CN204663941U - 一种用于风扇的电子装置及具有该电子装置的智能风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电风扇领域，包括一种用于风扇的电子装置及一种智能风扇。本实用新型解决了普通风扇使用红外遥控出现的遥控角度与遥控距离受限问题、定时器不准确与精度低的问题；风扇没有无极调速/自然风不舒适/对幼儿使用风速过大/不能满足睡眠需要/不能满足不同使用场景/不能通过互联网远程操控问题。该电子装置安装在原风扇电路控制系统与风扇核心部件之间，通过检测原风扇电路控制系统中电压的有无与变化情况来识别用户对风扇的手动操作，同时通过WIFI/蓝牙/Zigbee/2G/3G/4G无线方式替换传统的红外方式，可以让用户通过智能终端来进行远程控制。这样的方式可以避免风扇重新开模/设计电路板/更换直流电机的研发与生产投入，可以大大降低智能风扇的生产成本。

Description

一种用于风扇的电子装置及具有该电子装置的智能风扇

技术领域

本实用新型涉及电风扇技术领域，特别是涉及一种使普通电风扇变成智能风扇的电子装置及一种具有智能终端遥控功能的智能风扇。

背景技术

电风扇产品种类繁多，售价从低端的几十元到高端的数百元上千元都有，外观上也有从台扇、鸿运扇、落地扇、挂壁扇等，从功能上分有普通电风扇、带水泵及水雾发生器的加湿扇、带加湿与取暖功能的空调扇等。但它们普遍存在几个问题。

操作不方便的问题：针对低端风扇来说，一般都没有遥控器，必须由用户在风扇上手动操作；针对有遥控器的风扇来说，该遥控器通常为红外遥控器，红外信号的特点是控制角度有限，距离有限及被遮挡时无法遥控。同时用户在使用时经常遇到找不到遥控器的情况、遥控器没电的情况、经过秋冬春季而再次使用风扇时发现遥控器已被电池漏液损坏的情况，以及由于目前遥控技术主要使用红外信号而导致的控制角度有限或被遮挡而无法遥控的情况。

定时功能不完善： 低端风扇通常采用机械定时器，此类定时器存最大定时时间以半小时、一小时、两小时为主，且随着定时器的老化，定时很不精准甚至由于机械故障而无法定时；具有IC芯片或单片机的电风扇可以提供更长的定时选择但定时精度通常以半小时为单位，定时精度很低。

风扇运行模式单一，不能满足不同场景的使用要求：风速只有1/2/3档，不能无极调速；低端风扇由于成本限制没有自然风功能；有自然风的风扇其自然风通常是15~30秒钟一个循环，在1~3档风力间反复循环，这样的风根本就不自然；有睡眠风的风扇，其睡眠风只是在低档或0档之间不短变化而已，而这样的风速在还没入睡前是更不不能满足用户需求的，但在用户入睡后风速又偏大。更多的使用环境下，现有风扇更无法满足要求，比如，婴幼儿在夏日午睡时，需要的风速要远低于普通风扇的1档风速。对于加湿扇与空调扇来说，加湿与取暖功能只能控制开启或关闭，不能设定自动反复运行，不能任意调整取暖功率；

针对这些情况，业内急需一种智能风扇可以使用红外遥控之外的其他无线通信技术来解决红外的角度与遮挡问题；这种智能风扇可以让人们使用常用常见的智能终端来替换传统的遥控器，如智能手机/平板电脑/PC机；这种智能风扇应该不仅可以接受智能终端发送来的单一指令来实现普通风扇基本的换挡/定时/摇头功能，而且能够接受智能终端发送的连续指令序列或者设定好的特定工作模式，比如更合理的自然风，更符合用户不同状况下实际需求的自然风。以及针对加湿扇与空调扇，更随意设定反复运行的加湿与取暖功能，能够随意设定功率的取暖功能；

目前，市场上已出现极少量的使用蓝牙或者WIFI实现遥控的智能风扇，虽然一定程度上解决了红外遥控器的问题，但是它们通常采用串口或其他方式与风扇上的IC芯片进行通信来实现电机档位、摇头与风类的控制,使用直流电机来进行更多档位的风速控制。这样的实现方式仍然存在很大的不足：1、不适用于不带有IC芯片的风扇产品，这类产品往往更低端，售价更低；2、需要对风扇原有IC芯片进行升级替换、对原电路板做改造、对风扇外壳重新开模以适应新的电路板。

一定要使用直流电机才能实现更多档位的风速调整，而直流电机成本更高，需要配套的控制电路也更加复杂。由于这样的不足，造成新的结果出现：1、不带有IC芯片的风扇产品，仍然无法解决普通风扇存在的几个问题；2、对有IC芯片的风扇产品的改造与研发，以及直流电机的使用，都需要投入大量资金与大量时间，对技术人员的要求也更高，这也造成此类智能风扇的成本远高于普通风扇的成本。同时大多数的中小风扇厂家都没有这样的技术实力以及无法承担这样的研发费用。因此，这些极少量的智能风扇价格都远高于普通风扇产品的价格，其市场接受度不高，用户也无法享受到智能科技带来的便利。

因此，需要一种电子装置和智能风扇来解决上述传统风扇和一般智能风扇所存在的问题与缺陷。

实用新型内容

为了能够以一种低成本的方式解决上述的普通风扇存在的问题，并且能够让多数中小风扇生产企业以较低成本的方式进行智能风扇的生产，最终让消费者以接近现有普通风扇的价格享受到智能风扇带来的便利。本实用新型提供了一种用于电风扇的电子装置，及实用新型了一种可以解决普通风扇存在的问题的智能风扇。

本实用新型的一个目的在于提供一种用于风扇的电子装置，其通过无线接收和控制技术，可利用智能终端对现有的风扇远程控制。

本实用新型的又一个目的在于提供一种智能风扇，其可以通过智能终端实现无级调速；具备更多的智能工作模式来满足不同场景的需要和用户偏好；可以通过互联网超远程控制。

为实现上述的目的，本实用新型提供了一种所述电子装置包括：一用于检测风扇电路控制系统的状态和控制风扇核心部件供电的通断与功率的调节的驱动电路模块；且所述驱动电路模块产生一风扇电路系统状态信号；一用于发送和接收所述驱动电路模块产生的风扇电路控制系统状态信号以及接收智能终端通过无线协议送达的终端控制信号无线通信模块，所述风扇电路控制系统状态信号通过所述无线通信模块发送到所述智能终端；所述无线通信模块接收所述终端控制信号并把所述终端控制信号发送给所述驱动电路模块；且所述驱动电路模块接收所述终端控制信号以控制所述风扇核心部件供电的通断与功率的调节。

进一步的，所述驱动电路模块包括：电压检测电路、开关与功率调节电路、AC/DC转换电路和低压排线接口。

进一步的，所述无线通信模块包括：无线与微处理模块、天线接口和低压排线接口。

进一步的，所述无线协议包括：WIFI、蓝牙、Zigbee、2G、3G和4G。

本实用新型进一步提供一种一种智能风扇，包括风扇本体、设置于风扇本体内部的风扇电路控制系统以及风扇核心部件，其特征在于：所述智能风扇还包括一设置于所述风扇电路控制系统以及所述风扇核心部件之间电子装置，所述电子装置包括：一用于检测风扇电路控制系统的状态和控制风扇核心部件供电的通断与功率的调节的驱动电路模块；且所述驱动电路模块产生一风扇电路系统状态信号；一用于发送和接收所述驱动电路模块产生的风扇电路控制系统状态信号以及接收智能终端通过无线协议送达的终端控制信号无线通信模块，所述风扇电路控制系统状态信号通过所述无线通信模块发送到所述智能终端；所述无线通信模块接收所述终端控制信号并把所述终端控制信号发送给所述驱动电路模块；且所述驱动电路模块接收所述终端控制信号以控制所述风扇核心部件供电的通断与功率的调节。

本实用新型的电子装置具有无线通信模块，使用WIFI/蓝牙/Zigbee/2G/3G/4G无线方式替换传统的红外方式，对应的控制端可以是智能手机/平板电脑/PC电脑/专用手持终端。只要控制端可以直接或间接通过WIFI/蓝牙/Zigbee/2G/3G/4G与该电子装置进行通信即可。选用这些无线方式的好处是，他们都可以很好的解决传统红外遥控器在使用中会碰到的遥控距离、遥控角度、会被遮挡问题。尤其是该电子装置使用WIFI/蓝牙作为通信方式时，对应的控制终端可以选择智能手机，这样就能更好的避免遥控器找不到，电池没电，长期不用遥控器损坏等情况，这是因为智能手机的使用频率远高于功能单一的遥控器，且智能手机由于通话这一重要功能的存在，用户自然会极力避免没电、找不到或者损坏情况的出现。当使用WIFI作为通信方式时，该电子装置可以作为AP供用户的智能终端直接连接来进行控制，也可以为该电子装置设定所在地点的无线网络SSID与对应的接入密码来通过所在地点的无线网络进行更灵活的控制。如果所在的无线网络可以接入互联网，更可以让智能终端通过互联网来实现对风扇的超远程控制。

其次，该电子装置具有电压检测电路，可以检测到原风扇电路控制系统与风扇核心部件间——风扇核心部件是指风扇电机、摇头/摆风电机、加湿扇与空调扇的水泵、空调扇的电热管，各连线中的电压的有无或电压的变化。具体来说：只需要将该电子装置串接在原风扇电路控制系统与风扇核心部件之间，通过监测该电子装置的进线端是否存在电压或电压的变化来判断用户是否在通过原风扇电路控制方式进行操作，进而控制对应的出线来控制风扇核心部件进行相应的动作。比如：通过该电子装置中的电压检测电路，可以检测到原风扇电路控制系统引出的‘摇头档’、‘档位1’、‘档位2’、‘档位3’线路中是否存在电压，进而可以判断原风扇电路控制系统是否做出了响应的操作，如：档位1线路中的电压从无到有，则认为原电风扇控制系统希望风扇电机低速送风，反之认为停止低速送风；若摇头档的电压从无到有，则认为原风扇电路控制系统希望风扇电机摇头送风，反之认为停止摇头。该电子装置将原风扇电路控制系统希望进行的操作理解为相应的指令，如：检测到档位1线路中电压从无到有时，认为原风扇电路控制系统发出了“低速送风”的指令，反之为“停止低速送风”指令；若摇头档的电压从无到有，则认为原风扇电路控制系统发出了“摇头”指令，反之为“停止摇头”指令。这样的好处是，风扇原有的控制方式仍然存在，用户原有的使用习惯并没有因为智能功能的增加而发生改变，比如，老人可以继续使用风扇原有的操作习惯，而年轻人可以使用智能终端来实现更丰富和灵活的操作。同时，由于该电子装置只是串接在原有的电路中，并未对原电路系统、电路板做真正的改变，因此，该电子装置可以适用于绝大多数的普通风扇，不需要重新设计风扇的电路，不需重新设计风扇的模具，不需改变外观。同时由于普通电风扇内部总有一些空间，只要该电子装置的体积不要过大，完全可以将该装置借用现有风扇内部空间来安装。在该电子装置的实际设计过程中，可以将不同逻辑功能分别单独设计成独立的模块，不同模块间使用排线相连，这样就能更好的利用风扇内部不同位置的可用空间。该电子装置在风扇内部的固定方法，可以借用风扇内部原有的螺丝柱，也可使用双面胶或者热熔胶来固定。因此，按照上述理念设计的该电子装置，可以极低的成本使普通风扇变身为智能风扇。使用该方式来生产智能风扇的厂家所需的资金成本极大降低，技能门槛极大降低，所付出的时间成本极大降低，自然消费者的购买成本也会极大降低，会有更多的消费者可以享受到智能风扇带来的便利和乐趣。

第三，该电子装置具有开关与功率调节电路，可以实现对风扇核心部件的通断电以及输出功率的控制，由此来实现控制电机的转速变化，进而实现无极调速与适合于不同场景的各种智能风。举例来说：在能够使电机旋转的最小功率与风扇正常旋转的正常功率之间划分100份，每一份就对应了不同的转速，将这100份在智能终端上以滑动条的形式提供给用户进行滑动操作，就可以实现基于智能终端的无级调速。这样设计的好处是，可以实现电机的无级调速进而满足用户对更细致的不同风速的喜好；同时这样的设计思路即适用于交流电机也适用于直流电机，所不同的只是该电子装置的电压检测电路及开关与功率调节电路需要进行相应的修改即可。而当前市场上绝大多数的风扇还都是交流电机，因此，使用支持交流电机的该电子装置改造而成的智能风扇成本也就更低。

第四，由于该电子装置是串接在原风扇电路控制系统与风扇核心部件之间，为确保原风扇电路控制系统能够正常工作，该电子装置的进线端提供了220V供电接口，用于从风扇总供电线路中获取供电，以保证在原风扇电路控制系统处于关闭情况下，该电子装置仍然能够正常运行，以响应来自智能终端通过无线方式进行的控制。

第五，该电子装置的工作是由内部的软件来控制。这样设计的好处是，使用该电子装置的智能风扇就能够在定时、风速的控制方面超出普通股风扇的限制。比如无级调速的实现；比如定时功能，可以实现任意时间的设定，其定时精度、定时范围与准确性远好于普通机械定时器与普通IC芯片的定时。又由于该电子装置的输出端的通断与功率是由软件来控制，因此，可以更好的控制风速的变化来实现适合不同场景的智能风。比如，伴随时间的变化或者睡眠状态的变化而逐渐变化的自然风：如果变化的过程与使用者进入浅睡再进入深睡的过程相匹配，可以随着时间的变化逐渐降低风速的大小，让用户在未真正睡着前提供较大风力，在进入浅睡后提供中等风力，进入深睡后提供较小风力，那么这样的自然风就更适合用户在夏日睡眠时使用。风力变化的过程可以由用户根据自己的睡眠习惯通过智能终端以时间参数的方式来设定，也可以使用类似手环这样的智能设备与风扇进行通信来自动调整。又比如，通过控制输出功率来使风扇以低于1档的转速旋转，这样的风力就更适合幼儿睡眠时使用。

第六，该电子装置上运行的软件会接收到两种来源的指令，一个是来自该电子装置中的电压检测电路监测到的原风扇电路控制系统发出的操作，该操作被理解为来自用户通过原风扇操作系统发出的指令；另一个是来该电子装置上的无线通信模块接收到的智能终端发出的指令。同时，由于智能终端的种类繁多，生活中常用的就有PC/平板电脑/智能手机等等，以及每个家庭智能手机数量也不止一部，这就必然导致风扇原有控制方式与无线智能控制方式间的冲突情况，以及会有多部智能终端同时通过无线网络向该电子装置发送控制信息的情况出现。由此会导致不同风扇使用者之间产生矛盾，甚至可能出现当自家无线网络密码被破解导致风扇莫名异常运转的情况发生。

附图说明

图1 是普通风扇内部电路结构示意图。

图2 是安装本实用新型的一电子装置后的风扇内部电路结构示意图及本实用新型的一智能风扇内部电路结构示意图。

图3 是本实用新型的一电子装置的一实施例结构示意图。

图4 是本实用新型的一智能风扇的一实施例结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其它实施方式中。

本实用新型实施例提供了一种用于电风扇的电子装置及一种智能风扇，下面对其实施方式进行详细说明。

为更好的说明本实用新型在风扇内部的安装方式，先用图1说明普通风扇内部电路结构示意图。

如图1所示，风扇的核心部件1包括风扇电机11、摇头/摆风电机12以及分别用于加湿扇和空调扇的水泵/电热管13。它们都有唯一的电路与原风扇电路控制系统相连。原风扇电路控制系统2可以通过开关或按键的方式实现电源开关/定时/调速/摇头(摆风)操作，或者可以通过红外遥控器来实现上述操作。无论哪一种操作，都是通过控制原风扇电路控制系统14与风扇电机11、摇头/摆风电机12、水泵/加热管13间电路的通断来实现的。比如，若想要让风扇以1档风速旋转，则原风扇电路控制系统14会在用户的操作下，向“档位1-接线1”供电，此时风扇电机11将以1档风速旋转；若想让风扇摇头，则原风扇电路控制系统14会在用户的操作下，向“摇头/摆风-接线4”供电，此时摇头/摆风电机12开始工作。

图2是安装本实用新型的电子装置后的风扇内部电路结构示意图。是安装本实用新型的一电子装置后的风扇内部电路结构示意图及本实用新型的一智能风扇内部电路结构示意图。如图2所示，本实用新型的一电子装置3在安装时，只需串接在原风扇电路控制系统2与风扇核心部件1(包括风扇电机11、摇头/摆风电机12、水泵/电热管13)之间，并将风扇电源线处引出一对零线火线为本实用新型的电子装置3供电即可。本实用新型的一电子装置3的一端与原风扇电路控制系统2相连，另一端与风扇核心部件1(包括风扇电机11、摇头/摆风电机12、水泵/电热管13)相连。

图3是本实用新型的一电子装置的一实施例结构示意图。如图3所示，本实用新型的一电子装置3由两个模块构成，分别是驱动电路模块31与无线通信模块32。驱动电路模块31与无线通信模块32间通过低压排线接口316与低压排线接口323传递状态信息与控制信息。驱动电路模块31：原风扇电路控制系统2通过220V电压检测接口311与驱动电路模块31相连；并经由电压检测电路312进行电压有无的检测，检测结果通过低压排线接口316与低压排线接口323传送给无线通信模块32；无线通信模块32发出的控制信息经过低压排线接口323与低压排线接口316传递给驱动电路模块31上的开关与功率调节电路314，进而控制与220V电力输出接口315相连的风扇核心部件1。AC/DC转换电路313将220V电压检测接口311接入的220V交流电转换为5V直流电提供给电压检测电路312及开关与功率调节电路314，同时通过低压排线接口316与低压排线接口323为无线通信模块32供电。无线通信模块32：主要由无线与微处理器芯片321、天线接口322、低压排线接口323构成。驱动电路模块31上的电压检测电路312产生的状态信号通过低压排线接口316与低压排线接口323传递给无线与微处理器芯片321，通过其上运行的特定软件进行处理后，将产生的控制信号通过低压排线接口323与低压排线接口316传递给驱动电路模块31上的开关与功率调节电路314。天线接口321用于在必要时连接外置天线，以提供更强的无线信号。

图4 是本实用新型的一智能风扇的一实施例外观结构示意图。该智能风扇外观结构包括风扇核心部件41（风扇电机/摇头电机），操作面板42（含开关/定时/换挡/摇头按钮），风扇支撑杆43，风扇底盘44；该智能风扇可通过智能终端45使用无线信号进行遥控操作。

针对风扇原有控制方式与无线智能控制方式间冲突情况的出现，该电子装置提供如下的方法来加以解决：

1、最新指令优先: 不去区分指令的来源，有新的指令出现就去执行；2、只处理来自无线通信模块的指令；3、只处理来自原风扇电路控制系统的指令。这几种工作方式的选择，可以由用户通过智能终端上运行的特定软件来做设定。

针对多部智能终端同时进行操作的情况，该电子装置提供如下的方法来加以解决：

每部成功通过无线方式连接到该电子装置的智能终端，其唯一识别信息都会被该电子装置记录下来。用户可以通过智能终端上的特定软件来读取到这些曾经连接过的智能终端信息，在认为必要时可以启用授权模式并为这些连接过的智能终端进行授权或设置安全密码。在授权模式开启后，只有被授权的智能终端或者正确输入安全密码的智能终端才可连接到该电子装置进行操作。

由于该电子装置可能会涉及到所在地点无线网络SSID名称与密码以及授权模式信息的保存，当该使用该电子装置的风扇需要移动使用地点、授权信息需要更改、所在地点无线网络密码变化等情况发生时，需要对该电子装置内已保存的信息进行清除。而由于该电子装置是安装与风扇内部，并且所安装的风扇并没有重新开模来提供必要的按钮来为该电子装置进行初始化操作，因此需要设计新的方法来实现对该电子装置的初始化操作。

针对这种情况，本实用新型的电子装置提供如下方法来进行初始化操作：

安装了该电子装置的风扇，连续3次将电源接头插入电源，且在每次插入电源后10秒种内未做任何操作，则当该情况第3次出现后启动初始化过程，将该电子装置进行初始化，删除之前所记录的无线网络SSID名称与密码及授权模式信息。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出多种修改、变化、或等效物，但这些都将落入本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于风扇的电子装置，包括：

一驱动电路模块，用于检测风扇电路控制系统的状态和控制风扇核心部件供电的通断与功率的调节并产生一风扇电路控制系统的状态信号；

一无线通信模块，用于发送和接收所述驱动电路模块产生的风扇电路系统状态信号以及接收智能终端通过无线协议送达的终端控制信号；

所述风扇电路系统的状态信号通过所述无线通信模块发送到所述智能终端；

所述无线通信模块接收所述终端控制信号并把所述终端控制信号发送给所述驱动电路模块；所述驱动电路模块接收所述终端控制信号以控制所述风扇核心部件供电的通断与功率的调节。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：所述驱动电路模块包中包含电压检测电路用于生成风扇电路系统状态信号并将其通过低压排线接口传递给无线通信模块，开关与功率调节电路通过低压排线接口接收到无线通信模块传递的终端控制信号后控制风扇核心部件供电的通断与功率的调节，AC/DC转换电路为点烟检测电路、开关与功率调节电路供电，并通过低压排线接口为无线通信模块进行供电。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述无线通信模块包括：无线与微处理模块、天线接口和低压排线接口。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述无线协议包括：WIFI、蓝牙、ZigBee、2G（第二代移动通信 技术）、3G（第三代移动通信技术）和4G（第四代移动通信技术）。

5.一种智能风扇，包括风扇本体、设置于风扇本体内部的风扇电路控制系统以及风扇核心部件，其特征在于：所述智能风扇还包括一设置于所述风扇电路控制系统以及所述风扇核心部件之间的电子装置，所述电子装置包括：一用于检测风扇电路控制系统的状态和控制风扇核心部件供电的通断与功率的调节的驱动电路模块，且所述驱动电路模块产生一风扇电路系统状态信号；

一用于发送和接收所述驱动电路模块产生的风扇电路控制系统状态信号以及接收智能终端通过无线协议送达的终端控制信号无线通信模块；

所述风扇电路控制系统状态信号通过所述无线通信模块发送到所述智能终端；

所述无线通信模块接收所述终端控制信号并把所述终端控制信号发送给所述驱动电路模块；且所述驱动电路模块接收所述终端控制信号以控制所述风扇核心部件供电的通断与功率的调节。

6.如权利要求5所述的智能风扇，其特征在于，进一步包括一电源，所述电源与所述风扇电路控制系统连接。

7.如权利要求5所述的智能风扇，其特征在于，所述风扇核心部件包括风扇电机、摇头/摆风电机和水雾发生器。