(SDA) | SEN3物理开关模块3使能检测信号 |
| 21 | PC2(TCK) | TCK系统测试时钟输入 |
| 22 | PC3(TMS) | TMS系统测试模式选择 |
| 23 | PC4(TDO) | TDO系统测试数据输出 |
| 24 | PC5(TDI) | TDI系统测试数据输入 |
| 25 | PC6(TOSC1) | SW2物理开关模块3通断控制信号 |
| 26 | PC7(TOSC2) | SW1物理开关模块2通断控制信号 |
| 27 | AVCC | 模拟电压 |
| 28 | GND | 模拟地 |
| 29 | AREF | 系统A/D转换参考电压 |
| 30 | PA7(ADC7) | SW0物理开关模块1通断控制信号 |
| 31 | PA6(ADC6) | RUN指示灯控制信号 |
| 32 | PA5(ADC5) | DAC0触摸屏模拟电压X位置信号1 |
| 33 | PA4(ADC4) | DAC1触摸屏模拟电压Y位置信号2 |
| 34 | PA3(ADC3) | XP触摸屏X轴1检测电压 |
| 35 | PA2(ADC2) | XM触摸屏X轴2检测电压 |
| 36 | PA1(ADC1) | YP触摸屏Y轴1检测电压 |
| 引脚号 | 引脚功能 | 本实施例中功能 |
| 37 | PA0(ADC0) | YM触摸屏Y轴2检测电压 |
| 38 | VCC | 数字电压 |
| 39 | GND | 数字地 |
| 40 | PB0(XCK/T0) | 液晶屏数据传输位D0 |
| 41 | PB1(T1) | 液晶屏数据传输位D1 |
| 42 | PB2(AIN0/INT2) | 液晶屏数据传输位D2 |
| 43 | PB3(AIN1/OC0) | 液晶屏数据传输位D3 |
| 44 | PB4(SS) | 液晶屏数据传输位D4 |
如图2所示，是本实用新型开关按钮数量设定模块的硬件原理图。由图中所示，通过调整(四开关)双列直插式拨位开关SW-DIP4中各开关的位置，即可通过SEN1、SEN2、SEN3、S/D所对应主控芯片上相应引脚的高低电平进行四位二进制编码组合，按照表2所对应的代码，可以方便调整智能开关的按钮数量。拨位开关分别通过R21、R24、R25、R26与主控芯片ATmega16的第16、19、20、13四个引脚连接。主控芯片ATmega16可以通过查询这4个引脚的高低电平来判断当前开关设定的按钮数量。图中R17、R18、R19、R20的作用为上拉电阻，若拨位开关处于断开状态，其对应主控芯片的引脚为高电平。图中各电阻无电流流通；当拨位开关处于接通状态，电流将通过相应上拉电阻，经拨位开关流入接地，此时其对应主控芯片的引脚上为低电平。
如图3所示，是本实用新型物理开关模块的硬件原理图。采用目前比较成熟的方案，即双向可控硅为开关通断控制部件。光耦起到电路隔断保护、过零检测及电流放大等作用。实施例中使用型号为BT138-600的双向可控硅，可以承受600V的峰值电压，12A的电流；使用型号为MOC3061的光耦，也可以承受600V的峰值电压。当主控芯片上物理开关通断控制引脚SW0、SW1、SW2为低电平时，MOC3061导通，双向可控硅导通，外部电路由L_IN进入，由L_OUT1、L_OUT2、L_OUT3导出，相应回路导通；当主控芯片上物理开关通断控制引脚SW0、SW1、SW2为高电平时，MOC3061不导通，双向光耦也不导通，相应回路断开。
以上所述为本实用新型实施方式中普遍共性的硬件结构部分，而对于例如操作输入方式多样性可选择的硬件结构部分，下面通过以触摸屏模块输入为优选的实施例进行结构及功能的详细说明：
如图4所示，是本实用新型实施例的硬件模块数据的信号关系图。从图上可以清楚地看到，信号关系主要涉及五大主要模块，分别为(PowerBoard2)电源模块、(Switch)开关模块、(Mcu)主控芯片模块、(LCD)液晶显示屏模块及(Touchscreen)触摸屏模块，其中(Touchscreen)触摸屏模块为指按式输入，其类型包括阻抗式、静电电容式、光学式及超音波式等触摸屏。其整合在液晶屏模块上，并与控制芯片通过引脚线路相连；(Switch)开关模块可分为按钮数量设定模块、物理开关模块。各模块引脚定义详见表1。
如图5所示，是实用新型实施例的软件流程图。在智能开关上电自检初始化后，首先控制芯片从硬件上及软件上检测开关按钮数量的设定情况，在获知按钮数量后，进行开关按钮设定与强电通断输出模块的对应检测。然后当上述检测对应无误后，进行触摸面板区域面积及位置与按钮对应、强电通断输出接口模块有效物理开关模块数量及位置的检测步骤，当按钮设定与强电通断输出接口模块、物理开关模块完全对应后，即执行相应的开关按钮面板动态显示程序。最后在液晶显示屏面板显示设定功能的按钮图形作为虚拟按钮后，调用并运行触摸面板区域位置与按钮对应程序，获得触摸面板各点的命令有效区域，当触摸面板被触及时，即可进行相应的通断控制；当触摸面板待机未被触及时，则反复执行按钮循环检测。其中，在进入开关按钮面板动态显示程序前，如果所设定的开关按钮数量及其位置与强电通断输入接口模块不一致，则会进入一个防误操作程序，用户可以根据液晶屏显示的错误提示信息进行调整，并再次执行相应的匹配检测程序。
如图6所示，是本实用新型一实施例开关数量调整的液晶面板显示示意图；可见，对于面积固定的液晶显示屏面板，对于所设定的开关按钮数量，会将显示屏进行均等切分，以各自相同的面积形成虚拟按钮。图中示出的是该智能开关按钮数量从1个-2个-3个-4个-9个-16个的分布情况。除此之外，对于诸如大型餐饮娱乐场所的开关总控，其所需控制的线路远不止16个，则可选用面板面积更大的液晶屏模块，并采用更多位数的二进制编码进行数量设定。
如图7所示，是本实用新型智能开关的软/硬件功能模块图。可见本实用新型功能可调的智能开关是基于硬件与软件两方面相结合设计的。
硬件部分包括开关按钮数量设定模块、强电通断输出接口模块、嵌入式芯片控制模块、物理开关模块、电源模块、液晶屏模块及操作输入模块共七个模块；其中芯片控制模块设有用于读取按钮数量编码信号的采集单元、用于将所读取的信号处理匹配对应执行程序的处理单元、用于记忆一组多个执行程序的存储单元，以及依照执行程序向物理开关模块输出指令的控制单元；电源模块，是将220V的交流强电转换为智能开关各模块电路运作所需要的直流低电电路，其可以为单线制(只有火线)和双线制(零线、火线)输入；强电通断输出接口模块，与嵌入式芯片控制模块相连，根据开关按钮数量的需要，将相应数量的物理开关模块插接在该模块的指定位置。
软件部分包括开关按钮数量检测程序、开关按钮设定与强电输出模块对应程序、强电通断输出接口模块有效物理开关模块数量及位置检测程序、面板区域面积及位置与按钮对应程序、开关按钮面板动态显示程序、防误操作程序、软件设定开关按钮数量程序、操作输入方式自识别程序共八个程序。其中，防误操作程序还包括按钮预提示程序，按钮设置数量与物理开关模块数量误差处理程序，按钮设置位置与物理开关模块不匹配误差处理程序。
通过触摸屏模块进行设定输入及使用操作的方式，是一种简单而直接，且已广泛应用于各种场合。然而，本实用新型数量可调的智能开关，其操作输入模块同样可以采用声控及与之匹配的声音信号采集、转换的模块；或者光控及感应信号光源并采集、转换的模块；或者射频遥控及与之相匹配的射频信号采集、转换的模块；又或者基于局域网的IP端口输入模块等形式。特别当智能开关上电自检初始化后控制芯片无法检测到开关按钮数量设定情况下，则自动启动基于串口、红外、蓝牙、互联网、GPRS/GSM的软件设定开关按钮数量程序进行补充设定。这些控制信号输入方式已为当前较为成熟的技术，通过对智能开关基于液晶屏模块周边的硬件改动及嵌入式芯片控制模块内存储单元相应的识别、调用程序写入，即可实现适合于不同用户要求的人性化且数量可调的智能开关。而且各种操作输入方式可以不必单独使用，在成本增加不大的情况下，可以将多种方式一同整合到液晶屏模块或嵌入式芯片控制模块中，取得锦上添花的多设定及操控方式的有益效果。由此可见，本实用新型提供了一套成本低廉、操作简单、故障率低的可行方案，降低了产业链上、下游各环节的成本，提高了智能开关的使用灵活性，对能源节约及环境保护都有着重大的作用和意义。
综上所述，本实用新型一种数量可调的智能开关及其实现方法的创新实质得到了充分的说明，突破了传统机械式开关及普通智能开关数量局限、固化的缺陷，且其实用性及可行性显著。以上附图及描述仅作为本实用新型一优选实施例给出，并非以此限定本实用新型智能开关的数量可调性这一特征的实施范畴，该智能开关具有多样性的操作输入形式、其硬件模块的选择也不限于实施例中所举的型号，故凡对于本实用新型实施例及其附图进行简单修改或等效替换所形成的设计方案，能达到解决开关功能单一性问题之目的的设计，均应归于本实用新型申请保护的范围之内。
Claims (8)
1.数量可调的智能开关，具有嵌入式芯片控制模块，以及与所述芯片控制模块分别通过引脚线路独立连接的物理开关模块、电源模块、液晶屏模块，且所述液晶屏模块上整合有操作输入模块，其特征在于：所述智能开关具有开关按钮数量设定模块及强电通断输出接口模块，分别通过引脚线路连接芯片控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种数量可调的智能开关，其特征在于：所述芯片控制模块还包括：执行程序写入、读取单元、晶振单元、以及看门狗单元等外围电路单元。
3.根据权利要求1所述的一种数量可调的智能开关，其特征在于：所述强电通断输出接口模块与所述芯片控制模块相连，并在其上插接有对应开关数量的物理开关模块。
4.根据权利要求1所述的一种数量可调的智能开关，其特征在于：所述开关按钮数量设定模块是基于四开关双列直插式拨位开关制成的模块结构；或是基于通信端口及控制总线制成的信号接收模块。
5.根据权利要求1所述的一种数量可调的智能开关，其特征在于：所述物理开关模块为由光耦、可控硅、继电器、三极管等电子元件构成的电子开关电路。
6.根据权利要求1所述的一种数量可调的智能开关，其特征在于：所述电源模块为单线制输入或双线制输入。
7.根据权利要求1所述的一种数量可调的智能开关，其特征在于：所述操作输入模块为基于液晶屏的触摸屏模块、射频遥控模块、光控模块、声控模块，及基于网络操控输入模块的其中一种或多种整合。
8.根据权利要求7所述的一种数量可调的智能开关，其特征在于：所述触摸屏模块为指按式输入，其类型包括阻抗式、静电电容式、光学式及超音波式等触摸屏。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200920037763U CN201373996Y (zh) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | 数量可调的智能开关 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200920037763U CN201373996Y (zh) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | 数量可调的智能开关 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201373996Y true CN201373996Y (zh) | 2009-12-30 |
Family
ID=41500079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200920037763U Expired - Fee Related CN201373996Y (zh) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | 数量可调的智能开关 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201373996Y (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102156771A (zh) * | 2011-01-20 | 2011-08-17 | 北京中星微电子有限公司 | 一种根据比特值生成数据通路的方法和装置 |
| CN101477349B (zh) * | 2009-01-13 | 2012-05-30 | 上海优熠电子科技有限公司 | 一种数量可调的智能开关及其实现方法 |
| CN107272502A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-10-20 | 深圳云端生活科技有限公司 | 一种智能开关工作模式下的dip设置系统及其方法 |
| TWI712065B (zh) * | 2019-10-14 | 2020-12-01 | 大陸商業成科技（成都）有限公司 | 超音波智能開關 |
| CN118170042A (zh) * | 2024-05-14 | 2024-06-11 | 瑞安市智工电子有限公司 | 一种用于智能家居的交互控制系统及方法 |
-
2009
- 2009-01-22 CN CN200920037763U patent/CN201373996Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101477349B (zh) * | 2009-01-13 | 2012-05-30 | 上海优熠电子科技有限公司 | 一种数量可调的智能开关及其实现方法 |
| CN102156771A (zh) * | 2011-01-20 | 2011-08-17 | 北京中星微电子有限公司 | 一种根据比特值生成数据通路的方法和装置 |
| CN102156771B (zh) * | 2011-01-20 | 2016-08-17 | 北京中星微电子有限公司 | 一种根据比特值生成数据通路的方法和装置 |
| CN107272502A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-10-20 | 深圳云端生活科技有限公司 | 一种智能开关工作模式下的dip设置系统及其方法 |
| TWI712065B (zh) * | 2019-10-14 | 2020-12-01 | 大陸商業成科技（成都）有限公司 | 超音波智能開關 |
| CN118170042A (zh) * | 2024-05-14 | 2024-06-11 | 瑞安市智工电子有限公司 | 一种用于智能家居的交互控制系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101477350B (zh) | 一种功能可调的智能开关及其实现方法 | |
| CN101477349B (zh) | 一种数量可调的智能开关及其实现方法 | |
| CN201373996Y (zh) | 数量可调的智能开关 | |
| CN101721804B (zh) | 一种电子象棋棋盘及其行棋处理方法 | |
| CN101482759B (zh) | 一种温室环境控制装置及方法 | |
| CN103913699A (zh) | 一种主板键盘接口的测试电路、系统及其测试方法 | |
| CN203786262U (zh) | 一种主板键盘接口的测试电路及系统 | |
| CN109582371A (zh) | 一种低功耗唤醒方法及装置 | |
| CN201373994Y (zh) | 功能可调的智能开关 | |
| CN201673498U (zh) | 键盘测试系统 | |
| CN103065529B (zh) | 电路动态重组eda综合实验系统 | |
| CN104820623A (zh) | 车辆控制器硬件看门狗系统 | |
| CN104037940B (zh) | 数字电源闸控的集成电路及方法 | |
| CN100524260C (zh) | 进入在系统编程模式的控制系统 | |
| CN203490567U (zh) | 一种养殖环境控制智能电路 | |
| CN101221690A (zh) | 智能遥控器 | |
| CN102760367A (zh) | Psoc-cpld电子综合实验设备 | |
| CN107094342A (zh) | 一种智能灯控系统构建方法 | |
| CN106535404A (zh) | Led灯节能控制系统 | |
| CN203105849U (zh) | 一种中底机控制装置 | |
| CN201057531Y (zh) | 数字式金属探测器的控制电路 | |
| CN208013738U (zh) | 一种新型智能环境监控面板 | |
| CN201741366U (zh) | 空气消毒净化器显示模块 | |
| CN201298772Y (zh) | 一种低压电动机保护控制器 | |
| CN202404580U (zh) | 一种gpio控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: DOU XIAOMING CHENG SHUYI QIU RONG Free format text: FORMER OWNER: ZHUANG SONGLIN DOU XIAOMING CHENG SHUYI Owner name: ZHUANG SONGLIN Free format text: FORMER OWNER: SUZHOU INDUSTRY PART HEJIA PHOTOELECTRICITY TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20100524 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 215126 NO.77 PINGSHENG ROAD, QINGQIUPU INDUSTRIAL PARK, SUZHOU INDUSTRIAL PARK, JIANGSU PROVINCE TO: 215021 A1203, KEJIXINTIANDI, NO.1355 JINJIHU AVENUE, SUZHOU INDUSTRIAL PARK, JIANGSU PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20100524 Address after: 215021, science and technology new world A1203, Jinji Lake Road, Suzhou Industrial Park, Jiangsu, 1355 Co-patentee after: Dou Xiaoming Patentee after: Zhuang Songlin Co-patentee after: Cheng Shuyi Co-patentee after: Qiu Rong Address before: Suzhou City, Jiangsu province 215126 industrial park green Qiupu Ping Sheng Industrial Park Road No. 77 Co-patentee before: Zhuang Songlin Patentee before: Suzhou Industrial Park Hecal Optoelectronics Technology Co., Ltd. Co-patentee before: Dou Xiaoming Co-patentee before: Cheng Shuyi |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091230 Termination date: 20110122 |