发明内容
[0007] 为了解决上述问题,本实用新型实施例提供了一种基于手动和无线双控的开关系 统,该系统通过采用常闭点触开关和具有闪断控制的无线处理模块来实现实体和无线双控 制,对用电器电路布局和安装结构基本没有改动且常闭点触开关也可以由常见的实体开关 改造而来,体积不会发生变化。所述技术方案如下 :
[0008] 本实用新型实施例提供了一种基于手动和无线双控的开关系统,包括串接于用电 器电路中的常闭点触开关和无线处理模块,所述无线处理模块能根据无线控制信号对用电 器电路执行通电或断电动作;所述常闭点触开关能在用电器电路中产生闪断信号,所述无 线处理模块能检测所述闪断信号并根据用电器电路的当前状态执行与当前状态相反的通 电或断电动作。
[0009] 其中,本实用新型实施例中的无线处理模块包括:闪断信号检测单元,用于检测所 述常闭点触开关产生的闪断信号并输出开关控制信号;无线通信单元,用于接收无线控制 信号;开关执行单元,用于对用电器电路执行通电或断电动作;控制单元,用于根据所述无 线通信单元接收到的无线控制信号让所述开关执行单元执行对应的通电或断电动作,和根 据用电器电路的当前状态和所述闪断信号检测单元输出的开关控制信号让所述开关执行 单元执行与当前状态相反的通电或断电动作;电源转换单元,用于转换用电器电路的电压 为所述闪断信号检测单元、无线通信单元、开关执行单元和控制单元供电。
[0010] 具体地,本实用新型实施例中的开关控制信号为脉宽与所述闪断信号的闪断时间 成比例的脉冲控制信号。
[0011] 其中,本实用新型实施例中的控制单元在检测到所述脉冲控制信号开始时,保存 用电器电路的当前状态并让所述开关执行单元执行断电动作;在所述脉冲控制信号结束 后,让所述开关执行单元执行与其保存的当前状态相反的通电或断电动作,所述控制单元 根据所述开关执行单元在检测到所述脉冲控制信号前的状态判断用电器电路的当前状态。
[0012] 具体地,本实用新型实施例中的闪断信号检测单元包括依次连接的降压电路、整 流电路、滤波电路和光电转换电路分别用于对所述闪断信号进行降压、整流、滤波和光电转 换得到所述脉冲控制信号转换。
[0013] 具体地,本实用新型实施例中的闪断信号检测单元包括整流桥D1、光耦U1、电阻 (R1-R5)、电容C1和电解电容C2,整流桥D1的第一交流输入端与火线之间串联电容C1,电 阻虹与电容C1并联,整流桥D1的第二交流输入端与零线之间串联电阻R5,整流桥D1的第 一直流输出端与电解电容C2正极、电阻R2第一端和电阻R3第一端连接,电阻R2第二端与 光耦U1前端正极连接,整流桥D1的第二直流输出端与电解电容C2负极、电阻R3第二端和 光耦U1前端负极连接,光耦U1后端负极与电阻R4第一端和所述控制单元连接,电阻R4第 二端接地,光耦U1后端正极与所述电源转换单元连接。
[0014] 其中,本实用新型实施例中的电源转换单元包括储能元件,能在用电器电路闪断 时间内为所述控制单元供电。
[0015] 其中,本实用新型实施例中的常闭点触开关为能实现闪断断开时长小于所述储能 元件正常供电时间的常闭开关。
[0016] 具体地,本实用新型实施例中的常闭点触开关包括两个输出端短接的单刀双掷开 关。
[0017] 其中,本实用新型实施例中的无线处理模块连接于用电器附近。
[0018] 本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0019] 本实用新型提供了一种基于手动和无线双控的开关系统,该系统通过采用常闭点 触开关和具有闪断控制的无线处理模块来实现实体和无线双控制,无线处理模块能检测常 闭点触开关产生的闪断信号并根据用电器电路的当前状态执行与当前状态相反的通电或 断电动作。该系统可以直接用常闭点触开关替换实体开关或由实体改造改造而来,而将无 线处理模块设于用电器附近,那么对用电器电路布局和安装结构基本没有改动,改造简单、 成本低。
具体实施方式
[0031] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新 型作进一步地详细描述。
[0032] 参见图5,本实用新型实施例提供了一种基于手动和无线双控的开关系统,该系统 包括串接于用电器电路中的常闭点触开关和具有闪断控制的无线处理模块。其中,常闭点 触开关在自然状态下为闭合,在用户点触时短暂断开在用电器电路中产生闪断信号。其中, 无线处理模块能根据无线控制信号对用电器电路执行相应的通电或断电动作,并且能检测 常闭点触开关产生的闪断信号并在检测到该信号后根据用电器电路的当前状态执行与当 前状态相反的通电或断电动作。
[0033] 具体地,用电器电路当前为断电状态,当无线处理模块检测到闪断信号后,则对用 电器电路执行通电动作(即开用电器);用电器电路当前为通电状态,当无线处理模块检测 到闪断信号后,则对用电器电路执行断电动作(即关用电器)。在本实用新型实施例中要求 无线处理模块在短时间断电情况下,具有对用电器电路的控制能力。其中,本实用新型实施 例中的无线处理模块连接于用电器附近,接于用电器前端,用电器具体可以是灯光设备、供 暖供冷设备、加湿净化空气设备或音响设备等。
[0034] 更具体地,本实用新型实施例中的常闭点触开关在正常状态下是常闭,当点击时, 用电器电路出现短时间的断开,松开点击时,用电器电路恢复常闭状态,在该时段内用电器 电路中产生一个闪断信号。用电器电路只有在闪断时断开,其他情况处于闭合状态,而在闪 断时间内,无线处理模块中的储能元件可以让其继续工作,所以无线处理模块可以持续性 工作,实时接收无线控制信号,控制用电器的开关。而由于常闭点触开关造成的短时间电源 间断,不会对无线处理模块造成供电影响,用电器电路又可以传递常闭点触开关的开关动 作信息给无线处理模块让其执行与当前状态相反的通电或断电动作。所以本实用新型可以 实现"实体开关+无线信号"双向控制用电器的供电。
[0035] 其中,参见图6,本实用新型实施例中的无线处理模块包括:
[0036] 闪断信号检测单元101,用于检测常闭点触开关产生的闪断信号并输出开关控制 信号;具体可以采用光电转换的原理将电路的通断转换为高低电平。其中,开关控制信号为 脉宽与闪断信号的闪断时间成比例的脉冲控制信号,当然也可以为其它能反应闪断开始时 间与结束时间的控制信号。
[0037] 无线通信单元102,用于接收无线控制信号;具体可以是红外接收模块等无线通 信结构。
[0038] 开关执行单元103,用于对用电器电路执行通电或断电动作;具体可以由继电器 和继电器驱动电路组成,继电器用于断开或连通用电器电路。
[0039] 控制单元104,用于根据无线通信单元102接收到的无线控制信号让开关执行单 元执行103对应的通电或断电动作,和根据用电器电路的当前状态和闪断信号检测单元 101输出的开关控制信号让开关执行单元103执行与当前状态相反的通电或断电动作。具 体可以是单片机和微处理器等控制芯片,具有数据存储和处理能力。最好具有断电下仍 然能保存数据的存储器,如 EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、铁电存储器、内部特殊存储器或寄存器等。
[0040] 电源转换单元105,用于转换用电器电路的电压为闪断信号检测单元101、无线通 信单元102、开关执行单元103和控制单元104供电;具体可以为常见的电源转换芯片,常 见的电源转换芯片基本都包括储能元件,如电容,能在用电器电路闪断时间内为控制单元 供电;即在断电状态下,可以支持控制单元104 (如单片机,功耗非常低)工作一段时间,通 常可以继续正常供电1-3秒,但是无法支持用电器和开关执行单元103继续工作。在正常 情况下,闪断时间要小于电源转换单元105断电后为控制单元104正常供电的持续时间。
[0041] 具体地,参见图6,闪断信号检测单元101、开关执行单元103和电源转换单元105 接于用电器电路中,闪断信号检测单元101的输出端和无线通信单元102的输出端与控制 单元104的输入端连接,控制单元104的输出端与开关执行单元103的控制端连接,电源转 换单元105与闪断信号检测单元101、控制单元104、无线通信单元102和开关执行单元103 连接。当然,本实用新型实施例中的无线处理模块还可以包括按键单元,该按键单元与控制 单元104连接用于手动控制无线处理模块。
[0042] 其中,本实用新型实施例中的控制单元104在检测到脉冲控制信号(如检测到下 降沿)时,保存用电器电路的当前状态并让开关执行单元103执行断电动作(如果当前状态 为断电,则不动作保持当前状态)。在脉冲控制信号结束后(如检测到上升沿或者检测到电 路正常供电),让开关执行单元103执行与其保存的当前状态相反的通电或断电动作(如果 保存的当前状态为通电,则不动作)。其中,控制单元104根据开关执行单元103在检测到 脉冲控制信号前的状态判断用电器电路的当前状态。参见图7,其具体过程如下:S1控制 单元104在检测到闪断信号检测单元101发出脉冲控制信号;S2检测并保存用电器电路的 当前状态:S3判断用电器电路的当前状态是否为断电,如果是,执行S7,如果否,执行S4 ;S4 让开关执行单元103对用电器电路执行断电动作;S5等待脉冲控制信号结束;S6根据S2保 存的通电状态不对开关执行单元103动作保持开关执行单元103的状态;S7等待脉冲控制 信号结束;S8根据S2保存的断电状态让开关执行单元103执行通电动作。
[0043] 具体地,参见图8,本实用新型实施例中的闪断信号检测单元101包括依次连接的 降压电路201、整流电路202、滤波电路203和光电转换电路204,分别用于对闪断信号进行 降压、整流、滤波和光电转换得到脉冲控制信号。其中,降压电路201接于用电器电路中,光 电转换电路204与电源转换单元105和控制单元103电连接。而对于直流电电路同样可以 采用光电转换电路对闪断信号进行检测,本领域的技术人员很容易实现,故本实施例省略 详细描述。
[0044] 更具体地,参见图9,本实用新型实施例中的闪断信号检测单元101包括整流桥 D1、光耦U1、电阻(R1-R5)、电容C1和电解电容C2,整流桥D1的第一交流输入端与火线之 间串联电容C1,电阻R1与电容C1并联,整流桥D1的第二交流输入端与零线之间串联电阻 R5,整流桥D1的第一直流输出端与电解电容C2正极、电阻R2第一端和电阻R3第一端连 接,电阻R2第二端与光耦U1前端正极连接,整流桥D1的第二直流输出端与电解电容C2负 极、电阻R3第二端和光耦U1前端负极连接,光耦U1后端负极与电阻R4第一端和控制单元 104连接,电阻R4第二端接地,光耦U1后端正极与电源转换单元105连接。其中,市电经电 容C1、电阻R1阻容降压后通过整流桥D1,经电容C2滤波后通过电阻R2、R3分压进入光耦 U1。当市电有电时,光耦U1导通,光耦U1输出端(如图FLASH处)恒为高电平;当市电闪断 时,光f禹U1截止,输出端会根据闪断的时间输出一成比例对应脉宽的低电平脉冲信号。电 阻R5起保护作用,用以消除通电瞬间的尖峰脉冲。
[0045] 其中,本实用新型实施例中的常闭点触开关为能实现闪断断开时长小于储能元件 为控制单元104正常供电时间的常闭开关,如闪断断开时长小于3秒的常闭开关,包括门铃 开关、两个输出端短接的单刀双掷开关或者其他正常情况下为闭合的点触开关等,具体可 以由现有的单刀双掷开关改装而来,或者直接从生产厂家定制。在正常情况下,人手点击一 次前述常闭点触开关时,闪断时间大约200ms左右,不会影响控制单元104 (常见的电源转 换单元105断电后可持续供电1-3秒)的工作。
[0046] 下面结合图6和图7对本实用新型实施例中的基于手动和无线双控系统的工作过 程进行说明:开关执行单元103由继电器构成,控制单元104为单片机。当发生闪断时,如 果闪断造成的结果是为了关用电器,闪断恢复时,整个系统有电,单片机也可以使继电器断 开用电器供电。假设闪断一直持续下去,因为整体没有供电,用电器也自然没电。如果闪断 造成的结果是为了开用电器,那么当闪断结束时,整个模块都出于有电状态下,单片机也可 以让继电器开用电器。一般的电源转换单元,由于内部有电容,在断电状态下,可以支持单 片机工作1-3秒钟,则在闪断期间(闪断时间大约200ms左右),检测到关闭信号的闪断时, 就让继电器断开电路。如果检测到开启信号的闪断,则在闪断结束时,才让继电器连通电 路。具体地,假设北京时间〇点〇分20秒,来了一个闪断时,假设这个闪断时间是ls,将出 现如下情况:
[0047] (1)如果当前用电器处于工作状态,那么这个闪断是需要无线处理模块执行关闭 用电器的动作,处理方式:时间20. 1秒时,单片机发现了这个闪断,并检测到当前是开,于 是使继电器断开电路。20. 1-21秒这段时间,继电器是断电的,无论它是常开还是常闭继电 器,用电器都没电。时间21秒时,闪断结束,供电正常,单片机保持继电器断开则关闭用电 器。
[0048] (2)如果当前用电器处于断电状态,那么这个闪断是需要无线处理模块执行打开 用电器的动作,处理方式:时间20. 1秒时,单片机发现了这个闪断,并检测到当前是关,不 对继电器进行动作,时间20. 1-21秒时,继电器是断电的,所以用电器没电;时间21秒时,闪 断结束,供电正常,单片机控制继电器闭合则开启用电器。
[0049] 上述过程只是一个假设情况说明,并不作用本实用新型的限定。但是通过上述假 设情况知道:单片机执行关动作,是发生在检测到闪断的那一刻。而单片机执行开动作,是 发生在闪断结束,供电正常的那一刻。整个闪断期间,无线通信单元和开关执行单元都可以 不工作,但是单片机必须保持有电(正常情况下是可以满足的)。
[0050] 本实用新型提供了一种基于手动和无线双控的开关系统,该系统通过采用常闭点 触开关和具有闪断控制的无线处理模块来实现实体和无线双控制,无线处理模块能检测常 闭点触开关产生的闪断信号并根据用电器电路的当前状态执行与当前状态相反的通电或 断电动作。该系统可以直接用常闭点触开关替换实体开关或由改造实体改造而来,而将无 线处理模块设于用电器附近,那么对用电器电路布局和安装结构基本没有改动,改造简单、 成本低。
[0051] 实施例二
[0052] 参见图10,本实用新型实施例提供了一种单刀双掷开关和无线处理模块双控系 统,将原先的单刀双掷开关替换成两个输出端短接的单刀双掷开关。常见双控开关,是单刀 双掷开关,一个输入端,两个输出端,输入端任意时间都会在内部与一个输出端相连,由于 内部触点结构特性,当发生切换动作时,线路会发生短暂的断开状态。如图10所示,如果将 两个输出端通过接线短路而合并为一个输出端(虚线处),双控开关就变成了实际的常闭点 触开关,此开关正常状态下是常闭,当点击时,线路出现短时间的断开,松开点击时,线路恢 复常闭状态。
[0053] 如图10所示,在用电器之前接入实施例一中的无线处理模块,由于线路中已经具 备实体开关S5,所以无线处理模块只需要包含无线通信单元、控制单元、开关执行单元和电 源转换单元,由于无线处理模块还需要处理S5的点触动作造成的电源闪断信号,所以无线 处理模块还包含一个闪断信号检测单元。由于用电器电路长期处在闭合状态,所以无线处 理模块可以持续性工作,实时接收无线命令,控制用电器的开关。而由于S5造成的短时间 电源间断,不会对无线处理模块造成供电影响,又可以传递S5的开关动作信息给无线处理 模块。所以本实用新型可以实现"实体开关+无线信号"双向控制用电器的供电。
[0054] 参见图11,在本实用新型实施例提供的另一实施方式中,在本身已拥有双控开关 控制的实际环境中,使用本实用新型一样可以实现无线多控。如图11所示,将用电器电路 中任意一个双控开关的两个输出端短路,此时任意一个双控开关将都变成点触开关,点击 时可以造成电源闪断。
[0055] 此实用新型最大的优点是不需要对原线路进行改造,只需要替换原开关,以及在 用电器周围加装无线处理模块即可,非常适用于家居环境下,对传统电器进行智能改造。由 于将普通开关替换成改造后的双控开关或者其他点触开关,均无需额外的空间,所以替换 过程也非常简单。
[0056] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用 新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保 护范围之内。