CN211860622U - 一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，涉及建筑室内环境调节领域，包括温度传感器、湿度传感器、开关按键、信号处理电路、继电器、电源转换模块、显示屏和照明开关模块，所述温度传感器、湿度传感器、信号处理电路、继电器、电源转换模块均位于照明开关模块内，显示屏置于照明开关模块表面,本实用新型提供的智能开关不仅能控制照明灯具的点亮和熄灭，还能实时监测室内环境的温度和湿度，并能及时提醒室内的人对环境进行有效调节，而且当房间内的人开灯或者关灯时，都能很自然的看到显示屏上的数据，进一步体现了开关的人性化设计。

Description

一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关

技术领域

本实用新型涉及建筑室内环境调节领域，尤其涉及一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关。

背景技术

众所周知，建筑室内环境的好坏直接影响到人的身心健康、精神面貌和工作状态。而室内环境的好坏受很多因素的影响，其中温度和湿度无疑是最重要的两个因素，也是人们最关心的两个因素，但身处室内的人通常因为忙于工作等事情而无暇于对室内的温度和湿度进行实时关注，更无法及时对环境进行有效调节。因此室内的人如何每时每刻都能知道自己所处环境的温度、湿度以及自己所处的环境是否舒适就显得愈发重要，也是当前建筑室内环境调节领域亟待解决的一大难题。

传统的温度和湿度检测装置虽然可以检测环境的温度和湿度，但具有如下缺点：

(1)一般体积较大，携带不便，对于长期出差或经常更换办公环境的人显得更加不适；

(2)外观形状和颜色单一，无法与现代建筑相匹配，给安装带来极大困难；

(3)如果长期使用，则需频繁更换电池，给使用者带来极大不便；

(4)不能主动提醒使用者当前检测环境的温度和湿度是否适宜以及如何调节，不具有主动提醒和调节的功能。

所以不难看出，传统的温度和湿度检测装置已经无法满足人们的需求，更无法与现代建筑相匹配，亟需研发出新的能够满足人们需求的温度和湿度检测装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，该智能开关可有效解决现有的温湿度检测装置外观单一、安装和携带不便，无法及时提醒使用者当前环境是否适宜以及如何调节的问题。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，包括温度传感器、湿度传感器、开关按键、信号处理电路、继电器、电源转换模块、显示屏和照明开关模块，温度传感器、湿度传感器、信号处理电路、继电器、电源转换模块均位于照明开关模块内，其中，

信号处理电路用于处理采集到的温度传感器和湿度传感器的信号，信号处理完毕后发出操作指令，用于控制其它执行部件；

信号处理电路包括温度采集端口、湿度采集端口、开关按键端口、显示屏端口、电源端口、继电器控制端口；

温度传感器与信号处理电路的温度采集端口相连接；

湿度传感器与信号处理电路的湿度采集端口相连接；

开关按键与信号处理电路的开关按键端口相连接；

显示屏与照明开关模块固定连接，并且显示屏与信号处理电路的显示屏端口相连接；

电源转换模块的输入端与电源主线相连接，并且电源转换模块的输出端与信号处理电路的电源端口相连接；

继电器的输入端与电源主线相连接，继电器的输出端与灯具相连接，继电器的控制端与信号处理电路上的继电器控制端口相连接。

根据上述技术方案，优选地，还包括声音提示器，信号处理电路上设有声音控制端口，声音提示器的控制端与信号处理电路上的声音控制端口相连接，当室内的温度值、相对湿度值和舒适度偏离设定值时，则声音提示器将发出提醒。

根据上述技术方案，优选地，声音提示器是有源蜂鸣器、无源蜂鸣器中的一种。

根据上述技术方案，优选地，信号处理电路还包括微控制器，微控制器的温度信号输入端与温度采集端口相连接，微控制器的湿度信号输入端与湿度采集端口相连接，微控制器的声音控制信号输出端与声音控制端口相连接，微控制器的继电器控制信号输出端与继电器的控制端口相连接，微控制器的电源输入端与电源端口相连接，微控制器的显示屏信号输出端与显示屏端口相连接。

根据上述技术方案，优选地，微控制器是AVR、51系列和MSP430系列单片机型号中的一种。

根据上述技术方案，优选地，开关按键为船型开关、按钮开关和按键开关中的一种。

根据上述技术方案，优选地，开关还包括无线通信装置，无线通信装置的接收端与信号处理电路相连接并进行通讯，无线通信装置的发射端通过网络与移动终端进行通讯。

根据上述技术方案，优选地，移动终端是手机或电脑。

根据上述技术方案，优选地，网络是蓝牙网络或无线通讯网络。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)温度和湿度检测装置集成在开关内部，显示屏置于开关表面，通过开关可以使得温度和湿度检测装置与建筑完美结合，不仅解决了安装问题，而且解决了供电问题。

(2)开关表面的显示屏实时显示当前环境的温度值、相对湿度值以及环境的舒适等级，使用者可直观的获取当前的环境状况，而且每当使用者使用开关开灯或者关灯时都可以看到显示屏上的数据，方便及时调节，进一步体现了开关的人性化设计。

(3)当环境的温度值、相对湿度值以及舒适等级不在舒适区后，开关会发出报警信号，以此来强制提醒房间内的人需要对当前环境进行调节，从而保证了房间内的环境一直处于舒适区内，进而保证了房间内的人的身心健康。

(4)本实用新型提供的智能开关与现有的普通开关相比，增加的温度和湿度的监测和调节功能实用性强，附加成本低，具有非常广阔的市场应用前景。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的实施例的原理图。

图2示出了根据本实用新型的实施例的外观示意图。

图中：1、温度传感器；2、湿度传感器；3、信号处理电路；3-1、电路板；3-2、温度采集端口；3-3、湿度采集端口；3-4、显示屏端口；3-5、电源端口；3-6、继电器控制端口；3-7、开关按键端口；3-8、微控制器；3-9、声音控制端口；4、电源转换模块；5、显示屏；6、照明开关模块；7、声音提示器；8、继电器；9、开关按键；10、照明灯具。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，包括温度传感器1、湿度传感器2、信号处理电路3、继电器8、开关按键9、电源转换模块4、显示屏5、照明开关模块6以及声音提示器7，而温度传感器1、湿度传感器2、信号处理电路3、继电器8、电源转换模块4和声音提示器7均位于照明开关模块6内，其中，温度传感器1和湿度传感器2与房间空气接触，将采集到的空气的温度和相对湿度值转换成电流或电压值，所述温度传感器1和湿度传感器2采用目前市场上通用的传感器即可，信号处理电路3用于处理采集到的温度传感器1和湿度传感器2的信号，信号处理完毕后发出操作指令，用于控制其它执行部件，如声音提示器7、继电器8等；信号处理电路3包括电路板3-1以及布设在电路板3-1上的温度采集端口3-2、湿度采集端口3-3、开关按键端口3-7、显示屏端口3-4、电源端口3-5、继电器控制端口3-6、微控制器3-8和声音控制端口3-9；其中温度传感器1与信号处理电路3的温度采集端口3-2相连接；湿度传感器2与信号处理电路3的湿度采集端口3-3相连接；开关按键9与信号处理电路3的开关按键端口3-7相连接；显示屏5与照明开关模块6固定连接，并且显示屏5与信号处理电路3的显示屏端口3-4相连接；电源转换模块4的输入端与电源主线连接，并且电源转换模块4的输出端与信号处理电路3的电源端口3-5相连接；继电器8的输入端与电源主线相连接，继电器8的输出端与照明灯具10相连接，继电器8的控制端与信号处理电路3上的继电器控制端口3-6相连接，声音提示器7与信号处理电路3上的声音控制端口3-9相连接，微控制器3-8的温度信号输入端与温度采集端口3-2相连接，微控制器3-8的湿度信号输入端与湿度采集端口3-3相连接，微控制器3-8的继电器控制信号输出端与继电器控制端口3-6相连接，微控制器3-8的电源输入端与电源端口3-5相连接，微控制器3-8的显示屏信号输出端与显示屏端口3-4相连接。微控制器3-8优选为AVR、51系列和MSP430系列单片机型号中的一种。开关按键9优选为船型开关、按钮开关或按键开关中的一种，声音提示器7优选为有源蜂鸣器、无源蜂鸣器中的一种。

进一步地，信号处理电路3上设有声音控制端口3-9，声音提示器7的控制端与信号处理电路3上的声音控制端口3-9相连接，微控制器3-8的声音控制信号输出端与声音控制端口3-9相连接，当室内的温度值、相对湿度值和舒适度偏离设定值时，声音提示器7会发出报警提醒，具体工作过程见工作原理。

进一步地，开关还包括无线通信装置，无线通信装置的接收端与信号处理电路3相连接并进行通讯，无线通信装置的发射端通过蓝牙网络或无线通讯网络与移动终端进行通讯，按照人们的使用习惯，移动终端可以优选为手机或电脑。工作原理：

电源转换模块4的输入端通过电源线A分别与火线、零线和地线相连接，220V的交流电压经电源线A输入到电源转换模块4中，经电源转换模块4转换为直流电压24V或更低的电压后，通过电源线B和电源端口3-5为微控制器3-8、继电器8和蜂鸣器等设备供电。

当房间需要照明时，房间内的人按下开关按键9，微控制器3-8检测到该信号后，会向继电器8控制信号输出端发出控制信号，该信号通过继电器控制端口3-6会传送给继电器8，让继电器8闭合，将照明灯具10的供电回路导通，房间的灯点亮；

照明开关模块6内部的温度传感器1和湿度传感器2与房间空气接触，将采集到的空气的温度和相对湿度值转换成电流或电压值后，分别通过各自的信号线实时传送到电路板3-1上的温度采集端口3-2和湿度采集端口3-3处，两路信号在电路板3-1上经过一系列信号处理后，最终传送给微控制器3-8，经微控制器3-8处理后，将温度值、相对湿度值和当前环境的舒适等级值通过显示屏端口3-4传给显示屏5，并在显示屏5上显示出来，舒适等级值的确定利用采集到的温度和相对湿度值，再结合相关的计算公式即可计算得到，将计算得到的舒适等级值与舒适环境范围内的舒适等级值进行比较，即可判定当前环境是否舒适以及舒适等级，若采集到的温度值或相对湿度值过高或过低导致环境的舒适等级值不在舒适等级范围内时，微控制器3-8会发出信号，驱动相应设备发出报警提醒，具体过程如下：

第一次报警提醒：微控制器3-8发出控制信号，该信号会让声音提示器7发出振动报警且振动持续1分钟后自动停止，此处声音提示器7优选为蜂鸣器，同时显示屏5上的调节显示区域会闪烁显示需要调节的变量(温度或相对湿度)以及变量调节的方式(增大或减小)，如调节显示区域闪烁显示“相对湿度需要增大”，当房间内的人看到后，可通过使用超声波加湿器或其它加湿方式对房间内的空气进行加湿；

第二次报警提醒：第一次报警约15分钟后，微控制器3-8再次检测温度值和相对湿度值，若温度值、相对湿度值及舒适等级仍然不在舒适等级范围内，则微控制器3-8会再次发出振动信号，该信号会让声音提示器7再次发出振动报警且振动持续1分钟后自动停止，微控制器3-8在发出振动信号的同时，还会进行如下判断及操作：

若当前继电器8为断开状态，即房间的灯关闭(说明此时可能是白天光线充足不需要开灯或房间内没有人)，则微控制器3-8会发出闭合信号，该信号通过继电器控制端口3-6会让继电器8闭合，使房间的灯亮且持续1分钟，之后微控制器3-8会发出断开信号，控制继电器8断开，进而让房间的灯灭；

若当前继电器8为闭合状态，即房间的灯打开(说明此时可能是夜晚、白天光线不足或房间内没有人忘记关灯)，则微控制器3-8会发出断开信号，控制继电器8断开，让照明灯具关闭且持续1分钟，之后微控制器3-8会发出闭合信号，控制继电器8闭合，让灯打开，恢复正常照明。

本实用新型通过这种让声音提示器7持续振动一段时间和房间的灯“关闭—打开—关闭”或“打开—关闭—打开”的亮灭交替闪烁的报警方式来强制提醒房间内的人，需要对当前环境的温度和相对湿度值进行调节，同时在显示屏5上的调节显示区域显示出具体需要调节的变量以及方式，从而保证房间内的人能够及时对房间内的环境进行有效调节。

第三次报警提醒：第二次报警提醒约15分钟后，微控制器3-8再次检测温度值和相对湿度值，若温度、相对湿度及舒适等级仍然不在舒适等级范围内，则判定房间内没有人，不需要对当前环境的温度值和相对湿度值进行调节，无论此时的继电器8为断开还是闭合状态，都强制为断开状态，即让灯关闭，同时微控制器3-8进入休眠状态，不再对当前环境的温度和相对湿度进行检测和判断环境是否适宜，以节省微控制器3-8的功耗。

当房间不需要照明时，房间内的人将开关按键9复位后，微控制器3-8会检测到该信号，然后微控制器3-8会发出控制信号，让继电器8断开，将照明灯具10的供电回路断开，房间的灯熄灭；

本实用新型将现有的照明灯具的开关与温度和湿度传感器巧妙的结合起来，使开关不仅具有控制照明灯具点亮和熄灭的功能，还具有监测室内环境温度和湿度的功能，并能及时提醒室内的人对环境进行有效调节，而且传感器和微控制器均集成在开关内部，显示屏置于开关表面，可与建筑很好的相匹配，当房间内的人开灯或者关灯时，都会很自然的看到显示屏上的数据，进一步体现了开关的人性化设计。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，包括温度传感器、湿度传感器、开关按键、信号处理电路、继电器、电源转换模块、显示屏和照明开关模块，所述温度传感器、湿度传感器、信号处理电路、继电器、电源转换模块均位于照明开关模块内，其中，

所述信号处理电路用于处理采集到的温度传感器和湿度传感器的信号，信号处理完毕后发出操作指令，用于控制其它执行部件；

所述信号处理电路包括温度采集端口、湿度采集端口、开关按键端口、显示屏端口、电源端口以及继电器控制端口；

所述温度传感器与所述信号处理电路的温度采集端口相连接；

所述湿度传感器与所述信号处理电路的湿度采集端口相连接；

所述开关按键与所述信号处理电路的开关按键端口相连接；

所述显示屏与照明开关模块固定连接，并且所述显示屏与所述信号处理电路的显示屏端口相连接；

所述电源转换模块的输入端与电源主线相连接，并且所述电源转换模块的输出端与信号处理电路的电源端口相连接；

所述继电器的输入端与电源主线相连接，所述继电器的输出端与灯具相连接，所述继电器的控制端与信号处理电路上的继电器控制端口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，还包括声音提示器，所述信号处理电路上设有声音控制端口，所述声音提示器的控制端与信号处理电路上的声音控制端口相连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，所述声音提示器是有源蜂鸣器、无源蜂鸣器中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，所述信号处理电路还包括微控制器，所述微控制器的温度信号输入端与温度采集端口相连接，微控制器的湿度信号输入端与湿度采集端口相连接，微控制器的开关按键信号输入端与开关按键端口相连接，微控制器的声音控制信号输出端与声音控制端口相连接，微控制器的继电器控制信号输出端与继电器的控制端口相连接，微控制器的电源输入端与电源端口相连接，微控制器的显示屏信号输出端与显示屏端口相连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，所述微控制器是AVR、51系列和MSP430系列单片机型号中的一种。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，所述开关按键为船型开关、按钮开关和按键开关中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，开关还包括无线通信装置，所述无线通信装置的接收端与所述信号处理电路相连接并进行通讯，所述无线通信装置的发射端通过网络与移动终端进行通讯。

8.根据权利要求7所述的一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，所述移动终端是手机或电脑。

9.根据权利要求8所述的一种具有监测空气温度和湿度功能的智能开关，其特征在于，所述网络是蓝牙网络或无线通讯网络。

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