CN211604586U - 单火线开关型室内温度采集及信息发布装置 - Google Patents

Abstract

单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，装置面板上的主控基板上装有主控制器、无线通讯模块、显示模块、温度采集模块、触摸感应模块；显示模块中的显示屏与设在面板上的面板镜片相对，触摸感应模块中的触摸端设在所述的面板镜片上；装置底盒上设有接线端子孔，底盒内固装有电源基板，电源基板上装有接线端子、单火线取电供电模块，其中，单火线取电供电模块的电输出端通过电线与各用电部件的电输入端联接，单火线取电供电模块的电输入端通过电线与接线端子的一端联接，接线端子的另一端与所述的接线端子孔相对；本装置能采集室温发布图文信息，交互方便；且采用单火线取电，布置快捷、安装简单。

Description

单火线开关型室内温度采集及信息发布装置

技术领域

本实用新型涉及室内墙壁开关，具体是一种单火线开关型室内温度采集及信息发布装置。

背景技术

近年来，国家对节能减排力度愈加重视，节能环保和可持续发展已成为供热行业乃至各领域的核心目标和需求。同时，信息化技术的发展对供热行业的影响也越来越大，集中供热系统的信息化集成度越来越高，热网信息化管理已经从热源、热网节点，延申至供热用户端，各个供热企业越来越重视热网的精细化调节和智能化管理。

对于供热企业来讲，如何对分布在整个区域内的热用户室内温度进行采集，全面和及时的掌握供热效果，从而实现按需供热，节能减排，提高客户服务质量，是整个供热行业都在关注的问题和未来发展方向。目前无线室温监测系统在供热行业的应用较多，将无线室内温度采集设备安装在用户卧室、客厅等经常停留且热源干扰小的房间内，监测设备采集用户室内温度并通过网络传输至监测中心。管理者通过网络登录监测中心管理平台，可随时查看用户室温的变化趋势，辅助分析与决策，对室温不达标的用户及时采取措施，减少供热用户投诉，也可进一步防止因温度过高造成的资源浪费，实现最少热能为最大供暖面积提供合格的供暖效果，为热力管网的热量平衡及供热公司的精细化管理提供更准确、更科学的依据。

目前市场上的无线室温采集产品，虽然解决了温度采集和取电问题。但是，供热企业与热用户之间仍然存在信息传递不畅的现实问题，供热企业要想发布一些诸如缴费、维修、试压等供热相关信息时，只能通过公共媒体、微信公众号，甚至客服人员走访的方式向热用户发布，供热用户关注度不高，信息传递效率差，对不同的热用户又缺乏针对性，并且，现有无线室温采集产品，大多与现有的房屋匹配性较差，需要单独安装单独供电，也在一定程度上阻碍了温度采集单户调控的普及。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，具有温度和湿度采集功能，且能够展示供热企业向供热用户发布的各种即时信息。该装置与现有房屋匹配性佳，安装简单布置快捷。

本实用新型的技术方案是：单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，包括由面板和底盒构成的墙壁开关，所述的面板与底盒之间卡扣连接，其特征在于：所述的面板上设有面板透气孔、触摸按键和透光的面板镜片，面板上装有主控基板，主控基板与面板固连，主控基板上装有主控制器、无线通讯模块、显示模块、温度采集模块、触摸感应模块；其中，无线通讯模块的信号输入端和显示模块的信号输入端与主控制器的信号输出端联接，显示模块中的显示屏与所述的面板镜片相对；无线通讯模块的信号输出端、温度采集模块的信号输出端、触摸感应模块的信号输出端、触摸按键的信号输出端各通过信号线与主控制器的信号输入端联接，触摸感应模块中的触摸端设在所述的面板镜片上；

所述底盒上设有接线端子孔，底盒内装有电源基板，电源基板与底盒固连，电源基板上装有接线端子、单火线取电供电模块，其中，单火线取电供电模块的电输出端通过电线与各用电部件的电输入端联接，单火线取电供电模块的电输入端通过电线与接线端子的一端联接，接线端子的另一端与所述的接线端子孔相对。

所述的电源基板上装有电存储模块，电存储模块的电输入端通过电线与单火线取电供电模块的电输出端电连接，电存储模块的电输出端通过电线与各用电部件的电输入端电联接。

所述的电存储模块其电存储单元是锂电池或超级储能电容。

电存储模块与单火线取电供电模块之间设有可调节稳压模块和自动调节电流充电模块，其中，可调节稳压模块的电输入端通过电线与单火线取电模块的电输出端联接，可调节稳压模块的电输出端通过电线与自动调节电流充电模块的电输入端联接，自动调节电流充电模块的电输出端通过电线与电存储模块的电输入端联接。

所述的电存储模块与主控制器之间设有双路稳压模块，双路稳压模块的电输入端通过电线与电存储模块的电输出端联接，双路稳压模块的电输出端通过电线与主控制器的电输入端连接，该主控制器是单片机。

所述的电源基板上装有灯具控制模块，灯具控制模块的信号输出端通过信号线与主控制器的信号输入端联接；所述的灯具控制模块包括开关灯按键，开关灯按键装在所述的面板上。

所述的主控基板上装有湿度采集模块，湿度采集模块的信号输出端通过信号线与主控制器的信号输入端联接。

所述的墙壁开关是86型灯具开关。

所述的显示屏是COG点阵液晶显示屏。

所述的底盒上设有底盒透气孔。

本实用新型的优点是：

1、面板透气孔可连通室内空气，使面板内空气与室内空气保持一致，温度采集模块定时将采集到的温度信号经过主控制器翻译后传给无线通讯模块，无线通讯模块通过NBIOT无线通讯技术将数据远程上传到供热企业的室内温度采集系统或热网远程监控软件平台中，使供热企业运行管理人员能够根据热用户实际室温进行热网的运行调节，完成温度的采集；同时，供热企业也可以根据需要，随时发布公告和通知等文字信息(可携带相关二维码信息)，发送至无线通讯模块接收，无线通讯模块将信息传给主控制器处理翻译成显示信号传给显示模块，最终上述信息显示在显示屏上使供热用户及时了解与供热相关的动态信息。所述的单火线取电供电模块在灯具(负载)环路状态正常的情况下，无论灯具开态还是关态皆能获取到电路所需的工作电压，与现有大多数房屋的匹配性好，布置快捷，安装简单，感应触摸按键能便于用户切换设置显示屏上的信息，使人机交互更方便。

2、电存储模块能提高本申请装置工作性能。锂电池或超级储能电容能进一步提高本申请装置的工作性能。

3、自动调节电流充电模块与电存储模块联接构成装置供电回路，该结构中，自动调节电流充电模块能实现在一定电压范围内动态调节为充电模块提供的电流值，这样大概率规避了现有市场上绝大多数单火线采集器在大电流工作时 (NB-IOT上报数据时)出现的鬼火现象，并且在采用锂电池作为电存储单元时能大大提高其工作时效性。

4、双路稳压模块在保证静态低功耗的同时也能有效规避因为NB-IOT模块发送数据时大电流对单片机(MCU处理器)产生干扰。

5、触摸感应模块作为人机接口能唤醒或熄灭显示屏，可根据供热用户的需要查看信息。

6、将灯具控制模块集成在基板上，能使本装置结构紧凑，墙壁开关整体占用空间小，进一步提高其与房屋匹配性。

7、所述的湿度采集模块能采集室内温度通过主控制器和无线通讯模块发送给供热企业参考。

8、所述的86型开关是通用开关，采用86型开关能与大部分房屋进行匹配，使安装更简单布置更快捷。

9、COG点阵液晶显示屏具有轻薄使用寿命长显示效果好的优点。

附图说明

图1是本实用新型中面板和底盒的轴视图。

图2是本实用新型中面板和底盒的装配结构示意图。

图3是本实用新型中面板的正视图。

图4是本实用新型中底盒的后视图。

图5是本实用新型中各用电部件的结构框图。

图6是本实用新型装置的具体结构连接框图。

图7是本实用新型中继电器工作电路示意图。

图8是本实用新型中用户负载存在检测电路示意图。

图9是本实用新型中精密LDO稳压电路示意图。

图10是本实用新型中感应触摸开关电路示意图。

图11是本实用新型中三路控制开关电路示意图。

图中1开关灯按键、2指示灯、3触摸按键、4面板镜片、5屏幕显示区域、 6面板、7面板上侧通气孔、8面板下侧通气孔、9底盒、10接线端子孔、11固定螺丝孔、12调试孔、13底盒透气孔、14连接排线。

具体实施方式

单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，包括由面板6和底盒9构成的墙壁开关，所述的面板与底盒之间卡扣连接，所述的面板上设有面板透气孔7、 8、触摸按键3和透光的面板镜片4，面板上装有主控基板，主控基板与面板固连，主控基板上装有主控制器、无线通讯模块、显示模块、温度采集模块、触摸感应模块；其中，无线通讯模块的信号输入端和显示模块的信号输入端与主控制器的信号输出端联接，显示模块中的显示屏与所述的面板镜片相对；无线通讯模块的信号输出端、温度采集模块的信号输出端、触摸感应模块的信号输出端、触摸按键的信号输出端各通过信号线与主控制器的信号输入端联接，触摸感应模块中的触摸端设在所述的面板镜片上；

所述底盒上设有接线端子孔10，底盒内装有电源基板，电源基板与底盒固连，电源基板上装有接线端子、单火线取电供电模块，其中，单火线取电供电模块的电输出端通过电线与各用电部件的电输入端联接，单火线取电供电模块的电输入端通过电线与接线端子的一端联接，接线端子的另一端与所述的接线端子孔相对。

所述的电源基板上装有电存储模块，电存储模块的电输入端通过电线与单火线取电供电模块的电输出端电连接，电存储模块的电输出端通过电线与各用电部件的电输入端电联接。

所述的电存储模块其电存储单元是锂电池或超级储能电容。

电存储模块与单火线取电供电模块之间设有可调节稳压模块和自动调节电流充电模块，其中，可调节稳压模块的电输入端通过电线与单火线取电模块的电输出端联接，可调节稳压模块的电输出端通过电线与自动调节电流充电模块的电输入端联接，自动调节电流充电模块的电输出端通过电线与电存储模块的电输入端联接。

所述的电存储模块与主控制器之间设有双路稳压模块，双路稳压模块的电输入端通过电线与电存储模块的电输出端联接，双路稳压模块的电输出端通过电线与主控制器的电输入端连接，该主控制器是单片机。

所述的电源基板上装有灯具控制模块，灯具控制模块的信号输出端通过信号线与主控制器的信号输入端联接；所述的灯具控制模块包括开关灯按键1，开关灯按键装在所述的面板上。

所述的主控基板上装有湿度采集模块，湿度采集模块的信号输出端通过信号线与主控制器的信号输入端联接。

所述的墙壁开关是86型灯具开关。

所述的显示屏是COG点阵液晶显示屏。

所述的底盒上设有底盒透气孔13。

所述的面板透气孔分为面板上侧通气孔7、面板下侧通气孔8，上下侧的透气孔能使气体形成对流，使温度测量更加精准；显示模块中的显示屏与所述的面板镜片相对，透过面板镜片可肉眼观察到显示屏上显示的图像和文字内容，显示屏投在面板镜片上的显示区即为面板镜片上的屏幕显示区域5；所述的底盒上设有固定螺丝孔11、调试孔12，电源基板和主控基板间通过连接排线14、金手指或触点等方式进行电路联接。所述的接线端子、单火线取电供电模块、电存储模块、灯具控制模块集成安装在电源基板上，所述的温度采集模块、湿度采集模块、无线通讯模块、主控制器、显示模块、触摸感应模块集成安装在主控基板上。所述的温度采集模块、湿度采集模块可采用功能集成的温湿度采集模块。所述的开关灯按键上设有指示灯2。所述的显示屏采用COG点阵液晶显示屏，COG是玻璃衬底芯片(Chip OnGlass)，其液晶驱动器直接安装于显示屏上，该显示屏是深圳晶惠迪电子的产品，无线通讯模块BC26上海移远通信技术股份有限公司的产品，文中所述的温湿度采集模块为瑞士盛思锐的市售产品，单火线取电供电模块为东莞市迅迪电子有限公司的市售产品，可调节稳压模块为深圳特瑞仕半导体的市售产品，双路稳压模块为美国德州仪器公司的市售产品，超级储能电容为松下品牌的市售产品，触摸感应模块为广州市优硕微电子科技有限公司的市售产品，灯具控制模块为浙江汇港电器有限公司的市售产品，锂电池电量检测模块为上海微技术工业研究院的市售产品，上述市售商品，其具体使用方式及使用注意事项根据根据厂家提供的产品说明书进行即可。

如图4所示，交流电(火线)通过市电火线输入口(接线端子)P101接入到单火线取电供电模块P106和继电器控制模块P102(该继电器控制模块为东莞市迅迪电子有限公司的市售产品)，其中P106主要功能是将接入的交流电转换成装置所需的直流电，优点是只要灯具环路状态正常(不出现灯具损坏或线路开路)，无论负载灯具(用户负载电路)是开态还是关态皆能获取到电路所需的工作电压，并经过可调节稳压模块(高精度低功耗稳压电路)P107为装置供电， P107经过自动调节电流充电模块(电路)P110与电存储模块(储能电路)P111 连接构成装置供电回路，其中自动调节电流充电模块P110的设置具有非显而易见和显著的技术效果，该结构电路能实现在一定电压范围内动态调节为电存储模块提供的电流值，这样大概率规避了现有市场上绝大多数采集器在大电流工作时(尤其是无线通讯模块在与服务终端数据交互时)出现的鬼火现象，并且在采用锂电池作为蓄能的电存储单元时能大大提高其工作时效性，无线通讯模块采用NB-IOT无线通讯模块，主控制器采用极低功耗MCU处理器，低功耗MCU 处理器为CORTEX-MO架构，双路稳压模块则采用双路精密LDO稳压电路P112能在保证静态低功耗的同时也能有效规避因为NB-IOT无线通讯模块发送数据时的大电流对MCU处理器P113产生干扰，低功耗MCU处理器P113负责流程性控制所有接口模块，包括灯具控制模块(包含三路控制开关电路及其外部机械式开关按键)P117、感应触摸开关电路(触摸感应模块)P118、NB-IOT无线通讯模块、锂电池电量测量模块P114、用户负载存在检测电路P109、COG点阵液晶显示屏(显示模块)P115、高精度温湿度传感器P116(集成温度采集模块和湿度采集模块于一体的传感器)。与现有产品相比，本产品创造性还体现在：极低功耗的器件选型和规划性的动态电流分配，才能确保本装置能够完美替代常用家庭86式开关并实现监测用户室温和物联信息的交互，本产品主控制器采用ARM 公司先进的32位指令集MCU基于CORTEX-M0系列，具有高速的数据运算能力及丰富的内部集成模块RTC、USART、TIMER、WDG、SYSTICK、IIC、SPI等，并且在休眠模式下极低的工作电流和极速被唤醒功能，温湿度传感器则采用进口高精度低功耗集成芯片，其空闲时自动转为休眠模式，同时为进一步降低整体功耗针对NB-IOT无线通讯模块和点阵LCD模块通过MCU处理器的GPIO口控制切换开关电路来开启和关闭其状态；

本申请所述的继电器控制模块主要是将单火线取电模块输出电压自动调节到继电器所需的工作电压，并且通过三个通用GPIO口的高低电平切换实现开启和关闭就继电器，这里需要强调的是因为单火线电路消耗电流过大会引起鬼火现象，为了防止此状况发生就需要提高继电器的工作电压降低工作电流，那么需要一个升压电路，集成化的继电器控制模块就很好的补充了这个缺陷。

本申请所述的继电器电路主要是开关灯作用，通过主控单片机通用GPIO口高低电平切换继电器控制模块的输出状态，使能或禁止继电器常开触点的开启或者关闭实现用户灯具的开关。

本申请所述的灯具控制模块主要分为三大部分组成，一是单火线取电模块用于在不影响开关灯前提下为整体电路提供电源，二是继电器控制模块主要是将单火线取电模块输出的电源转换为继电器工作的电源，三是继电器模块用于开关灯控制。

本申请所述的锂电池电量检测模块的目的是：由于单火线取电模块输出经过稳压模块转换成稳定电压4.2V与锂电池模块和应用电路并联，所以检测锂电池主要是为了防止电池的过冲过放影响使用寿命和杜绝因为电路的瞬态消耗导致用户灯具出现鬼火现象。

Claims (10)

1.单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，包括由面板(6)和底盒(9)构成的墙壁开关，所述的面板与底盒之间卡扣连接，其特征在于：所述的面板上设有面板透气孔(7、8)、触摸按键(3)和透光的面板镜片(4)，面板上装有主控基板，主控基板与面板固连，主控基板上装有主控制器、无线通讯模块、显示模块、温度采集模块、触摸感应模块；其中，无线通讯模块的信号输入端和显示模块的信号输入端与主控制器的信号输出端联接，显示模块中的显示屏与所述的面板镜片相对；无线通讯模块的信号输出端、温度采集模块的信号输出端、触摸感应模块的信号输出端、触摸按键的信号输出端各通过信号线与主控制器的信号输入端联接，触摸感应模块中的触摸端设在所述的面板镜片上；所述底盒上设有接线端子孔(10)，底盒内装有电源基板，电源基板与底盒固连，电源基板上装有接线端子、单火线取电供电模块，其中，单火线取电供电模块的电输出端通过电线与各用电部件的电输入端联接，单火线取电供电模块的电输入端通过电线与接线端子的一端联接，接线端子的另一端与所述的接线端子孔相对。

2.根据权利要求1所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：所述的电源基板上装有电存储模块，电存储模块的电输入端通过电线与单火线取电供电模块的电输出端电连接，电存储模块的电输出端通过电线与各用电部件的电输入端电联接。

3.根据权利要求2所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：所述的电存储模块其电存储单元是锂电池或超级储能电容。

4.根据权利要求2或3所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：电存储模块与单火线取电供电模块之间设有可调节稳压模块和自动调节电流充电模块，其中，可调节稳压模块的电输入端通过电线与单火线取电模块的电输出端联接，可调节稳压模块的电输出端通过电线与自动调节电流充电模块的电输入端联接，自动调节电流充电模块的电输出端通过电线与电存储模块的电输入端联接。

5.根据权利要求2或3所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：所述的电存储模块与主控制器之间设有双路稳压模块，双路稳压模块的电输入端通过电线与电存储模块的电输出端联接，双路稳压模块的电输出端通过电线与主控制器的电输入端连接，该主控制器是单片机。

6.根据权利要求1所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：所述的电源基板上装有灯具控制模块，灯具控制模块的信号输出端通过信号线与主控制器的信号输入端联接；所述的灯具控制模块包括开关灯按键(1)，开关灯按键装在所述的面板上。

7.根据权利要求1所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：所述的主控基板上装有湿度采集模块，湿度采集模块的信号输出端通过信号线与主控制器的信号输入端联接。

8.根据权利要求1所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：所述的墙壁开关是86型灯具开关。

9.根据权利要求1所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：所述的显示屏是COG点阵液晶显示屏。

10.根据权利要求1所述的单火线开关型室内温度采集及信息发布装置，其特征在于：所述的底盒上设有底盒透气孔(13)。

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