CN205139634U - 一种智能控制系统 - Google Patents

Abstract

一种智能控制系统，属于自动控制技术领域，包括：用于将市电转换为安全交流电压的交流变压器、用于接收外部指令的总控制装置、用于驱动负载设备的分控制装置和用于发送外部指令的用户终端设备，所述总控制装置上设有第一通信模块，所述用户终端设备上设有第二通信模块，所述第一通信模块与所述第二通信模块通过无线局域网连接，所述交流变压器的电压输出端分别与所述总控制装置和所述分控制装置的电压输入端连接，所述总控制装置与所述分控制装置连接。本设计采用局域网数据传输方式，有效提高了数据传输的安全性，并增设了总控制装置，有利于负载设备的统一管理，增强了负载设备的可控性，且有效地方便了负载系统地改造。

Description

一种智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，具体而言，涉及一种智能控制系统。

背景技术

目前，大多数灯具、音响设备或灌溉系统等都是由传统的开关面板控制，可控性较低且线路布局较为麻烦。随着智能仪器及网络通信技术的发展，无线通信被广泛应用。家用设备的控制也变得更加灵活，例如发展迅速的智能灯关控制系统，可以通过智能用户终端设备或遥控器等控制智能灯具的开关。通过智能用户终端设备控制智能灯具的开关的方法为：智能用户终端设备，例如手机、平板电脑等与智能灯具的控制面板建立无线互联，从而通过智能用户终端设备远程控制智能灯具的开关；这样设计很难对现有的家电系统实现改造。而通过遥控器控制智能灯具的开关的方法应用更为广泛，是采用神经网络模糊控制技术，通过遥控器直接控制智能灯具的开关，这样设计较简单，但是可控性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能控制系统，有效地改善了上述的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种智能控制系统，包括：用于将市电转换为安全交流电压的交流变压器、用于接收外部指令的总控制装置、用于驱动负载设备的分控制装置和用于发送外部指令的用户终端设备，所述总控制装置上设有第一通信模块，所述用户终端设备上设有第二通信模块，所述第一通信模块与所述第二通信模块通过无线局域网连接，所述交流变压器的电压输出端分别与所述总控制装置和所述分控制装置的电压输入端连接，所述总控制装置与所述分控制装置连接。

进一步地，所述总控制装置包括第一电源模块、第一控制模块和第一电力载波模块，所述第一电源模块的电压输入端与所述交流变压器的电压输出端连接，所述第一电源模块的电压输出端分别与所述第一通信模块、所述第一控制模块及所述第一电力载波模块的电源端连接，所述第一控制模块分别与所述第一通信模块及所述第一电力载波模块连接，所述分控制装置包括用于接收所述总控制装置的所述第一控制模块发送的控制信号的第二电力载波模块，所述第一电力载波模块与所述第二电力载波模块通过交流电力线连接。

进一步地，所述分控制装置有多个，每个所述分控制装置驱动一个负载设备，所述交流变压器的电压输出端分别与多个所述分控制装置连接。

进一步地，所述分控制装置还包括第二电源模块、第二控制模块和驱动电路模块，所述第二电源模块的电压输入端与所述交流变压器的电压输出端连接，所述第二电源模块分别与所述第二控制模块、所述第二电力载波模块、所述驱动电路模块的电源端连接，所述第二控制模块与所述第二电力载波模块的输出端连接，所述第二控制模块与所述驱动电路模块的控制端连接，所述驱动电路模块与所述负载设备的输入端连接。

进一步地，所述总控制装置还包括时钟芯片，所述时钟芯片与所述第一控制模块连接。

进一步地，所述第一通信模块包括zigbee模块、蓝牙模块或Wi-FiDirect模块中任一种。

进一步地，所述负载设备包括白光LED灯。

进一步地，所述驱动电路模块为LED驱动器。

进一步地，所述负载设备包括调光LED灯，所述调光LED灯包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片，所述驱动电路模块包括第一调光电路，第二调光电路和第三调光电路，所述第一调光电路的输出端与所述红光LED芯片的电源端连接，所述第二调光电路的输出端与所述绿光LED芯片的电源端连接，所述第三调光电路的输出端与所述蓝光LED芯片的电源端连接。

进一步地，所述负载设备包括音响设备或灌溉系统的洒水器。

本实用新型提供的智能控制系统，通过设计用于与用户终端设备建立无线局域网连接的总控制装置，接收外部指令，并根据外部指令发送控制信号到分控制装置，分控制装置根据接收到的控制信号驱动负载设备执行相应的动作。本设计采用无线局域网数据传输方式，有效提高了数据传输的安全性，并增设了总控制装置，有利于负载设备的统一管理，增强了负载设备的可控性，且有效地方便了负载系统地改造。另外，在此基础上，通过在总控制装置上设计第一电力载波模块和分控制装置上设计第二电力载波模块，两个电力载波模块通过交流电力线作为载波通信媒介，将信号线与电源线合二为一，有效地改善了另外铺设信号线为布线工程带来的麻烦。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种智能控制系统的模块框图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种智能控制系统的总控制装置的内部结构的模块框图；

图3示出了本实用新型实施例提供的一种智能控制系统的分控制装置的内部结构的模块框图；

图4示出了本实用新型实施例提供的一种智能控制系统的多支路结构的一种布线方式的模块框图；

图5示出了本实用新型实施例提供的一种智能控制系统的多支路结构的另一种布线方式的模块框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种智能控制系统，如图1所示，包括：交流变压器300、总控制装置400、分控制装置500和用户终端设备100，总控制装置400上设有第一通信模块440，用户终端设备100上设有第二通信模块，第一通信模块440与所述第二通信模块通过无线局域网连接，且不需要接入外部网络，使得用户终端设备100与总控制装置400之间在局域网内部实现P2P的数据传输模式。例如，第一通信模块440可以包括Wi-FiDirect模块、zigbee模块、蓝牙模块等。交流变压器300的电压输出端分别与总控制装置400和分控制装置500的电压输入端连接，且总控制装置400与分控制装置500连接。

交流变压器300的输入端与家用电源200连接，将市电转换为安全交流电压分别为总控制装置400和分控制装置500供电，总控制装置400上安装有第一通信模块440，用户终端设备100上的第二通信模块与第一通信模块440无线互连。基于此，总控制装置400接收用户终端设备100发送的外部指令，总控制装置400根据接收到的外部指令发送控制信号到分控制装置500，分控制装置500根据控制信号驱动负载设备600执行相应地动作。优选的，用户终端设备100发送外部指令的方式可以为：用户终端设备100上安装有相应的应用软件，用户通过所述应用软件发送外部指令。本设计采用无线局域网数据传输方式，有效提高了数据传输的安全性，并增设了总控制装置400，有利于负载设备600的统一管理，增强了负载设备600的可控性，且有效地方便了负载系统地改造。

具体来讲，如图2所示，本实用新型实施例提供的智能控制系统的总控制装置400可以包括第一控制模块410、第一电源模块420和第一电力载波模块430，第一电源模块420的电压输入端与交流变压器300的电压输出端连接，第一电源模块420的电压输出端分别与第一通信模块440、第一控制模块410及第一电力载波模块430的电源端连接，第一控制模块410分别与第一通信模块440及第一电力载波模块430连接。第一电源模块420将交流变压器300输出的安全交流电压转换为合适的电压，分别为第一控制模块410、第一通信模块440和第一电力载波模块430供电。例如，第一电源模块420可以包括桥式整流模块和电压调节模块，桥式整流模块用于将交流变压器300的电压输出的安全交流电转变为直流电，再通过电压调节模块，如集成三端稳压芯片LM317，将该直流电压分别调节为第一控制模块410、第一通信模块440和第一电力载波模块430适用的电压输出为各模块供电。

另外，如图3所示，分控制装置500包括第二控制模块510、第二电源模块520、第二电力载波模块530和驱动电路模块540，所述第二电源模块520的电压输入端与所述交流变压器300的电压输出端连接，所述第二电源模块520分别与所述第二控制模块510、所述第二电力载波模块530、所述驱动电路模块540的电源端连接，所述第二控制模块510与所述第二电力载波模块530的输出端连接，所述第二控制模块510与所述驱动电路模块540的控制端连接，所述驱动电路模块540与所述负载设备600的输入端连接。第二电源模块520将交流变压器300输出的安全交流电压转换为合适的电压，分别为第二控制模块510、第二电力载波模块530及驱动电路模块540供电。例如，第二电源模块520可以包括桥式整流模块和电压调节模块，桥式整流模块用于将交流变压器300的电压输出的安全交流电转变为直流电，再通过电压调节模块，如集成三端稳压芯片LM317，将该直流电压分别调节为第二控制模块510、第二电力载波模块530及驱动电路模块540适用的电压输出为各模块供电。

总控制装置400上的第一电力载波模块430与分控制装置500上的第二电力载波模块530通过交流电力线连接。以交流电力线作为载波通信媒介，将信号线与电源线合二为一，有效地改善了另外铺设信号线为布线工程带来的麻烦。

当第二通信模块与第一通信模块440建立互连时，用户可以通过用户终端设备100发出外部指令。此时，第一通信模块440接收到外部指令，将其转化为第一控制模块410可识别的电信号发送给第一控制模块410，第一控制模块410根据所述外部指令，发送控制信号到第一电力载波模块430，控制信号经过第一电力载波模块430调制后，通过交流电力线传输给第二电力载波模块530，第二电力载波模块530接收经调制的控制信号，并将其解调后转化为第二控制模块510可以识别的电信号发送给第二控制模块510，第二控制模块510控制驱动电路模块540驱动负载设备600执行相应的动作。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第一控制模块410可以为单片机，型号优选为PIC24FJ256GA110，且第二控制模块510也可以为单片机，型号优选为PIC24F08KL302。当然，所述单片机还可以由DSP、ARM或FPGA等其他具有数据处理功能的芯片代替。第一通信模块440可以优选为Wi-FiDirect模块，通过P2P的数据传输方式与用户终端设备上的第二通信模块互连，当然也可以采用其他无线个人网络模块，如蓝牙模块，型号可以采用BC417143B。用户终端设备100可以为手机、平板电脑等。

本实用新型实施例中，第一电力载波模块430可以优选采用电力载波调制解调芯片ST7538，当然，也可以采用其他型号的电力载波调制解调芯片。

本实用新型提供的智能控制系统还可以实现负载设备600的定时开关，具体的实施方式为：如图2所示，总控制装置400还包括时钟芯片450，所述时钟芯片450与所述第一控制模块410连接。第一控制模块410通过控制时钟芯片450实现负载设备600的定时开关。时钟芯片450的型号可以为DS1302。

当用户终端设备100与本智能控制系统匹配成功时，即第二通信模块和第一通信模块440无线互连，总控制装置400的第一控制模块410通过第一通信模块440读取用户终端设备100的当前时间值，进而第一控制模块410控制时钟芯片450根据读取到的所述当前时间值同步系统时间。当第一控制模块410接收到用户终端设备100发送的定时开或关信号时，第一控制模块410将接收到的定时时间参数与当前系统时间对比，当二者一致时，控制分控制装置500，从而开启或关闭负载设备600；若二者不一致，则等待且继续对比。

本实用新型提供的智能控制系统的负载设备600可以是灯具，例如，白光发光二极管(LightEmittingDiode，LED)。当负载设备600为白光LED灯时，可以通过本智能控制系统控制白光LED灯的亮度调整。

白光LED灯的驱动方式有多种，本实用新型实施例中，优选为恒流驱动方式。此时，驱动电路模块540可以为电压调节电路，也可以为LED驱动器，用于驱动白光LED灯，并通过调节驱动电路模块540的输出功率调节白光LED灯的亮度。本实用新型实施例中，驱动电路模块540优选采用LED驱动芯片LT3406。

另外，上述灯具还可以为调光LED灯，所述调光LED灯包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片。每一种颜色的LED芯片即为一个颜色通道，从而红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片组成三基色颜色通道。当然，所述LED芯片也可以是LED灯珠。所述驱动电路模块540包括第一调光电路，第二调光电路和第三调光电路，所述第一调光电路的输出端与所述红光LED芯片的电源端连接，所述第二调光电路的输出端与所述绿光LED芯片的电源端连接，所述第三调光电路的输出端与所述蓝光LED芯片的电源端连接。

采用RGB调色方式，通过对每种颜色的LED芯片的亮度进行调节，通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们之间的叠加来得到各式各样的颜色，从而实现调光LED灯的调光功能。使用时，总控制装置400的第一控制模块410接收到用户终端设备100发送的关于调节灯光颜色的外部指令，发送控制信号到分控制装置500的第二控制模块510，第二控制模块510根据接收到的控制信号控制驱动电路模块540，即第一调光电路，第二调光电路和第三调光电路的输出功率，从而控制三基色颜色通道的发光颜色，最终形成用户终端设备100上所设定的光色。

当然，本实用新型实施例中，第一调光电路优先采用LED驱动器，LED驱动芯片可以采用LT3406。当然，也可以采用多通道输出的LED驱动器，此时，红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片分别与多通道输出的LED驱动器的不同输出通道连接，通过多通道输出的LED驱动器分别控制红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片的输入功率。

本实用新型提供的智能控制系统可以采用如图4所示多支路控制，即所述分控制装置500可以有多个，所述交流变压器300的电压输出端分别与多个所述分控制装置500连接。每个分控制装置500驱动一种负载设备600，且每一种负载设备600可以有多个。可以根据负载设备600的种类设置分控制装置500的数量。例如负载设备600包括第一负载、第二负载、第三负载、……、第N负载，此时，对应的多个分控制装置500分别为第一分控制装置、第二分控制装置、第三分控制装置、……、第N分控制装置，且第一分控制装置与第一负载连接，第二分控制装置与第二负载连接、第三分控制装置500与第三负载连接、……、第N分控制装置与第N负载连接。且每一种负载设备600可以多个，例如，当第一负载为白光LED时，白光LED可以为多个。总控制装置可以接收用户终端设备发送的外部指令，并根据外部指令控制一个或多个分控制装置执行相应的动作。需要说明的是，分控制装置500的数量应该不超过主控制装置的负荷范围，且每一种负载设备600的个数应该不超过相应分控制装置500的负荷范围。这样设计增大了本智能控制系统的控制范围，且有效地方便了负载系统地改造。

另外，需要说明的是，关于总控制装置400与分控制装置500与交流变压器300的连接方式还可以采用如图5所示的实施方式。总控制装置400的第一电源模块420的输入端与交流变压器300的电压输出端连接，而分控制装置500的第二电源模块520的输入端与总控制装置400的第一电源模块420的输入端连接。且总控制装置400的第一电力载波模块430和分控制装置500的第二电力载波模块530分别与连接第一电源模块420和第二电源模块520的交流电力线连接。这样设计可以使得本智能控制系统的布线更加方便灵活。

此外，本实用新型提供的智能控制系统适用的负载设备600还可以是音响设备、灌溉系统的洒水阀等。需要说明的是，当负载设备600为音响设备、灌溉系统的洒水阀时，对应分控制装置500的驱动电路模块540可以采用电压调节电路。

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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.一种智能控制系统，其特征在于，包括：用于将市电转换为安全交流电压的交流变压器、用于接收外部指令的总控制装置、用于驱动负载设备的分控制装置和用于发送外部指令的用户终端设备，所述总控制装置上设有第一通信模块，所述用户终端设备上设有第二通信模块，所述第一通信模块与所述第二通信模块通过无线局域网连接，所述交流变压器的电压输出端分别与所述总控制装置和所述分控制装置的电压输入端连接，所述总控制装置与所述分控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于，所述总控制装置包括第一电源模块、第一控制模块和第一电力载波模块，所述第一电源模块的电压输入端与所述交流变压器的电压输出端连接，所述第一电源模块的电压输出端分别与所述第一通信模块、所述第一控制模块及所述第一电力载波模块的电源端连接，所述第一控制模块分别与所述第一通信模块及所述第一电力载波模块连接，所述分控制装置包括用于接收所述总控制装置的所述第一控制模块发送的控制信号的第二电力载波模块，所述第一电力载波模块与所述第二电力载波模块通过交流电力线连接。

3.根据权利要求2所述的智能控制系统，其特征在于，所述分控制装置有多个，每个所述分控制装置驱动一个负载设备，所述交流变压器的电压输出端分别与多个所述分控制装置连接。

4.根据权利要求3所述的智能控制系统，其特征在于，所述分控制装置还包括第二电源模块、第二控制模块和驱动电路模块，所述第二电源模块的电压输入端与所述交流变压器的电压输出端连接，所述第二电源模块分别与所述第二控制模块、所述第二电力载波模块、所述驱动电路模块的电源端连接，所述第二控制模块与所述第二电力载波模块的输出端连接，所述第二控制模块与所述驱动电路模块的控制端连接，所述驱动电路模块与所述负载设备的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的智能控制系统，其特征在于，所述总控制装置还包括时钟芯片，所述时钟芯片与所述第一控制模块连接。

6.根据权利要求5所述的智能控制系统，其特征在于，所述第一通信模块包括zigbee模块、蓝牙模块或Wi-FiDirect模块中任一种。

7.根据权利要求6所述的智能控制系统，其特征在于，所述负载设备包括白光LED灯。

8.根据权利要求7所述的智能控制系统，其特征在于，所述驱动电路模块为LED驱动器。

9.根据权利要求6所述的智能控制系统，其特征在于，所述负载设备包括调光LED灯，所述调光LED灯包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片，所述驱动电路模块包括第一调光电路，第二调光电路和第三调光电路，所述第一调光电路的输出端与所述红光LED芯片的电源端连接，所述第二调光电路的输出端与所述绿光LED芯片的电源端连接，所述第三调光电路的输出端与所述蓝光LED芯片的电源端连接。

10.根据权利要求6所述的智能控制系统，其特征在于，所述负载设备包括音响设备或灌溉系统的洒水器。