CN205594341U - 一种智能开关板 - Google Patents

Abstract

一种智能开关板，包括：开关单元，与外部用电设备和供电线路串联，用于控制外部用电设备与供电线路的连接状态，还包括：红外线接收器、红外线发射器、传感单元和微控制器，其中，所述红外线接收器和所述红外线发射器分别连接所述微控制器，所述红外线接收器用于接收家电设备遥控器发出的红外控制信号，所述微控制器用于根据所述红外线接收器接收到的红外控制信号向外部智能家居控制器发送无线电信号，还用于接收外部智能家居控制器发送的无线电控制信号，并根据接收的无线电控制信号控制所述红外线发射器向外部用电设备发送红外控制信号。

Description

一种智能开关板

技术领域

本实用新型涉及一种智能家居系统，具体涉及一种智能开关板。

背景技术

随着智能控制技术和物联网的发展，智能家居逐步兴起并成为了研究热点，当前大部分智能家居系统的设计重点是：在家庭住宅内建立家居设备与系统控制器或个人移动终端之间的联网控制，但是对于智能家居发展的现状，大多数家庭仍处于普通家电居多的状况下，将普通旧家电更换为智能家电，一次性的投资使普通家庭望而却步，即使是高端家庭也会面临生产智能家电的厂家少、质量参差不齐、标准不统一、缺乏前期体验等棘手问题，且智能家居技术的实现需要用电器控制参数的统一，接受系统的统一管理，而保留已有家电电器，又会因其无法纳入智能家居系统而使智能系统缺失相应的智能体验，且现今的智能家居系统在对家庭成员行为的感知和判断家庭活动场景方面还有很大的欠缺，而增强智能家居系统对家庭成员行为感知和判断能力，需布置多种传感器，可能会需要重新装修房间。

针对上述问题，中国专利申请CN104299405A公开了一种红外发射装置，其包括设于装置外壳内的电路主板，所述电路主板具有MCU、红外发生器和红外发射管，所述电路主板上还设有通讯模块，以及接于所述该通讯模块与MCU之间的解释模块，该装置用于向对应的用电器转发由智能控制终端下达的动作指令，从而简单实现用手机智能控制终端对家居用电设备控制，该发明虽然解决了部份型号较旧的用电器不能与智能控制终端互联的问题，但是需要在家居中适当位置进行布设，显然仍需要规划房间布局，以便使该装置安放在最适当位置，且由于该装置底部设置吸盘吸附在平整表面，会出现装置滑落的情况发生。

发明内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服家庭现有可红外遥控的旧家电无法接入智能家居控制的缺陷。

有鉴于此，本实用新型提供一种智能开关板，包括，开关单元，与外部用电设备和供电线路串联，用于控制外部用电设备与供电线路的连接状态，还包括：红外线接收器、红外线发射器和微控制器，其中，所述红外线接收器和所述红外线发射器分别连接所述微控制器，所述红外线接收器用于接收家电设备遥控器发出的红外控制信号，所述微控制器用于根据所述红外线接收器接收到的红外控制信号向外部智能家居控制器发送无线电信号，还用于接收外部智能家居控制器发送的无线电控制信号，并根据接收的无线电控制信号控制所述红外线发射器向外部用电设备发送红外控制信号。

进一步地，还包括：传感单元，与所述微控制器连接，用于采集环境状态并发送电信号；所述微控制器还用于接收所述传感单元发送的电信号，并根据所述电信号向外部智能家居控制器发送环境参数。

进一步地，所述传感单元包括：光照度传感器，用于采集并发送外部光照度电信号；温湿度传感器，用于采集并发送外部温度和湿度电信号；热释电传感器，用于采集并发送人体热释电电信号；所述微控制器根据所述光照度传感器、温湿度传感器和热释电传感器发送的电信号向外部智能家居控制器发送光照参数、温湿度参数和人体热释电参数。

进一步地，还包括：电流传感器，分别与所述供电线路和所述微控制器连接，用于采集所述供电线路中负载的电流信号；所述微控制器还用于根据所述电流信号向外部智能家居控制器发送电流参数。

进一步地，还包括：取电单元和充电电池，所述取电单元与所述供电线路串联，用于通过所述供电线路获取电能，并向所述充电电池输送电能，所述充电电池与所述微控制器连接，用于提供电池电量采集信号。

进一步地，所述微控制器还用于接收外部智能家居控制器发送的照明控制信息，并根据所述照明控制信息发送照明控制信号；所述智能开关板还包括：照明负载，与所述微控制器连接，并根据所述微控制器发送的照明控制信号进行照明动作。

进一步地，还包括：触摸按键，与所述微控制器连接，用于接收用户操作；所述微控制器根据所述用户操作向所述照明负载或所述外部用电设备发送照明控制信号。

进一步地，所述微控制器还用于根据所述触摸按键接收的用户操作或外部智能家居控制器发送的所述外部用电设备控制信息控制所述开关单元的通断状态。

进一步地，所述微控制器还用于根据所述触摸按键接收的用户操作向外部智能家居控制器发送控制行为数据。

进一步地，所述微控制器与外部智能家居控制器之间通过蓝牙方式进行通信。

本实用新型提供的智能开关板可通过红外线接收器接收家电设备遥控器发出的红外控制信号，并通过微控制器根据红外线接收器接收到的红外控制信号向外部智能家居控制器发送无线电信号，同时还可以通过微控制器接收外部智能家居控制器发送的无线电控制信号，并根据接收的无线电控制信号控制红外线发射器向外部用电设备发送红外控制信号，实现家居用电设备控制智能化，且解决了已有旧电器无法纳入智能家居系统的问题，不需要重新布设家居环境，只需要将该智能开关板替换家庭现有的普通开关板即可实现，节约了智能家居升级、改造成本。同时，智能开关板通过内置的传感单元可增强智能家居系统对家居环境感知能力，以及对家庭成员行为感知和判断能力。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型实施例提供的一种智能开关板内部结构示意图。

具体实施方式

本实施例提供一种智能开关板，如图1所示，包括智能开关板1、外部智能家居控制器2以及外部用电设备20，其中，智能开关板1中包括：电流传感器3、取电单元4、充电电池5、触摸按键6、开关单元7、照明负载8、微控制器9、光照度传感器10、温湿度传感器11、热释电传感器12、红外线接收器13以及红外线发射器14；其中，开关单元7与外部用电设备20和供电线路串联，用于控制外部用电设备20与供电线路的连接状态，红外线接收器13和红外线发射器14分别连接微控制器9，红外线接收器13用于接收家电设备遥控器发出的红外控制信号，微控制器9用于根据红外线接收器13接收到的红外控制信号向外部智能家居控制器2发送无线电信号，同时接收外部智能家居控制器2发送的无线电控制信号，并根据接收的无线电控制信号控制红外线发射器14向家电设备发送红外控制信号。

具体地，红外线接收器13接收具有红外发射功能的家用电器的红外信号，并将该红外信号发送到微控制器9，微控制器9经过处理将该信息传送给外部智能家居控制器2实现信息交互，智能开关板1的数量以及安装位置可以根据家庭已有的普通开关板的数量以及位置确定，且安装后的智能开关板1需要事先完成与外部智能家居控制器2的设备绑定，外部智能家居控制器2可以是手提移动终端或者家用电脑，微控制器9与外部智能家居控制器2的信息，可以通过蓝牙或wifi技术实现传输，本实施例优选无线蓝牙方式进行通信，蓝牙设备可以集成在微控制器9中，可穿透墙体，传输距离一般可以达到10-30m，有利于提高智能家居系统操作的灵敏性与准确度，外部智能家居控制器2将接收到的信息进行处理后再发送给微控制器9，并将信号传输给红外线发射器14，红外线发射器14将该信号发送给具有接收红外功能的家用电器，实现家电设备的智能控制。

本实施例提供的一种智能开关板，利用红外线接收器、红外线发射器以及微控制器，完成家庭可红外遥控的普通旧家电接入智能家居，实现家居用电设备控制智能化，且不需要重新布设家居环境，只需将该智能开关板替换家庭现有的普通开关板即可实现，节约了智能家居升级、改造成本。

作为一个优选的实施方式，上述开关板还可以包括：传感单元，与微控制器9连接，用于采集环境状态并发送电信号，传感单元可以有多种传感器，在本实施例中优选包括光照度传感器10、温湿度传感器11以及热释电传感器12，上述传感器分别与微控制器9相连；其中，光照度传感器10用于采集并发送外部光照度电信号；温湿度传感器11用于采集并发送外部温度和湿度电信号；热释电传感器12用于采集并发送人体热释电电信号；微控制器9根据光照度传感器10、温湿度传感器11和热释电传感器12发送的电信号向外部智能家居控制器2发送光照参数、温湿度参数和人体热释电参数。

具体地，光照传感器10通过端口连接微控制器9，为微控制器9提供光照度采集信号，通过微控制器9为外部智能家居控制器2提供家庭居室内的光照度参数，智能家居控制器2结合家庭成员行为感知和家庭活动场景感知功能，可适时进行智能照明管理，调节居室的光照度达到适宜的程度；

温湿度传感器11通过端口连接微控制器9并提供温湿度采集信号，通过微控制器9为外部智能家居控制器2提供家庭居室内的温湿度参数，外部智能家居控制器2结合家庭成员行为感知生成智能判断命令，例如，居室内相关空调设备的控制指令传送给智能开关板，智能开关板通过内置的红外线发射器14将该指令转换为红外线信号通过红外线发射器14发出，继而智能调节居室的温湿度达到适宜的程度；

热释电传感器12通过端口连接微控制器9，提供人体热释电采集信号，可实时检测感应场中的人体热释电信号，并通过微控制器9将数据实时发送给外部智能家居控制器2，外部智能家居控制器2进行数据综合分析，判断、感知家庭成员行为和家庭活动场景，可准确识别是否有外人非法侵入。

本实施例提供的智能开关板，通过光照传感器、温湿度传感器以及热释电传感器结合微控制器、红外线接收器、红外线发射器以及外部智能家居控制器，实现智能家居家庭成员行为感知功能、家庭活动场景感知功能、安防管理功能、照明管理功能、环境调节功能，解决了已有旧电器无法纳入智能家居系统的缺陷。

作为一个优选的实施方式，上述开关板还可以包括：电流传感器3，分别与供电线路和微控制器9连接，用于采集供电线路中负载的电流信号，微控制器9根据电流信号向外部智能家居控制器2发送电流参数；

具体地，电流传感器3通过左侧端口连接交流220V火线，右侧端口连接取电单元4，形成电流通路，下方端口连接微控制器9，为微控制器9提供电流通路的采集信号，在微控制器9的控制下，可为外部智能家居控制器2提供照明负载8以及外部用电设备20的电流参数，照明负载8可以是LED夜灯，外部智能家居控制器2对此参数进行统计分析，为家庭成员提供照明节能管理。

本实施例提供的智能开关板，通过电流传感器结合微控制器、红外线接收器、红外线发射器以及外部智能家居控制器，实现智能家居家庭成员行为感知功能、家庭活动场景感知功能、家用电器管理功能和能源管理功能，解决了已有旧电器无法纳入智能家居系统的缺陷。

例如，当人处于卧室时，可以通过手持终端设备得知，客厅已经有一段时间没人，但电视忘记关闭，此时手持终端设备通过无线蓝牙发出“关闭”命令到客厅内智能开关板1的红外线发射器14，继而关闭电视；如果距离超过无线蓝牙的通讯距离，可以通过逐级传送的方式发送命令，可以将“关闭”命令先发送到卧室中的智能开关板1，卧室中的智能开关板1的微控制器9传输“关闭”命令到客厅中的智能开关板1中的微控制器9，继而客厅中智能开关板1的微控制器9将该命令发送给红外线发射器14，关闭电视。

本实施例提供的智能开关板，还可以包括：取电单元4和充电电池5，取电单元4与供电线路串联，用于通过供电线路获取电能，并向充电电池5输送电能，充电电池5与微控制器9连接，用于提供电池电量采集信号。

具体地，通过单火取电的方式为充电电池5充电，单火取电方式包括开态取电模式与关态取电模式，如图1所示，开态取电模式是开关单元7处于导通态，即外部用电设备20点亮的模式，该模式下取电回路为：～220V火线电流经电流传感器3进入取电单元4，从取电单元4下方右侧输出，再经开关单元7输出至外部用电设备20右侧，最后从外部用电设备20左侧输出回到～220V零线，该模式下取电电流即为流过外部用电设备20的电流(一般可有几十到上百毫安电流)，取电单元变换此电流为充电电池5充电，同时为保证外部用电设备20的正常工作，取电单元4在此模式下限制取电电压处于较小值(例如不超过10V)；关态取电模式是开关单元7处于关断态，即外部用电设备20熄灭的模式，该模式下取电回路为：～220V火线电流经电流传感器3进入取电单元4，取电单元4下方左侧直接输出至外部用电设备20右侧，最后从外部用电设备20左侧输出回到～220V零线，为保证外部用电设备20可靠熄灭，取电单元4在此模式下限制取电电流为微安级别(例如不超过10uA)，此时加在取电单元4两端的电压接近220V，取电单元4经变换后可输出将近一毫安的小电流为充电电池5充电；由此可见，智能开关板1的取电模式以开态取电模式为主，关态取电模式为辅，若需要节省制造成本，也可去掉关态取电模式，同时充电电池5除了为智能开关板1电路进行供电外，通过与微控制器9连接，向微控制器9提供电池电量采集信号。

本实用新型实施例提供的智能开关板，取电单元采用开态取电与关态取电两种模式实现对开关板系统供电，保证智能开关板有足够的能源供给，使智能开关板的工作更加稳定。

优选地，微控制器9还用于接收外部智能家居控制器2发送的照明控制信息，并根据照明控制信息发送照明控制信号；智能开关板1还包括：照明负载8，与微控制器9连接，并根据微控制器9发送的照明控制信号进行照明动作；触摸按键6与微控制器9连接，用于接收用户操作；微控制器9根据用户操作向照明负载8或外部用电设备20发送照明控制信号；微控制器9还用于根据触摸按键6接收的用户操作或外部智能家居控制器2发送的外部用电设备控制信息控制开关单元7的通断状态；微控制器9还用于根据触摸按键6接收的用户操作向外部智能家居控制器2发送控制行为数据。

具体地，智能开关板1内置的开关单元7用于控制外部用电设备20供电回路的通断，家庭成员可以通过触摸按键6触发微控制器9控制开关单元7，实现手动照明控制，同时外部智能家居控制器2也可以结合家庭成员行为感知和家庭活动场景感知功能，通过蓝牙无线链路控制信号给智能开关板1，继而控制开关单元7的通断，实现智能照明管理；且家庭成员对智能开关板1上触摸按键6的操作，也可以通过蓝牙发送给外部智能家居控制器2，经过外部智能家居控制器2分析、处理该操作，综合其他传感单元数据，判断家庭成员的行为意图。

上述实施例提供的一种智能开关板，实现开关单元的手动与智能两种控制方式，使家居用电设备控制更加人性化与智能化，解决了已有旧电器无法纳入智能家居系统的问题，且不需要重新布设家居环境，只需将该智能开关板替换家庭现有的普通开关板即可实现，节约了智能家居升级、改造成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种智能开关板，包括：开关单元，与外部用电设备和供电线路串联，用于控制外部用电设备与供电线路的连接状态，其特征在于，还包括：红外线接收器、红外线发射器和微控制器；

其中，所述红外线接收器和所述红外线发射器分别连接所述微控制器，所述红外线接收器用于接收家电设备遥控器发出的红外控制信号，所述微控制器用于根据所述红外线接收器接收到的红外控制信号向外部智能家居控制器发送无线电信号，还用于接收外部智能家居控制器发送的无线电控制信号，并根据接收的无线电控制信号控制所述红外线发射器向外部用电设备发送红外控制信号。

2.根据权利要求1所述的智能开关板，其特征在于，还包括：

传感单元，与所述微控制器连接，用于采集环境状态并发送电信号；

所述微控制器还用于接收所述传感单元发送的电信号，并根据所述电信号向外部智能家居控制器发送环境参数。

3.根据权利要求2所述的智能开关板，其特征在于，所述传感单元包括：

光照度传感器，用于采集并发送外部光照度电信号；

温湿度传感器，用于采集并发送外部温度和湿度电信号；

热释电传感器，用于采集并发送人体热释电电信号；

所述微控制器根据所述光照度传感器、温湿度传感器和热释电传感器发送的电信号向外部智能家居控制器发送光照参数、温湿度参数和人体热释电参数。

4.根据权利要求1所述的智能开关板，其特征在于，还包括：

电流传感器，分别与所述供电线路和所述微控制器连接，用于采集所述供电线路中负载的电流信号；

所述微控制器还用于根据所述电流信号向外部智能家居控制器发送电流参数。

5.根据权利要求1所述的智能开关板，其特征在于，还包括：取电单元和充电电池，所述取电单元与所述供电线路串联，用于通过所述供电线路获取电能，并向所述充电电池输送电能，所述充电电池与所述微控制器连接，用于提供电池电量采集信号。

6.根据权利要求1所述的智能开关板，其特征在于，所述微控制器还用于接收外部智能家居控制器发送的照明控制信息，并根据所述照明控制信息发送照明控制信号；

所述智能开关板还包括：照明负载，与所述微控制器连接，并根据所述微控制器发送的照明控制信号进行照明动作。

7.根据权利要求6所述的智能开关板，其特征在于，还包括：

触摸按键，与所述微控制器连接，用于接收用户操作；所述微控制器根据所述用户操作向所述照明负载或所述外部用电设备发送照明控制信号。

8.根据权利要求7所述的智能开关板，其特征在于，所述微控制器还用于根据所述触摸按键接收的用户操作或外部智能家居控制器发送的所述外部用电设备控制信息控制所述开关单元的通断状态。

9.根据权利要求7所述的智能开关板，其特征在于，所述微控制器还用于根据所述触摸按键接收的用户操作向外部智能家居控制器发送控制行为数据。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的智能开关板，其特征在于，所述微控制器与外部智能家居控制器之间通过蓝牙方式进行通信。