CN211180604U - 一种宿舍用多功能智能开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宿舍用多功能智能开关，包括方形壳体，在该方形壳体中设有智能开关电路；智能开关电路中的指令输入电路与处理器的输入端相连；继电器电路的线圈与处理器的输出端相连，继电器电路的常开触点串接在宿舍的日光灯电源中，通过所述指令输入电路实现操控；显示电路与处理器的输出端相连，通过指令输入电路实现操控；WIFI模块电路与处理器相连，且该WIFI模块电路与校内的服务器相通信，通过网络和通信协议，服务器能够获取WIFI模块电路请求，并将讯息发送回WIFI模块电路，宿舍人员利用WIFI模块电路获取学校通知、宿舍电量信息、当前时间；电源电路与处理器相连，用于提供电源。本实用新型满足了校园宿舍学生的日常用电功能。

Description

一种宿舍用多功能智能开关

技术领域

本实用新型涉及开关领域，具体涉及一种宿舍用多功能智能开关。

背景技术

针对学生宿舍而发明的智能开关只有远程开关灯、定时开关灯、决策开关灯的功能(申请号CN201721489172.5)，没有触摸按键、发布学校通知、查询宿舍电量信息、声光提示、日期显示、白天/夜晚模式自动切换和节电功能。

有通过智能电表获取电量信息(申请号CN201410238910.3)，但这些都是孤立的、无系统的智能设备，对于学校宿舍(一个学校有几千个，有着庞大需求量)，不便于集中配置与管理。

由于大学宿舍的特殊性，每个宿舍的电量是提前买好的(而不是月结算)，这就导致了突然停电的现象，作者经历了多次，深深感受到这种情况带来的不便。虽然可以通过软件查询剩余电量，但是大家通常想不起来这件事，往往在停电后才意识到没有电费了。因此希望有一个设备，可以提醒我们剩余电量不足了，需要交电费了。

现在查询电量方式为软件查询，其本质目的是提供电量信息。但是这种方式并不直接，不具有提示的作用。生活中电子广告牌随处可见，它将商家的信息直接提供给我们。实际上，我们也可以在宿舍安装显示器，通过显示器来通知学生。而且不仅可以提供电量信息，还可以像教务系统通知学校的讯息，比如明天停水、考试信息已公布等等，学校像组成一张信息网一样。

可是将显示器装在哪里呢。据考察，宿舍的电源开关普遍在进门的旁边，它占据着无比好的地势：学生进出门时都会看它。可是它并没充分利用这个优势，只在开关的瞬间起到了作用(一天大概5分钟)，利用率可以说是极低的。如果将显示器装在开关身上呢？既节省了空间，不用开墙布线，又增加了开关的功能，大大提高了利用率，事半功倍。

信息的流通需要载体，如何给显示器连上网呢。现在的笔记本大都告别了接线的时代，鼠标是无线的，网络是无线的等等，笔记本中有一个WiFi模块，在不需接线的前提下，它让人们能在较远的地方网上冲浪。现代校园里，可以说遍布WiFi信号。因此我们也可以将WiFi模块嵌入显示器中(当然需要主处理芯片)，这样无需再布线连接，减少施工和材料成本。

机械式开关会将灰尘带入内部，让电子产品使用寿命大大缩减。如果我们不采用传统的机械式，而用现代的触控方式呢。这样电路可以被装在一个密闭的结构里，减少外界对它的腐蚀。另外我们还可以加入指示灯，电源打开时，指示灯亮，关闭时，指示灯灭，像饮水机开关似的。

当然，为了更好的人机交互性，里面还加入了声光提示、日期显示、白天/夜间模式自动切换等功能，为了减少耗电量，智能开关设计为自动待机、周期工作，屏幕由玻璃构成，触摸光滑，不导电，具有很强科技感和安全性。

发明内容

本实用新型提供一种宿舍用多功能智能开关，用以解决现有中提出的问题。

本实用新型按以下技术方案实现：

一种宿舍用多功能智能开关，包括方形壳体，在该方形壳体中设有智能开关电路；

所述智能开关电路包括：

处理器；

指令输入电路，其与所述处理器的输入端相连；

继电器电路，该继电器电路的线圈与所述处理器的输出端相连，继电器电路的常开触点串接在宿舍的日光灯电源中，通过所述指令输入电路实现操控；

显示电路，其与所述处理器的输出端相连，通过所述指令输入电路实现操控；

WIFI模块电路，其与所述处理器相连，且该WIFI模块电路与校内的服务器相通信，通过网络和通信协议，服务器能够获取WIFI模块电路请求，并将讯息发送回WIFI模块电路，宿舍人员利用WIFI模块电路获取学校通知、宿舍电量信息、当前时间；

电源电路，其与处理器相连，用于提供电源。

进一步，所述继电器电路包括继电器、驱动部件和续流二极管；所述处理器通过驱动部件与继电器的线圈相连，所述续流二极管与继电器的线圈相并接。

进一步，所述WIFI模块电路采用ESP8266-01s模块，该ESP8266-01s模块由ESP8266主控芯片和flash存储芯片组成。

进一步，所述显示电路采用薄膜晶体管液晶显示器，其通过显示器驱动芯片与处理器相连；当按下指令输入电路中的通知按键后，薄膜晶体管液晶显示器将会显示通知界面，用于将WIFI模块获取学校通知进行显示；当按下指令输入电路中的电量按键后，薄膜晶体管液晶显示器将会显示电量界面，用于将WIFI模块获取宿舍电量信息进行显示。

进一步，所述显示器驱动芯片与背光控制电路相连，用以对薄膜晶体管液晶显示器背光亮度的控制。

进一步，还包括FLASH扩展电路，所述FLASH扩展电路与处理器相连，用于存储宿舍剩余电量、每个月用电量、上次充电量信息以及存储学校通知。

进一步，还包括报警电路，所述报警电路包括无源蜂鸣器、驱动部件和续流二极管；所述处理器通过驱动部件与无源蜂鸣器相连，所述续流二极管与无源蜂鸣器相并接；当宿舍剩余电量小于不进行声光提示下最少剩余电量，或接收到新的学校通知，或有学校通知未读时，无源蜂鸣器起振，发出提示音。

进一步，所述处理器采用MCU及其基本外围电路；其中，MCU采用STM32F103RCT6芯片；其中，所述STM32F103RCT6芯片连接有高频晶振电路和低频晶振电路，分别作为工作时钟源和RTC时钟源，通过RTC时钟源能够配置实时时钟闹钟，到达设定时间后产生一个闹钟事件，从而唤醒待机中的MCU，之后MCU清除实时时钟闹钟配置，定时工作预设时间，再根据将要待机时间设定实时时钟闹钟，并进入待机模式，周而往复，实现了周期性工作的功能，进而达到节电效果。

进一步，所述电源电路包括AD-220V/DC-12V转换电路、DC-12V/DC-5V转换电路以及DC-5V/DC-3.3V转换电路。

进一步，所述方形壳体中的外壳采用塑料壳，方形壳体中的主视面设为玻璃面板；所述指令输入电路采用触摸按键及其LED指示电路，其中，触摸按键及其LED指示电路包括铜板传感器、触摸检测芯片和LED灯；所述铜板传感器安装在玻璃面板下，当触摸玻璃面板时，其下部的铜板传感器上的电容发生改变，触摸检测芯片检测出与铜板传感器相连的引脚电压变化，从而触摸检测芯片触发处理器产生中断，使得铜板传感器相对应的LED灯点亮。

本实用新型有益效果：

本实用新型的智能开关具有触摸按键、发布学校通知、查询宿舍电量信息、声光提示、日期显示、白天/夜晚模式自动切换和节电(本智能开关电器的节电，不是节省整个宿舍的电量)等功能，满足了校园宿舍学生的日常用电功能。具体为本发明利于全日制大学生、研究生以及学校管理系统，让学校管理系统组成一张信息网，使信息通知更加的直接、方便、及时；在帮助学校加强管理系统的同时，也提高了全日制大学生、研究生在校生活质量，让物联网带给学校科技的力量。此外，本发明可以提示每月用电量、剩余电量，并为每月用电量画出折线趋势图，具有提醒人们节约用电的功效，适应了绿色环保的时代主题。

附图说明

图1为智能开关结构图(a为主视图，b为侧视图)；

图2为智能开关连接原理框图；

图3为电源电路原理图(a为AD-220V/DC-12V转换电路，b为DC-12V/DC-5V转换电路，c为DC-5V/DC-3.3V转换电路)；

图4为MCU及其基本外围电路(a为MCU原理图，b为MCU供电电源的滤波电路，c为高、低频晶振电路，d为复位电路)；

图5为触摸按键及其LED指示电路原理图；

图6为MCU唤醒电路；

图7为继电器电路；

图8为WIFI模块电路原理图；

图9为显示电路原理图(a为ILI9341驱动芯片原理图，b为TFTLCD背光控制电路原理图)；

图10为FLASH扩展电路原理图；

图11为报警电路原理图；

图12为智能开关显示演示(a为wifi未连接图，b为主界面图，c为通知界面图1，d为通知界面图2)；

图13为智能开关显示演示(a为电量界面图1，b为电量界面图2，c为电量不足提示的主界面图，d为电量不足提示的电量界面图)；

图14为智能开关显示演示(a为通知未读提示的主界面图，b为通知未读、电量不足提示的主界面图)；

图15为智能开关显示演示(夜晚时的主界面图)。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。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。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种宿舍用多功能智能开关，包括方形壳体，在该方形壳体中设有智能开关电路；方形壳体中的外壳采用塑料壳(PC或ABS塑料)，方形壳体中的主视面设为玻璃面板。

需要说明的是，a为重启按钮，b为显示通知按钮，c为显示电量按钮，d为显示屏，e为开关按钮。

如图2所示，智能开关电路包括处理器10、指令输入电路20、继电器电路30、显示电路40、WIFI模块电路50、电源电路60；指令输入电路20与处理器10的输入端相连；继电器电路30的线圈与处理器10的输出端相连，继电器电路30的常开触点串接在宿舍的日光灯电源中，通过指令输入电路20实现操控；显示电路40与处理器10的输出端相连，通过指令输入电路20实现操控；WIFI模块电路50与处理器10相连，且该WIFI模块电路50与校内的服务器相通信，通过网络和通信协议，服务器能够获取WIFI模块电路50请求，并将讯息发送回WIFI模块电路50，宿舍人员利用WIFI模块电路50获取学校通知、宿舍电量信息、当前时间；电源电路60与处理器10相连，用于提供电源。

进一步方案：还包括FLASH扩展电路80，FLASH扩展电路80与处理器10相连，用于存储宿舍剩余电量、每个月用电量、上次充电量信息以及存储学校通知。

更进一步方案：还包括报警电路70，报警电路70包括无源蜂鸣器、驱动部件和续流二极管；处理器10通过驱动部件与无源蜂鸣器相连，续流二极管与无源蜂鸣器相并接；当宿舍剩余电量小于不进行声光提示下最少剩余电量，或接收到新的学校通知，或有学校通知未读后，无源蜂鸣器起振，发出提示音。

如图4a所示，处理器采用MCU及其基本外围电路；其中，MCU采用STM32F103RCT6芯片；STM32F103RCT6芯片是32位的微处理器，该芯片拥有低功耗待机模式。在该模式下，1.8V内核电源关闭，外设停止工作，芯片电流在2uA左右，因而在周期性工作环境下，本发明的功耗可以大大降低，达到节电的效果。

图4b给出了为MCU供电电源的滤波电路。目的是为了滤出电路中寄生的杂波，得到更平稳的电源，使芯片的工作状态稳定。

图4c给出了高、低频晶振电路，分别作为工作时钟源和RTC时钟源。通过实时时钟(RTC)，系统可以配置实时时钟闹钟(RTC Alarm)，到达设定时间后产生一个闹钟事件(Alarm event)，从而唤醒待机中的MCU，之后MCU清除实时时钟闹钟配置，定时工作一段时间，再根据将要待机时间设定实时时钟闹钟，并进入待机模式，周而往复，实现了周期性工作的功能，进而达到节电效果。

需要说明的是，周期性工作(有睡眠期、工作期两种状态)说明：睡眠期智能开关待机，工作期智能开关执行设定好的任务。进出门高峰期(一段时间内，进出门人数较多时，比如下课期间)应为工作期，同学休息时间应为睡眠期，剩余时间可按比例交替分配为睡眠期、工作期。

下面是一个实施例：

工作期和睡眠期的数据存储在外部扩展FLASH中，工作时读取外部扩展FLASH中的数据来决定工作时间以及之后睡眠时间。通过服务器(后面会说)发送的命令指令，可以更改外部扩展FLASH中的工作期和睡眠期的数据，进而改变工作、睡眠时间，设置十分灵活方便，实用性强。

从这个例子中，在周期性工作方式下，本智能开关一天共运行了4小时50分钟(共24小时)，大大节省了用电量。可以计算，本智能开关功率为P＝UI＝12*0.5＝6(W)，则一个月(30天算)消耗的电量为

即0.87度电。本智能开关用极低的电量，完成了较多实际功能，性价比很高。

图4d给出了复位电路，防止MCU受到干扰而出现的死机现象。图中按键S1即为结构图中重启按钮，按下后RESET管脚被拉低，(经1.5ms～4.5ms)触发系统复位，MCU从头执行程序，但宿舍数据不会丢失，因为宿舍数据存储在外部扩展FLASH中，重启后可从中读取所需数据。

如图5所示，指令输入电路采用触摸按键及其LED指示电路，其中，触摸按键及其LED指示电路包括铜板传感器、触摸检测芯片和LED灯。触摸检测芯片采用TTP223型触摸检测芯片。Sense Padn(n代表是哪一个，范围1～5)为铜板(作为传感器，这里可当作“按键”)，应紧密贴在PCB面板上，上面有玻璃保护，玻璃厚度与铜板面积有关，铜板面积越小，玻璃厚度应越薄。

使用过程：系统上电初始化，TTP223芯片Q引脚输出低电平，LED灯全灭，继电器全断开。当触摸“按键”(铜板对应面积的玻璃)时，铜板上的电容发生改变，TTP223芯片检测出与铜板相连的I引脚电压变化，并在Q引脚输出高电平，而高电平触发了MCU产生中断，执行中断处理函数，若“按键”为开关按钮，则相应继电器导通，对应“按键”的LED灯长亮，若“按键”为显示按钮，则执行相应显示功能，对应“按键”的LED灯亮1秒左右后熄灭；再按一次，继电器断开，对应“按键”的LED灯长灭，或执行下一个显示页面，同样对应“按键”的LED灯亮1秒左右后熄灭。

图6给出了MCU唤醒电路，就是唤醒在待机中的MCU电路(周期性工作方式下，若不在工作期，则进入待机模式(处于睡眠期)，减少耗电量)。和二极管阳极连接的是触摸按键及其LED指示电路中TTP223芯片的Q引脚，故有5个二极管，二极管阴极共同连接在MCU外部唤醒引脚。此电路本质是利用二极管搭建或门，由于或门成本高，且5输入或门不易找，故利用二级管性质搭建此电路。

工作方式：系统上电初始化后，假设系统处于睡眠期，且“按键”5分钟内没有被触发，此时MCU进入待机(在SRAM中数据不丢失)，5个TTP223芯片Q引脚都输出低电平，MCU外部唤醒引脚也为低电平，这时5个“按键”中的一个被触发时，对应的TTP223芯片Q引脚输出高电平5V(芯片驱动电压为5V)，经过一个二级管管压降0.7V(惯用值)后，MCU外部唤醒引脚电压将达到4.3V，即该引脚处产生了一个上升沿，从而唤醒MCU。

如图7所示，考虑到该发明体积小和所带负载(大部分为日光灯)功率小，故选用超小型中功率继电器HF46F。继电器HF46F需要电平隔离和20-40mA或更大电流驱动，故一般用三极管或MOS管驱动控制，这里使用三极管2N5551驱动,其集电极电流最大0.6A，满足设计需要。继电器HF46F为电磁继电器，本质是感性原件，由于其电流不能突变，故必须在继电器两端反相并联一个续流二极管IN4148提供续流，否则，在三极管集电极会产生一个几十伏的尖峰电压，可能损坏三极管，并干扰整个电路系统。图中J1～J3为3路火线上的开关接口，将火线接到接口任意一端，从剩下的一端引出一根线接到电灯(电灯另一端直接接到零线)。

工作方式：系统上电初始化后，在工作期或被唤醒时，根据触摸“按键”触发的中断函数，MCU控制SWITCHn(n代表是哪一个，范围1～3)引脚输出高低电平。当SWITCHn引脚输出高电平时，三极管饱和导通，继电器闭合，Jn(n代表是哪一个，范围1～3)开关接口两端导通，从而向负载供电，负载工作；当SWITCHn引脚输出低电平时，三极管截止关断，继电器断开，Jn开关接口两端关断，从而让负载断电，负载停止工作。

如图8所示，WIFI模块电路采用ESP8266-01s模块，该ESP8266-01s模块由ESP8266主控芯片和flash存储芯片组成。

利用该WIFI模块获取学校通知、宿舍电量信息(说明：获取2个电量信息：最近一次所充电量、宿舍剩余电量；显示3个电量信息：本月用电量、最近一次所充电量(上次充电量)、宿舍剩余电量)、当前时间以及命令指令(如清除指令：删除在外部扩展FLASH中的数据，以保护学生隐私)。除了该WIFI模块，还需要一个服务器以及与服务器通信的协议。服务器里面存储着有关讯息(学校通知、宿舍电量信息、当前时间等)。通过网络和通信协议，服务器可以获取ESP8266-01s模块(客户端)的请求，并将讯息发送回ESP8266-01s模块(客户端)。

利用WIFI模块获取学校通知、宿舍电量信息、当前时间的过程：系统上电初始化后，只有在刚进入工作期时(在睡眠期被触发、在工作期已获得所需讯息后，都不会再利用ESP8266-01s模块与服务器通信，因为一天已有至少10次通信并获取所需讯息，基本满足了对学校通知、宿舍电量等信息的更新要求，而且与服务器通信次数越多，智能开关的耗电量就越大，故在满足更新要求的基础上缩减通信次数，只有在刚进入工作期时进行通信)，MCU向ESP8266-01s模块发送命令，将它设置为STA模式，让它与WIFI校园网连接，并通过路由器连接至服务器，然后根据通信协议将本智能开关所在的宿舍号以及所需讯息的种类(如学校通知、宿舍电量信息、当前时间等)编码成相应的二进制数据，并利用ESP8266-01s模块将数据经路由器发送至服务器，之后便等待服务器响应。通过网络和通信协议，服务器接收到该智能开关的请求，将存储的学校通知、宿舍电量信息、当前时间经路由器发送至ESP8266-01s模块(说明：经调查得知，全日制学校基本都有数据库来记录每个宿舍的电量信息，而此处所说的服务器内存储的宿舍电量信息可以来自该数据库；服务器内学校通知可由相关负责的老师存入，且只发送未发送过的学校通知，即一个学校通知不会重复发送，以减小系统运算量)。ESP8266-01s模块接受到服务器发送的数据，并将数据传送回MCU,MCU再根据通信协议解码所得数据，从而获得所需讯息。

需要说明的是，获得所需讯息后，MCU工作流程：

1.如果有命令指令，则执行相应命令(例：如果服务器发送了清除命令，则在外部扩展FLASH中的数据会被删除)。

2.MCU将获得的剩余电量与上一次所得剩余电量(存储在外部扩展FLASH中)比较，若这次剩余电量较多，则距上次获取数据时消耗的电量＝(上次充电量+上次剩余电量-这次剩余电量)，并将外部扩展FLASH中上次充电量更新，若这次剩余电量较少，则距上次获取数据时消耗的电量＝(上次剩余电量-这次剩余电量)，进而得到本月已消耗电量＝(上次计算所得的本月已消耗电量(存储在外部扩展FLASH中)+距上次获取数据时消耗的电量)，然后将上次剩余电量从外部扩展FLASH中删除，将本月已消耗电量和这次剩余电量存储到外部扩展FLASH中(一个月消耗的电量最后被存储在外部扩展FLASH中)。

3.如果MCU在一个月的第一个工作期，则将外部扩展FLASH中学校通知全部删除，以保证有足够存储空间。如果有学校通知，则MCU将学校通知信息数据存储到外部扩展FLASH中。

4.MCU将当前时间数据送入RTC可编程计数器，并配置RTC实时时钟，开启万年历功能。

5.再根据讯息内容，在TFTLCD屏上进行显示，或发出报警提示(当宿舍电量小于某一给定值时或有未读通知时，后面会讲)。

如图9a所示，TFTLCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)即薄膜晶体管液晶显示器，其通过显示器驱动芯片与处理器相连，显示器驱动芯片采用ILI9341芯片。TFTLCD具有可视面积大、功率消耗小、没有电磁辐射等优点，应用十分广泛。

如图9b所示，于TFTLCD背光电流需要60mA，故使用三极管驱动。通过往三极管基极注入PWM波，使三极管饱和、截止状态交替出现，集电极电压产生高低变化。可以改变PWM波脉宽，从而改变背光控制电压有效值，实现对背光亮度的控制。一般白天背光强度最高，夜晚背光强度最低。

如图3所示，由于用市电AC-220V为宿舍多功能智能开关供电，而继电器电路需要DC-12V驱动，触摸按键及其LED指示电路和无源蜂鸣器电路需要DC-5V驱动，其余MCU及其基本外围电路、MCU唤醒电路、WIFI模块电路、LCD显示电路、FLASH扩展电路需要DC-3.3V驱动，故要将AC-220V转换为12V、5V、3.3V。

图3a给出了AD-220V/DC-12V转换电路，AD-220V/DC-12V转换电路采用XD308H芯片。XD308H芯片最大输出电流可达500mA，无音频噪、发热低，内部集成短路保护、过载保护、过热保护、输出过压保护、输出欠压保护等完善的保护功能。

图3b给出了DC-12V/DC-5V转换电路，DC-12V/DC-5V转换电路采用MP1471A芯片。MP1471A芯片是一块高频芯片，可实现同步整流、降压、开关模式、内部功率MOSFET转换器，具有优异的负载能力和过流保护、热关断功能。

图3c给出了DC-5V/DC-3.3V转换电路，DC-5V/DC-3.3V转换电路采用AMS1117-3.3芯片，AMS1117-3.3芯片是输出电压为3.3V的正向降压稳压器，具有过载保护和热保护功能。

如图10所示，智能开关电路还包括FLASH扩展电路，用于存储宿舍剩余电量、每个月用电量、上次充电量等宿舍电量信息和存储每个月的学校通知。由于外部扩展FLASH能任意存储和修改数据，且数据断电不丢失，故可以在外部扩展FLASH中为程序执行中的参数划分存储区间，根据从服务器获取的命令指令修改这些参数，从而达到了远程控制智能开关功能的作用。所以，在外部扩展FLASH中又存储了工作期和睡眠期表格数据、在睡眠期被唤醒后按键未被触摸最长持续工作的时间、不进行声光提示下最少剩余电量、各界面图片数据等所有需要或是可以改变的程序参数。下面举了几个远程控制智能开关功能的例子。

当宿舍换新时(原同学搬走)，根据从服务器获取的清除宿舍数据命令指令，MCU控制芯片擦除外部扩展FLASH内原有宿舍数据，从新记录，目的是保护隐私以及扩大存储空间；当一个宿舍电量多次达到0度时，根据从服务器获取的命令指令，MCU控制芯片提高存储在外部扩展FLASH内中的不进行声光提示下最少剩余电量，目的是更早提示同学宿舍电量不足，尽快充电费。

如图11所示，智能开关电路还包括报警电路，所述报警电路包括无源蜂鸣器、驱动部件和续流二极管；所述处理器通过驱动部件与无源蜂鸣器相连，所述续流二极管与无源蜂鸣器相并接。

工作方式：系统上电初始化后，在工作期开始时刻，智能开关从服务器获得的所需讯息，若宿舍剩余电量小于不进行声光提示下最少剩余电量，或接收到新的学校通知，或有学校通知未读，则BEEF_PWM管脚输出设定频率的PWM波，无源蜂鸣器起振，发出提示音(提示音时间不宜过长，若工作期长度较短(比如5分钟)，只需发出一次1分钟左右长的提示音，若工作期长度较长(比如30分钟)，可以每隔10分钟发出一次1～2分钟左右长的提示音)；假如被唤醒，则读取存储在外部扩展FLASH中上一工作期获得的宿舍剩余电量，若宿舍剩余电量小于不进行声光提示下最少剩余电量，或有学校通知未读，则和在工作期发出提示音的方式一样，进行提示。

以下给出本实用新型的多功能智能开关显示过程：

1.系统上电初始化后，在工作期或被唤醒时，进入主界面(被触发时直接进入主界面；刚进入工作期时，需要等待数据接收与处理完毕，才能显示主界面)，如图13b所示。

2.触摸通知“按键”，进入第一条通知(最新)界面，如图13c所示。

3.再次触摸通知“按键”，进入下一条通知界面，如图13d所示。

4.再次触摸通知“按键”，将返回第一条通知界面，循环往复。

5.之后触摸电量“按键”，将返回主界面。

6.再次触摸电量“按键”，进入第一个电量显示界面，显示本月用电量、上次用电量、宿舍剩余电量等信息，如图14a所示。

7.再次触摸电量“按键”，进入第二个电量显示界面，显示6个月每月用电量的折线图(若在第一学期则显示2～7月用电量折线图，若在第二学期则显示8～1月用电量折线图，没有过完的月份不显示)，如图14b所示。

8.再次触摸电量“按键”，返回主界面。

9.再次触摸电量“按键”，又进入第一个电量显示界面，循环往复报警提示：

当剩余电量低于某一设定值时(设定值存储在外部扩展FLASH中，服务器发送的命令指令可以更改此设定值)，主界面和第一个电量界面图出现提示，如图13c、13d所示；

当有未读通知时，主界面图出现提示，如图14a所示。

当既有未读通知，剩余电量又低于某一设定值时，主界面图出现双重提示，如图14b所示。

以下都为白天模式，白天时使用该模式。

图15给出了夜晚时的主界面图(考虑到室内灯光和同学休息时间，一般此模式为晚上22:00时使用)。

如图12a所示，刚进入工作期时，若ESP8266-01s模块未能连接上WIFI校园网或ESP8266-01s模块长时间没有接收到服务器的响应(服务器发送的数据)，则在TFTLCD屏的左上角显示“WiFi未连接”。下面只以白天模式、无提示的主界面为例。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思及原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种宿舍用多功能智能开关，包括方形壳体，其特征在于：在该方形壳体中设有智能开关电路；

所述智能开关电路包括：

处理器；

指令输入电路，其与所述处理器的输入端相连；

继电器电路，该继电器电路的线圈与所述处理器的输出端相连，继电器电路的常开触点串接在宿舍的日光灯电源中，通过所述指令输入电路实现操控；

显示电路，其与所述处理器的输出端相连，通过所述指令输入电路实现操控；

WIFI模块电路，其与所述处理器相连，且该WIFI模块电路与校内的服务器相通信，通过网络和通信协议，服务器能够获取WIFI模块电路请求，并将讯息发送回WIFI模块电路，宿舍人员利用WIFI模块电路获取学校通知、宿舍电量信息、当前时间；

电源电路，其与处理器相连，用于提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：所述继电器电路包括继电器、驱动部件和续流二极管；

所述处理器通过驱动部件与继电器的线圈相连，所述续流二极管与继电器的线圈相并接。

3.根据权利要求1所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：所述WIFI模块电路采用ESP8266-01s模块，该ESP8266-01s模块由ESP8266主控芯片和flash存储芯片组成。

4.根据权利要求1所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：所述显示电路采用薄膜晶体管液晶显示器，其通过显示器驱动芯片与处理器相连；

当按下指令输入电路中的通知按键后，薄膜晶体管液晶显示器将会显示通知界面，用于将WIFI模块获取学校通知进行显示；

当按下指令输入电路中的电量按键后，薄膜晶体管液晶显示器将会显示电量界面，用于将WIFI模块获取宿舍电量信息进行显示。

5.根据权利要求4所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：所述显示器驱动芯片与背光控制电路相连，用以对薄膜晶体管液晶显示器背光亮度的控制。

6.根据权利要求1所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：还包括FLASH扩展电路，所述FLASH扩展电路与处理器相连，用于存储宿舍剩余电量、每个月用电量、上次充电量信息以及存储学校通知。

7.根据权利要求1所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：还包括报警电路，所述报警电路包括无源蜂鸣器、驱动部件和续流二极管；

所述处理器通过驱动部件与无源蜂鸣器相连，所述续流二极管与无源蜂鸣器相并接；

当宿舍剩余电量小于不进行声光提示下最少剩余电量，或接收到新的学校通知，或有学校通知未读时，无源蜂鸣器起振，发出提示音。

8.根据权利要求1所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：所述处理器采用MCU及其基本外围电路；其中，MCU采用STM32F103RCT6芯片；

其中，所述STM32F103RCT6芯片连接有高频晶振电路和低频晶振电路，分别作为工作时钟源和RTC时钟源，通过RTC时钟源能够配置实时时钟闹钟，到达设定时间后产生一个闹钟事件，从而唤醒待机中的MCU，之后MCU清除实时时钟闹钟配置，定时工作预设时间，再根据将要待机时间设定实时时钟闹钟，并进入待机模式，周而往复，实现了周期性工作的功能，进而达到节电效果。

9.根据权利要求1所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：所述电源电路包括AD-220V/DC-12V转换电路、DC-12V/DC-5V转换电路以及DC-5V/DC-3.3V转换电路。

10.根据权利要求1所述的一种宿舍用多功能智能开关，其特征在于：所述方形壳体中的外壳采用塑料壳，方形壳体中的主视面设为玻璃面板；

所述指令输入电路采用触摸按键及其LED指示电路，其中，触摸按键及其LED指示电路包括铜板传感器、触摸检测芯片和LED灯；

所述铜板传感器安装在玻璃面板下，当触摸玻璃面板时，其下部的铜板传感器上的电容发生改变，触摸检测芯片检测出与铜板传感器相连的引脚电压变化，从而触摸检测芯片触发处理器产生中断，使得铜板传感器相对应的LED灯点亮。

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