CN214954613U

CN214954613U - 开关控制器及系统

Info

Publication number: CN214954613U
Application number: CN202121250708.4U
Authority: CN
Inventors: 刘定忠
Original assignee: Guangdong Fanfan Industrial Investment Co ltd
Current assignee: Guangdong Fanfan Industrial Investment Co ltd
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2031-06-04

Abstract

本实用新型涉及一种开关控制器，其包括电力载波通信模块、控制模块以及信号采集模块，控制模块分别与电力载波通信模块和信号采集模块连接，电力载波通信模块用于通过电力载波通信的方式与第一外部设备通信连接，其中：信号采集模块，用于采集待传输信号，并将待传输信号输入至控制模块；控制模块，用于通过电力载波通信模块将待传输信号输入至第一外部设备。本实用新型还涉及一种应用上述开关控制器的系统。上述的开关控制器及系统可远程控制、且结构简单。

Description

开关控制器及系统

技术领域

本实用新型涉及开关控制技术领域，特别是涉及一种开关控制器及系统。

背景技术

目前，随着开关控制技术的不断发展，开关控制器被广泛地应用于各种用电场合。

相关技术中，开关控制器可与多个继电器连接，开关控制器用于控制继电器的导通或断开，为了能够对同一个区域中的继电器进行集中管理和控制，开关控制器通过通讯线与外部的控制终端形成有线通信连接，为通过控制终端远程操控继电器提供了条件。但是，相关技术中的开关控制器需要另外设置通讯线，导致内部线路排布复杂，不便于简化开关控制器的结构。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种可远程控制、且结构简单的开关控制器及系统。

本实用新型提供一种开关控制器，包括电力载波通信模块、控制模块以及信号采集模块，所述控制模块分别与所述电力载波通信模块和所述信号采集模块连接，所述电力载波通信模块用于通过电力载波通信的方式与第一外部设备通信连接，其中：

所述信号采集模块，用于采集待传输信号，并将所述待传输信号输入至所述控制模块；其中，所述待传输信号至少包括用电回路的电气信号；

所述控制模块，用于通过所述电力载波通信模块将所述待传输信号输入至所述第一外部设备。

在其中一个实施例中，所述信号采集模块包括与所述控制模块连接的电气采集单元，所述电气采集单元用于与所述用电回路连接，以采集所述用电回路的电气信号并输入至所述控制模块。

在其中一个实施例中，所述待传输信号还包括图像信号，所述信号采集模块还包括与所述控制模块连接的图像采集单元，所述图像采集单元用于采集所述图像信号并输入至所述控制模块。

在其中一个实施例中，所述管理控制电路还包括开关模块，所述开关模块与所述控制模块连接，其中：

所述开关模块，用于与所述用电回路连接，以控制所述用电回路的导通或断开；

所述控制模块，用于通过所述电力载波通信模块接收所述第一外部设备发送的第一控制信号，并在所述第一控制信号的驱动下控制所述开关模块。

在其中一个实施例中，所述开关控制器还包括与所述控制模块连接的远程通信模块，所述远程通信模块通过远程通信的方式与第二外部设备实现通信连接。

在其中一个实施例中，所述远程通信模块包括窄带物联网通信模组和移动通信模组中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述开关控制器还包括与所述控制模块连接的近程通信模块，所述近程通信模块通过近程通信的方式与第二外部设备实现通信连接。

在其中一个实施例中，所述近程通信模块包括为蓝牙通信模组、Wi-Fi模块、红外通信模块、ZigBee通信模组和UVB通信模组中的至少一种。

一种开关控制系统，包括网关设备以及上述的开关控制器，所述开关控制器通过电力载波通信模块与所述网关设备实现通信连接。

在其中一个实施例中，所述开关控制器的数量为多个，至少两个所述开关控制器相互之间通过电力载波通信模块实现通信连接。

上述开关控制器及系统中，设置了电力载波通信模块，电力载波通信模块通过电力载波通信的方式与第一外部设备通信连接，即为开关控制器通过电力线以电力载波通信的方式与第一外部设备通信提供了条件，为远程控制开关控制器提供了条件，而且开关控制器无需另外设置通讯线，简化线路排布，简化了结构。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例的开关控制器的结构示意图；

图2为一个实施例的信号采集模块应用到开关控制器中的结构示意图；

图3为一个实施例的开关模块应用到开关控制器中的结构示意图；

图4为一个实施例的远程通信模块、近程通行模块应用到开关控制器中的结构示意图；

图5为一个实施例的开关控制系统的结构示意图；

图6为一个实施例的多个开关控制器应用到开关控制系统中的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

如图1所示，一实施例的开关控制器100，开关控制器100包括管理控制电路10以及电力载波通信模块20。

开关控制器100应用于由AC交流电源供电的用电回路30时，用电回路30包括火线L和零线N，火线L包括输入端L_in和输出端L_out，零线N包括输入端N_in和输出端N_out，管理控制电路10采集用电回路30的电气信号。需要说明的是，在一些实施例中，开关控制器100可以应用于单相单路结构的用电回路中，将与该路的用电回路的运行状态上报至第一外部设备中，为对单一的用电回路进行远程管理和控制提供了条件；在其他实施例中，开关控制器100也可以应用于单相多路结构的用电回路中，即开关控制器100同时监测多路的用电回路，将与各路的用电回路的运行状态上报至第一外部设备中，为对多路的用电回路进行统一管理和集中控制提供了条件；当然，在其他实施例中，开关控制器100还可以应用于三相单路的用电回路中。

具体的：

管理控制电路10包括控制模块11以及信号采集模块12，控制模块11分别与电力载波通信模块20和信号采集模块12连接。

值得一提的是，控制模块11作为控制中枢，不仅用于控制管理控制电路10中的其他模块进行工作，还用于对相关电信号进行信号处理，而控制模块11的具体结构形式是不限的，比如，在一些实施例中，控制模块11包括但不限于DSP芯片和单片机。

电力载波通信模块20(又称PLC通信模块)用于通过电力载波通信(英文全称PowerLine Communication，简称PLC)的方式与外部设备通信连接，使得电力载波通信模块20可通过电力线将电信号传输至第一外部设备40中。

其中，第一外部设备40为设置有电力载波通信模块20的器件，比如，在一些实施例中，外部设备为设有电力载波通信模块20的网关设备，开关控制器100通过电力线接入至网关设备，实现了网关设备与开关控制器100之间的电力传输，还实现了通过电力载波通信的方式进行信号交互。

另外，需要说明的是：

信号采集模块12，用于采集待传输信号，并将待传输信号输入至控制模块11；其中，待传输信号包括图像信号和/或用电回路30的电气信号，图像信号为与管理控制电路10所处的应用场景的图像关联的信号，用电回路30的电气信号为用于表征用电回路30的运行状态的电信号。

控制模块11，用于通过电力载波通信模块20将待传输信号输入至第一外部设备40。比如，在一些实施例中，控制模块11将待传输信号输入至电力载波通信模块20，电力载波通信模块20用于通过电力线将待传输信号输入至网关设备。

上述开关控制器100中，设置了电力载波通信模块20，电力载波通信模块20通过电力载波通信的方式与第一外部设备40通信连接，即为开关控制器100通过电力线以电力载波通信的方式与第一外部设备40通信提供了条件，为远程控制开关控制器100提供了条件，而且开关控制器100无需另外设置通讯线，简化线路排布，简化了结构。

如图1、2所示，在其中一个实施例中，信号采集模块12包括与控制模块11连接的电气采集单元121，电气采集单元121用于采集用电回路30的电气信号并输入至控制模块11。

其中，上述的电气信号包括电流信号和/或电压信号，电流信号包括但不限于用电回路30的运行电流信号(是指为用电回路30运行时提供电能的电流信号)以及用电回路30的剩余电流信号(是指用电回路30中各相电流矢量和不为零的电流信号，俗称漏电电流信号)。

值得一提的是，上述的电气采集单元121的具体结构形式是不限的，电气采集单元121包括但不限于用于采集用电回路30的运行电流信号的电流采集单元、用于采集用电回路30的剩余电流信号的电流互感器以及用于采集用电回路30的电压信号的电压采集单元中的至少一种，信号采集单元可以根据实际使用的需求进行具体设置。

比如，在一些实施例中，电气采集单元121同时包括电流采集单元、电流互感器以及电压采集单元，电流采集单元采集运行电流信号I_A，电流互感器采集剩余电流信号I_B，电压采集单元采集电压信号V，此时，电气采集单元121将运行电流信号I_A、剩余电流信号I_B和电压信号V经由控制模块11输入至电力载波通信模块20，电力载波通信模块20将上述的电气信号(即I_A、I_B和V)通过电力线以电力载波的方式传输至第一外部设备40，为第一外部设备40根据电气信号(即I_A、I_B和V)进行显示以表征用电回路30的运行状态信息提供了基础。

如图1、2所示，在其中一个实施例中，信号采集模块12还包括与控制模块11连接的图像采集单元122，图像采集单元122用于采集图像信号并输入至控制模块11。

其中，上述的图像信号为与开关控制器100所处的应用场景的图像关联的信号，即图像信号包括图片信号和视频信号，比如，在一些实施例中，图像采集单元122为摄像机，摄像机对开关控制器100所处的应用场景进行录像，并获取视频画面数据，然后将视频画面数据处理成视频信号，最后将视频信号经由控制模块11输入至电力载波通信模块20，电力载波通信模块20将上述的视频信号通过电力线以电力载波的方式传输至第一外部设备40，为第一外部设备40根据视频信号显示开关控制器100所处的应用场景的视频画面提供了基础。当然，在其他实施例中，图像采集单元122拍摄开关控制器100所处的应用场景的照片以获取照片图像数据，进而获取照片图像信号，也是可行的。

如图1、3所示，在其中一个实施例中，管理控制电路10还包括开关模块50，开关模块50与控制模块11连接，其中：

开关模块50，用于与用电回路30连接，以控制用电回路30的导通或断开。值得一提的是，开关模块50的具体结构形式及数量是不限的，开关模块50包括但不限于断路器和继电器中的至少一种，比如，在一些实施例中，开关模块50为继电器。

控制模块11，用于通过电力载波通信模块20接收第一外部设备40发送的第一控制信号，并在第一控制信号的驱动下控制开关模块50。

具体的，用户对通过网关设备进行操作，通过电力线向开关控制器100的电力载波通信模块20输入第一控制信号，为控制模块11根据第一控制信号对开关模块50进行控制提供了条件，使得开关控制器100具有远程控制功能。

需要说明的是，第一控制信号包括断开控制信号和打开控制信号中的至少一种，当电力载波通信模块20接收断开控制信号时，则控制模块11在断开控制信号控制开关模块50断开，从而控制用电回路30断电，当电力载波通信模块20接收打开控制信号时，则控制模块11在打开控制信号控制开关模块50打开，从而控制用电回路30导通。

如图1、4所示，在其中一个实施例中，开关控制器100还包括与控制模块11连接的远程通信模块60，远程通信模块60通过远程通信的方式与第二外部设备80实现通信连接，以实现开关控制器100与第二外部设备80之间的信号交互，远程通信模块60用于接收第二外部设备80发送的第二控制信号，开关控制器100在第二控制信号的驱动下控制开关模块50。

进一步的，远程通信模块60包括但不限于窄带物联网通信模组(即NB-IoT通信模组)和移动通信模组中的至少一种，而远程通信的方式根据远程通信模块60的具体设置而定，其中，窄带物联网通信模组通过广域网络与第二外部设备80实现通信连接，移动通信模组包括但不限于2G通信模组、3G通信模组、4G通信模组和5G通信模组中的其中一种，移动通信模组通过移动网络与第二外部设备80通信连接。

需要说明的是，上述的远程通信模块60的具体选型是不限的，在实际应用中，其可以根据不同的应用场景下所要求的远程通信连接方式具体设置远程通信模块60的具体选型。比如，在本实施例中，远程通信模块60为窄带物联网通信模组，开关控制器100通过窄带物联网通信模组接入至广域网络，第二外部设备80通过广域网络将第二控制信号经由窄带物联网通信模组输入至开关控制器100，而第二控制信号包括断开控制信号和打开控制信号中的其中一种，开关控制器100在断开控制信号的驱动下控制开关模块50打开，或在打开控制信号的驱动下控制开关模块50打开。

在其中一个实施例中，开关控制器100还包括与控制模块11连接的近程通信模块，近程通信模块通过近程通信的方式与外部设备实现通信连接，以实现开关控制器100与第二外部设备80之间的信号交互，近程通信模块用于接收第二外部设备80发送的第二控制信号。

进一步的，近程通信模块包括为蓝牙通信模组、Wi-Fi模块、红外通信模块、ZigBee(即紫峰)通信模组和UVB(全称Ultra WideBand，即超宽频)通信模组中的至少一种，而近程通信的方式根据远程通信模块60的具体设置而定。

需要说明的是，上述的近程通信模块的具体选型是不限的，在实际应用中，其可以根据不同的应用场景下所要求的近程通信连接方式具体设置近程通信模块的具体选型。比如，在本实施例中，近程通信模块为蓝牙通信模组，开关控制器100通过蓝牙通信模组与第二外部设备80形成蓝牙连接，第二外部设备80通过蓝牙传输的方式将第二控制信号经由蓝牙通信模组输入至开关控制器100，而第二控制信号包括断开控制信号和打开控制信号中的其中一种，开关控制器100在断开控制信号的驱动下控制开关模块50打开，或在打开控制信号的驱动下控制开关模块50打开。

上述结构中，第二外部设备80包括但不限于遥控装置、移动终端(如，手机、平板电脑)或电脑，其可以根据实际情况进行选择。

如图1、5所示，一实施例的开关控制系统500，包括上述任一实施例的开关控制器100，其可以包括多种变形，为了方便说明，下面以其中一个实施例为例对开关控制系统具体的结构进行展开说明，具体的：

开关控制系统500包括网关设备40a以及开关控制器100，开关控制器100通过电力载波通信模块20与网关设备40a实现通信连接，即，开关控制器100与网关设备40a之间可通过电力线实现电力载波通信。

进一步的，用户可以通过在网关设备40a进行操控，以使网关设备40a生成第一控制信号，并通过电力线将第一控制信号输入至开关控制器100中；或者，当网关设备40a与云端服务器实现通信连接时，则用户可以通过第二外部设备80a(比如，移动终端)将第一控制信号上传云端服务器，再通过云端服务器向网关设备40a下发第一控制信号，再通过电力线将第一控制信号输入至开关控制器100中，控制模块11在第一控制信号的驱动下控制开关模块50打开或断开。

上述开关控制系统500中，开关控制器100与网关设备40a之间无需另外设置通讯线，简化线路排布，简化了线路结构。

如图4-6所示，需要说明的是，开关控制器100的具体数量是不限的，比如，在一些实施例中，开关控制器100的数量为多个，至少两个开关控制器100相互之间通过电力载波通信模块20实现通信连接，当任一开关控制器100设置远程通信模块60或近程通信模块70时，且当网关设备40a处的电力载波通信模块20出现故障而无法与其他器件进行电力载波通信时，任一个开关控制器100通过远程通信模块60或近程通信模块70接收到的第二控制信号，该接收到第二控制信号的开关控制器100可以通过电力线将第二控制信号传输至与其通信连接的开关控制器100中，各开关控制器100的控制模块11在第二控制信号驱动下控制开关模块50打开或断开，即在网关设备40a出现通信故障时，为用户能够通过移动终端80a对该区域的多个开关控制器100进行统一管理和集中控制提供了条件，使得开关控制系统500的使用可靠性更高。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，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

1.一种开关控制器，其特征在于，包括电力载波通信模块、控制模块以及信号采集模块，所述控制模块分别与所述电力载波通信模块和所述信号采集模块连接，所述电力载波通信模块用于通过电力载波通信的方式与第一外部设备通信连接，其中：

2.根据权利要求1所述的开关控制器，其特征在于，所述信号采集模块包括与所述控制模块连接的电气采集单元，所述电气采集单元用于与所述用电回路连接，以采集所述用电回路的电气信号并输入至所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的开关控制器，其特征在于，所述待传输信号还包括图像信号，所述信号采集模块还包括与所述控制模块连接的图像采集单元，所述图像采集单元用于采集所述图像信号并输入至所述控制模块。

4.根据权利要求1-3任一项所述的开关控制器，其特征在于，管理控制电路还包括开关模块，所述开关模块与所述控制模块连接，其中：

5.根据权利要求1-3任一项所述的开关控制器，其特征在于，所述开关控制器还包括与所述控制模块连接的远程通信模块，所述远程通信模块通过远程通信的方式与第二外部设备实现通信连接。

6.根据权利要求5所述的开关控制器，其特征在于，所述远程通信模块包括窄带物联网通信模组和移动通信模组中的至少一种。

7.根据权利要求1-3任一项所述的开关控制器，其特征在于，所述开关控制器还包括与所述控制模块连接的近程通信模块，所述近程通信模块通过近程通信的方式与第二外部设备实现通信连接。

8.根据权利要求7所述的开关控制器，其特征在于，所述近程通信模块包括蓝牙通信模组、Wi-Fi模块、红外通信模块、ZigBee通信模组和UVB通信模组中的至少一种。

9.一种开关控制系统，其特征在于，包括网关设备以及上述权利要求1-8任一项所述的开关控制器，所述开关控制器通过电力载波通信模块与所述网关设备实现通信连接。

10.根据权利要求9所述的开关控制系统，其特征在于，所述开关控制器的数量为多个，至少两个所述开关控制器相互之间通过电力载波通信模块实现通信连接。