CN211557555U - 一种智能家居单火开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种智能家居单火开关，包括：单火电源板、单火通讯板，其特征在于，所述单火电源板与单火通讯板连接；所述单火通讯板包括单片机、通讯模块，其中，所述单片机与所述通讯模块连接，所述通讯模块采用LoRaWAN通讯协议，所述单片机增加周期性增加具体时限的检测机制，解决了采用LoRaWAN中CLASS C模式通讯无法低功耗问题以及LoRaWAN中CLASS A模式无法实时下行通讯问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种智能家居单火开关。
背景技术
国内的开关布线都是一根火线，智能家居的开关需要一根线单独给它供电，这样就需要两根线，安装智能家居就需要重新布线，装修好的房子就不能安装智能家居，有的厂家为了解决这个难题，采取单火取电技术。
旧式的开关在“开态”、“闭态”时采用机械结构控制，AC回路无需提供动作或者状态维持所需要的能量。而新的智能开关即使在负载待机的情况下，通讯、电路通断控制模块等都需要消耗一定的能量，导致在与负载连接的AC回路中会有一定的电流流过，假设该负载为一个灯泡，会出现如下两个情况：
开关断开，灯熄灭：此时智能开关内部通信模块如RF、ZigBee，通断模块如继电器需要消耗一定的能量供给以便维持正常待机状态，因此AC回路中会有一定电流流过。如果回路中电流太大，那么会直接把灯点亮，如果回路中电流太小，那么可能不足以维持开关内部各模块能量供给的需求而导致开关重启或失控。经验性试验中，回路电流高于65uA时，就会出现部分LED灯闪烁的现象。
开关闭合，灯亮：智能开关需通过接有负载的回路取电，此时对于整流器件要求高，容易出现器件发热严重的情况，限制了负载功率的提高。
我国目前绝大部分家庭开关布线时采用的都是单火开关，现有技术的局限性导致了智能单火开关无法实现，从而使得该部分应用场景无法使用实现家居智能化。因此，亟需解决现有技术单火取电功耗高，无法支持低负载的问题。
实用新型内容
本实用新型解决单火取电技术功耗高，无法支持低负载的问题。
本实用新型提供一种智能家居单火开关，包括：单火电源板、单火通讯板，其特征在于，所述单火电源板与单火通讯板连接；所述单火通讯板包括单片机、通讯模块，其中，所述单片机与所述通讯模块连接，所述通讯模块采用LoRaWAN通讯协议，所述单片机增加周期性休眠机制，由LoRaWAN模块发出中断信号对所述单片机唤醒。
优选地，所述单火通讯板还包括按键模块、UART模块、LED模块。
优选地，所述通讯模块为SX126x通讯模块。
优选地，所述单片机为STM32单片机。
优选地，所述单火电源板包括：单火取电模块、AC-DC模块、DC-DC模块、低功耗继电器。
优选地，所述低功耗继电器电压为10~12V。
优选地，所述SX126x通讯模块接收电流为2~10mA，发送电流为40~75mA。
优选地，所述AC-DC模块还包括：所述AC-DC模块输入电压范围为28~650VDC；所述AC-DC模块输出电压范围为9.5~22.0VDC；所述DC-DC模块还包括：所述DC-DC模块输入电压范围为2.5~16.0VDC；所述DC-DC模块输出电压范围为2.5~5.0VDC。
优选地，所述LoRaWAN模块中CLASS A模式实时下行通讯。
优选地，所述智能家居单火开关支持的负载范围为2w-2000w。
本实用新型的有益效果：
1）本实用新型解决现有技术单火取电功耗高，无法支持低负载的问题。
2) 本实用新型使用国际标准LoRaWAN通讯协议，实现了与标准通用平台（如阿里的LinkWAN、腾讯智慧办公平台）直接对接，无需再次进行转化或二次开发。
3) 本实用新型首次实现了将LoRa通讯技术以及LoRaWAN通讯协议在单火开关上应用，解决了采用LoRaWAN中CLASS C模式通讯无法低功耗问题，以及LoRaWAN中CLASS A模式无法实时下行通讯问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是根据本申请实施例提供的一种单火开关硬件示意图；
图2是根据本申请实施例提供的一种单火开关通讯板原理图；
图3是根据本申请实施例提供的一种单火开关电源板原理图；
图4是根据本申请实施例提供的一种单火开关与LED模块连接原理图；
图5是根据本申请实施例提供的一种SX1268通讯模块接线原理图；
图6是根据本申请实施例提供的一种单火开关周期性工作模式示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本实用新型提供一种智能家居单火开关，包括：单火电源板、单火通讯板，其特征在于，单火电源板与单火通讯板连接；单火通讯板包括单片机、通讯模块，其中，单片机与通讯模块连接，通讯模块采用LoRaWAN通讯协议，所述单片机增加周期性休眠机制，由LoRaWAN模块发出中断信号对所述单片机唤醒。
需要说明的是，现有的智能开关大都依靠传统的ZigBee、蓝牙、WiFi等通讯协议传输，但它们的局限性也很明显，穿墙能力弱、通讯距离短、网络延时长、需要联网等缺点限制了它们的应用场景，而智能家居需要的是快速响应、绕墙能力等，当前市场基于其他通讯技术的单火开关都无法实现2W及2W以下的负载，导致很多家庭无法实现智能化改造。
具体地，图1是根据本申请实施例提供的一种单火开关硬件示意图，如图1所示，LoRaWAN单火开关硬件设计上，分为两部分，一部分是单火电源板，主要负责单火取电以及实际负载继电器控制。另一部分是单火通讯板，主要复制LoRaWAN的远程传输、实体按键及LED灯的控制和对应的串口参数配置及打印，两部分结合起来实现整体基于LoRaWAN通讯协议的智能单火开关。
图2是根据本申请实施例提供的一种单火开关通讯板原理图，如图2所示，优选地，单火通讯板还包括按键模块、UART模块、LED模块。
优选地，通讯模块为SX1268通讯模块。
具体地，本实用新型支持的负载范围2W-3000W；我司单火开关硬件采用独有的单火取电技术，采用更低功耗的1268通讯模组，更适合基于LoRaWAN通讯协议的智能单火开关的应用，实现了对2W负载的支持，弥补了市场空白。
优选地，单片机为STM32L1单片机。
图3是根据本申请实施例提供的一种单火开关电源板原理图，如图3所示，优选地，单火电源板包括：单火取电模块、AC-DC模块、DC-DC模块、低功耗继电器。
具体地，优选地，低功耗继电器电压为10~12V。
优选地，SX1268通讯模块接收电流为2~10mA，发送电流为40~75mA。
优选地，AC-DC模块还包括：AC-DC模块输入电压范围为28~650VDC；AC-DC模块输出电压范围为9.5~22.0VDC；DC-DC模块还包括：DC-DC模块输入电压范围为2.5~16.0VDC；DC-DC模块输出电压范围为2.5~5.0VDC。
优选地，所述LoRaWAN模块中CLASS A模式实时下行通讯。
优选地，所述智能家居单火开关支持的负载范围为2w-2000w。
具体地，为了保证单火开关传输可靠性，在设计过程中增加了LoRaWAN发送队列，串口收发队列，LoRaWAN发送队列保证在一定的时间周期内通过SX1268发送的数据不会被覆盖即保证数据传输的完整可靠性以及稳定性。串口收发队列保证了通过串口收发的数据在一定时间周期内不会被覆盖即保证数据传输的完整可靠性以及稳定性。
图6是根据本申请实施例提供的一种单火开关周期性工作模式示意图，如图6所示，进入周期性工作模式后，MCU(如有用外置MCU)可进入睡眠模式，用以降低整机功耗，由LoRaWAN模块的中断信号来进行唤醒。一个周期工作时间内，可完成所有上下链路通讯。采用周期性唤醒模式，在保证LoRaWAN模块采用CLASS C模式实现实时通讯的情况下，同时能够满足单火对应的低功耗要求。
为了保证上行通讯的稳定性，出现需要重工作进入休眠时，不打断发送过程，保证上行数据可靠稳定性，增加了每5ms的检测机制，在不超出总延长时间50ms（为了保证整个单火通讯板有电）的前提下，直到检测到发送完成为止。如果发送时间超长整个唤醒工作时长加上发送延长时长，则强制进入休眠阶段，保证整个单火通讯板实时有电，不会被断电，如下表1平均电流计算表所示。
表1 平均电流计算表
| 周期时间（ms） | 工作时间（ms） | 工作时电流（mA） | 休眠电流（uA） | 平均电流（mA） |
Claims (10)
1.一种智能家居单火开关，包括：单火电源板、单火通讯板，其特征在于，所述单火电源板与单火通讯板连接；所述单火通讯板包括单片机、通讯模块，其中，所述单片机与所述通讯模块连接，所述通讯模块采用LoRaWAN通讯协议，所述单片机增加周期性休眠机制，由LoRaWAN模块发出中断信号对所述单片机唤醒。
2.根据权利要求1中所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述单火通讯板还包括按键模块、UART模块、LED模块。
3.根据权利要求1中所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述通讯模块为SX126x通讯模块。
4.根据权利要求1中所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述单片机为STM32单片机。
5.根据权利要求1中所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述单火电源板包括：单火取电模块、AC-DC模块、DC-DC模块、低功耗继电器。
6.根据权利要求5中所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述低功耗继电器电压为10~12V。
7.根据权利要求3所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述SX126x通讯模块接收电流为2~10mA，发送电流为40~75mA。
8.根据权利要求5或6所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述AC-DC模块还包括：
所述AC-DC模块输入电压范围为28~650VDC；
所述AC-DC模块输出电压范围为9.5~22.0VDC；
所述DC-DC模块还包括：
所述DC-DC模块输入电压范围为2.5~16.0VDC；
所述DC-DC模块输出电压范围为2.5~5.0VDC。
9.根据权利要求1所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述LoRaWAN模块中CLASS A模式实时下行通讯。
10.根据权利要求1所述的一种智能家居单火开关，其特征在于，所述智能家居单火开关支持的负载范围为2w-2000w。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201922164767.9U CN211557555U (zh) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 一种智能家居单火开关 |
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| CN (1) | CN211557555U (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114364000A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-15 | 浙江慧居智能物联有限公司 | 一种单火开关控制方法及装置 |
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2019
- 2019-12-06 CN CN201922164767.9U patent/CN211557555U/zh active Active
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| CN114364000B (zh) * | 2021-12-10 | 2024-04-02 | 绿碳智能建筑(杭州)有限公司 | 一种单火开关控制方法及装置 |
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