CN215181556U - 一种智能家居控制面板电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能家居控制面板技术领域，特别涉及一种智能家居控制面板电路，包括微处理器控制模块、WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块，微处理器控制模块分别与WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块电连接，通过设置按键控制模块，用于控制家居设备的开关、调光、调速等，还可设置群组，场景灯，最多可组网40台设备；设置蓝牙传输模块将电压、电流和工作状态等信息传输给网络及手机APP，通过手机上APP就可实现与上述按键同等控制相关设备；设置距离靠近感应模块，当用户手势接近控制器时，指示灯亮起，给用户更人性化的体验，从而实现真正的智能联网。

Description

一种智能家居控制面板电路

技术领域

本实用新型涉及智能家居控制面板技术领域，特别涉及一种智能家居控制面板电路。

背景技术

在智能家居众多物理控制方式中，控制面板因其部署方便，分布广泛，且易于操作；已成为智能家居是最主流的选择之一。从人机交互层面说，控制面板是一种非常迎合人类本能的操控方式。

目前，市场上大多数86型的开关面板，只有一个功能：开关，一般控制的对象是电灯。尽管近年来，控制面板已从简单的物理控制，进化到了无线控制时代。但功能还是比较单一，往往只是控制一个到少数几个电灯或家居中的少数几个电器，未能实现真正的智能联网。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智能家居控制面板电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种智能家居控制面板电路，包括微处理器控制模块、WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块，所述微处理器控制模块分别与WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块电连接。

进一步的，所述距离靠近感应模块包括电阻R12、电阻R14、电容C15、电容C16、电容C18、电容C28、电容C29和芯片U1，所述芯片U1的第一引脚分别与电阻R12的一端和微处理器控制模块电连接，所述芯片U1的第二引脚分别与电容C15的一端、电容C28的一端、电容C16的一端和电容C29的一端电连接且芯片U1的第二引脚、电容C15的一端、电容C28的一端、电容C16的一端和电容C29的一端均接地，所述芯片U1的第三引脚与微处理器控制模块电连接，所述芯片U1的第四引脚分别与电容C15的另一端和电容C28的另一端电连接，所述芯片U1的第五引脚分别与电容C16的另一端和电容C29的另一端电连接，所述芯片U1的第六引脚与电阻R14的一端电连接，所述电阻R14的另一端与电容C18的一端电连接，所述电容C18的另一端接地。

进一步的，所述WiFi模块包括电阻R42、电容C19、电容C26和芯片WF1，所述芯片WF1的第一引脚、芯片WF1的第七引脚、芯片WF1的第十引脚、芯片WF1的第十五引脚和芯片WF1的第十六引脚均与微处理器控制模块电连接，所述芯片WF1的第三引脚分别与电阻R42的一端和电容C26的一端电连接，所述电阻R42的另一端接电源，所述电容C26的另一端接地，所述芯片WF1的第八引脚与电容C19的一端电连接，所述电容C19的另一端接地，所述WF1的第九引脚和芯片WF1的第十七引脚均接地。

进一步的，所述蓝牙传输模块包括电容C22和芯片BT1，所述芯片BT1的第十三引脚与电容C22的一端电连接，所述电容C22的另一端接地。

进一步的，所述微处理器控制模块包括芯片U2，所述芯片U2的型号为STM32F401RET6。

本实用新型的有益效果在于：

通过设置按键控制模块，用于控制家居设备的开关、调光、调速等，还可设置群组，场景灯，最多可组网40台设备；设置蓝牙传输模块将电压、电流和工作状态等信息传输给网络及手机APP，通过手机上APP就可实现与上述按键同等控制相关设备；设置距离靠近感应模块，当用户手势接近控制器时，指示灯亮起，给用户更人性化的体验；设置WiFi模块，用于对图文字库的升级，方便产品的更新迭代；本方案通过微处理器控制模块、WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块之间的配合，从而实现真正的智能联网。

附图说明

图1所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的模块连接框图；

图2所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的距离靠近感应模块的电路原理图；

图3所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的WiFi模块的电路原理图；

图4所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的蓝牙传输模块的电路原理图；

图5所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的微处理器控制模块的电路原理图；

图6所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的供电模块的电路原理图；

图7所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的按键控制模块的电路原理图；

图8所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的具体实施例的操作界面图；

图9所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的具体实施例的操作界面图；

图10所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的具体实施例的操作界面图；

图11所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的具体实施例的操作界面图；

图12所示为根据本实用新型的一种智能家居控制面板电路的具体实施例的操作界面图；

标号说明：

1、微处理器控制模块；2、WiFi模块；3、距离靠近感应模块；4、蓝牙传输模块；5、供电模块；6、按键控制模块；7、显示模块。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1所示，本实用新型提供的技术方案：

一种智能家居控制面板电路，包括微处理器控制模块、WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块，所述微处理器控制模块分别与WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块电连接。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：

通过设置按键控制模块，用于控制家居设备的开关、调光、调速等，还可设置群组，场景灯，最多可组网40台设备；设置蓝牙传输模块将电压、电流和工作状态等信息传输给网络及手机APP，通过手机上APP就可实现与上述按键同等控制相关设备；设置距离靠近感应模块，当用户手势接近控制器时，指示灯亮起，给用户更人性化的体验；设置WiFi模块，用于对图文字库的升级，方便产品的更新迭代；本方案通过微处理器控制模块、WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块之间的配合，从而实现真正的智能联网。

进一步的，所述距离靠近感应模块包括电阻R12、电阻R14、电容C15、电容C16、电容C18、电容C28、电容C29和芯片U1，所述芯片U1的第一引脚分别与电阻R12的一端和微处理器控制模块电连接，所述芯片U1的第二引脚分别与电容C15的一端、电容C28的一端、电容C16的一端和电容C29的一端电连接且芯片U1的第二引脚、电容C15的一端、电容C28的一端、电容C16的一端和电容C29的一端均接地，所述芯片U1的第三引脚与微处理器控制模块电连接，所述芯片U1的第四引脚分别与电容C15的另一端和电容C28的另一端电连接，所述芯片U1的第五引脚分别与电容C16的另一端和电容C29的另一端电连接，所述芯片U1的第六引脚与电阻R14的一端电连接，所述电阻R14的另一端与电容C18的一端电连接，所述电容C18的另一端接地。

进一步的，所述WiFi模块包括电阻R42、电容C19、电容C26和芯片WF1，所述芯片WF1的第一引脚、芯片WF1的第七引脚、芯片WF1的第十引脚、芯片WF1的第十五引脚和芯片WF1的第十六引脚均与微处理器控制模块电连接，所述芯片WF1的第三引脚分别与电阻R42的一端和电容C26的一端电连接，所述电阻R42的另一端接电源，所述电容C26的另一端接地，所述芯片WF1的第八引脚与电容C19的一端电连接，所述电容C19的另一端接地，所述WF1的第九引脚和芯片WF1的第十七引脚均接地。

进一步的，所述蓝牙传输模块包括电容C22和芯片BT1，所述芯片BT1的第十三引脚与电容C22的一端电连接，所述电容C22的另一端接地。

进一步的，所述微处理器控制模块包括芯片U2，所述芯片U2的型号为STM32F401RET6。

请参照图1至图12所示，本实用新型的实施例一为：

请参照图1，一种智能家居控制面板电路，包括微处理器控制模块1、WiFi模块2、距离靠近感应模块3、蓝牙传输模块4、供电模块5和按键控制模块6，所述微处理器控制模块1分别与WiFi模块2、距离靠近感应模块3、蓝牙传输模块4、供电模块5和按键控制模块6电连接。

请参照图2，所述距离靠近感应模块3包括电阻R12(电阻值为4.7kΩ)、电阻R14(电阻值为470Ω)、电容C15(电容值为1μF)、电容C28(电容值为100pF)、电容C16(电容值为1μF)、电容C29(电容值为100pF)、电容C18(电容值为22pF)和芯片U1(型号为IQS128)，所述芯片U1的第一引脚分别与电阻R12的一端和微处理器控制模块电连接，所述芯片U1的第二引脚分别与电容C15的一端、电容C28的一端、电容C16的一端和电容C29的一端电连接且芯片U1的第二引脚、电容C15的一端、电容C28的一端、电容C16的一端和电容C29的一端均接地，所述芯片U1的第三引脚与微处理器控制模块电连接，所述芯片U1的第四引脚分别与电容C15的另一端和电容C28的另一端电连接，所述芯片U1的第五引脚分别与电容C16的另一端和电容C29的另一端电连接，所述芯片U1的第六引脚与电阻R14的一端电连接，所述电阻R14的另一端与电容C18的一端电连接，所述电容C18的另一端接地。芯片U1内部有一个电容对地，芯片工作时，周期性地给该电容充放电。有手势靠近和无手势靠近，这个电容的容值大小是不一样的，相应的充放电时间和充放电次数也是不一样的。芯片内部通过换算，通过芯片U1的第一引脚(即OUTPUT管脚)把状态反馈给微处理器，即无手势靠近，芯片U1的第一引脚(即OUTPUT管脚)输出高电平给微处理器；有手势靠近，芯片U1的第一引脚(即OUTPUT管脚)输出低电平给微处理器。芯片内部有一个开漏输出，芯片U1的第一引脚(即OUTPUT管脚)需要外接一个上拉电阻R12，芯片U1的第三引脚(即CTRL管脚)接到微处理器的普通IO口，由微处理器使能控制芯片的接近输出是否有效(即是否要一直检测有无手势靠近)，使能关掉，可以使得整机功耗更低。100pF的电容器与1uF的电容器并联后，分别接到VDDHI和GND之间以及VREG和GND之间，用以提高电路模块对射频的抗扰度。

请参照图3，所述WiFi模块2包括电阻R42(电阻值为10kΩ)、电容C19(电容值为100nF)、电容C26(电容值为1μF)和芯片WF1(型号为ESP32-S2-WROVER)，所述芯片WF1的第一引脚、芯片WF1的第七引脚、芯片WF1的第十引脚、芯片WF1的第十五引脚和芯片WF1的第十六引脚均与微处理器控制模块1电连接，所述芯片WF1的第三引脚分别与电阻R42的一端和电容C26的一端电连接，所述电阻R42的另一端接电源，所述电容C26的另一端接地，所述芯片WF1的第八引脚与电容C19的一端电连接，所述电容C19的另一端接地，所述WF1的第九引脚和芯片WF1的第十七引脚均接地。WiFi模块中的芯片WF1采用乐鑫的ESP32-S2-WROVER，是通用型Wi-Fi MCU模组，功能强大，具有丰富的外设接口，采用PCB板载天线，微处理器通过串口UART6_RX及UART6_TX，对WiFi模块进行读取和发送信号。

请参照图4，所述蓝牙传输模块4包括电容C22(电容值为100nF)和芯片BT1(型号为CSR1024A06-ILLP-R QFN36，高通)，所述芯片BT1的第十三引脚与电容C22的一端电连接，所述电容C22的另一端接地。芯片BT1使用高通的CSR1024A06-ILLP-R，此芯片符合BLE5.0标准，为低功耗，低辐射方案，模块内部晶振X11为BT1提供稳定的外部时钟信号，微处理器通过串口UART1_RX及UART1_TX，对蓝牙模块进行读取和发送信号。

请参照图5，所述微处理器控制模块1包括芯片U2，所述芯片U2的型号为STM32F401RET6。

所述微处理器控制模块1还包括电阻R101(电阻值为4.7kΩ)、电阻R102(电阻值为1MΩ)、电阻R103(电阻值为10MΩ)、电阻R105(电阻值为10kΩ)、电阻R107(电阻值为100Ω)、电阻R110(电阻值为10kΩ)、热敏电阻RT1、电容C101(电容值为22pF)、电容C102(电容值为22pF)、电容C103(电容值为22pF)、电容C104(电容值为22pF)、电容C105(电容值为100nF)、电容C113(电容值为100nF)、电容C114(电容值为100nF)、电容C207(电容值为4.7nF)、晶振X1和晶振X2，其各元器件之间的具体连接关系请参照图5；芯片U2使用意法半导体的STM32F401RET6，此芯片是基于ARM内核的32位高级MCU，有512KB闪存/96KB RAM，11个TIM，1个ADC，11个通信接口；晶振X1在外围元件电容C103、电容C104和电阻R103以及芯片U2内部元件支持下，产生震荡，给微处理器提供主振频率。晶振X2、电容C101、电容C102和电阻R102则提供一个32768Hz的外部时钟频率，可以做万年历时间显示。微处理器通过串口UART1_RX及UART1_TX，对蓝牙模块进行读取和发送信号，通过串口UART6_RX及UART6_TX，对WiFi模块进行读取和发送信号，串口UART2_RX及UART2_TX是预留出来给软件人员调试代码之用。微处理器通过SPI接口SPI2_MOSI、SPI2_MISO、SPI2_CLK及SPI2-CS，对外部FLASH模块进行读取和发送信号，主要对图片和字库进行读取；通过SPI接口SPI3_MOSI、SPI3_MISO、SPI3_CLK及LCD-RESET、CSB接口，对液晶显示屏模块进行读取和发送信号。微处理器通过I2C接口I2C1_SDA、I2C1_SCL以及使能脚LP5018——En对RGB指示灯模块进行读取和发送信号。

所述供电模块5包括电阻R1(电阻值为10kΩ)、电阻R2(电阻值为150kΩ)、电阻R3(电阻值为200Ω)、电阻R4(电阻值为10Ω)、电阻R5(电阻值为27kΩ)、电阻R6(电阻值为13kΩ)、电阻R7(电阻值为33kΩ)、压敏电阻RV1(型号为TVR10471KLARM)、保险丝F1(型号为2410H4A250V)、电容C1(电容值为1μF)、电容C2(电容值为100nF)、电容C3(电容值为1nF)、电容C4(电容值为100nF)、电容C5(电容值为22μF)、电容C6(电容值为100nF)、电容CX1(电容值为47nF)、电容CY1(电容值为2.2nF)、电解电容CE1(电容值为4.7μF)、电解电容CE2(电容值为10μF)、电解电容CE3(电容值为22μF)、电解电容CE4(电容值为470μF)、电解电容CE5(电容值为470μF)、二极管D1(型号为US1M)、二极管D2(型号为SK315)、二极管D3(型号为SK315)、电感L1(电感值为4.7mH)、电感L2(电感值为3.3μH)、变压器LF1、变压器TR1、芯片U11(型号为MP020-5)和芯片U12(型号为AMS1117-3.3)，其各元器件之间的具体连接关系请参照图6；保险丝F1、压敏电阻RV1、变压器LF1、电容CX1和变压器TR1组成输入级，用于元件故障或过大短路事件的保护，并能抑制励磁涌流；电解电容CE1、电感L1、电阻R1和电解电容CE2组合滤波器，保证传导电磁干扰满足EN55022标准；电阻R2、电阻R3、二极管D1和电容C3组成缓冲电路，降低漏源极电压尖峰；电阻R4、电容C2、电解电容CE3和二极管D2用作VCC电源；电阻R5和电阻R6是电阻分压器，通过在一次辅助绕组上采样电压来检测输出电压；电容CY1是Y电容器，用于降低共模噪声，确保有足够的电磁干扰余量；变压器TR1是电力变压器，其结构对通过电磁干扰测试也非常重要；二极管D3、电解电容CE4、电解电容CE5、电容C4、电感L2和电阻R7组成输出电路；电容C4为低输出伏特加速器陶瓷电容，电阻R7为虚负载，用于良好的调节；电解电容CE4、电感L2和电解电容CE5组合滤波器抑制输出纹波；电阻R7和电容C4被用来抑制肖特基的尖峰。

所述按键控制模块6包括电阻R21(电阻值为4.7kΩ)、电阻R22(电阻值为4.7kΩ)、电阻R23(电阻值为4.7kΩ)、电阻R24(电阻值为4.7kΩ)、电阻R25(电阻值为4.7kΩ)、开关K1(型号为K2-1187SQ-A4SW-06 5.2*5.2*1.5SMD，韩荣)、开关K2(型号为K2-1187SQ-A4SW-06 5.2*5.2*1.5SMD，韩荣)、开关K3(型号为K2-1187SQ-A4SW-06 5.2*5.2*1.5SMD，韩荣)、开关K4(型号为K2-1187SQ-A4SW-06 5.2*5.2*1.5SMD，韩荣)和开关K5(型号为K2-1187SQ-A4SW-06 5.2*5.2*1.5SMD，韩荣)，其各元器件之间的具体连接关系请参照图7；每个开关的输出端采用上拉电阻，目的是当按键断开时，使单片机输入端口(PA4-PA7、PC4)处于高电平状态，只有当开关按下时才处于低电平。

所述显示模块7采用液晶屏控制面板，方便查看各个设备状态。液晶屏与单片机使用串口进行通信，将信息显示到液晶屏上。

本方案设计的智能家居控制面板电路的具体实施例为：

1、上电后设备自动进入欢迎界面，等待APP对产品进行添加配置，请参照图8。

2、配置完成后，则可进入待机页面(时钟及日历显示)，请参照图9。

3、在待机页面下，点击任意按键，则可进入控制页面的第一页；当无任意按键动作且时间超过屏保时间后，产品返回到待机页面显示时间。

4、在控制页面，针对前四个按键，每个按键可绑定设备、分组、房间、场景；绑定之后每个按键只支持单击、双击、长按三种操作方式；具体按键在绑定不同设备时三种按键方式所代表的不同含义，例如：

(1)、绑定开关面板：单击，ON/OFF。长按，ON/OFF。

(2)、绑定智能插座：单击，ON/OFF。长按，Children mode(No ON/OFF)。

(3)、绑定温控器：单击，ON/OFF。

(4)、绑定干节点控制器：单击，ON。长按，ON。

(5)、绑定风扇控制器：单击，ON/OFF。长按：调速。双击：调到最大速度。

(6)、绑定白炽灯/LED/灯具：单击，ON/OFF。长按：调光。双击：调到最大亮度。

(7)、绑定群组：单击，ON/OFF。

(8)、绑定场景：单击，ON/OFF。

5、第五个按键单击进入下一页，进行页码循环；长按可以快进，即每页停留一秒进行循环；双击则可进入设置Settings页面。

需要注意的是，当通过第五个按键在不同页面上切换时候，前四个按键每次点击，都是针对当前页面该按键位置出处绑定对象的控制。

6、以图10为例，当前在第一个页面时，单击第一个按键是开关1-10V调光器，通过单击第五个按键进入到第二页，此时单击第一个按键则是开关窗帘组；当进入第三个页面后单击第一个按键则是开关“户外”这个房间设备。

7、控制页面最多支持10个，即控制器最多支持4*10个被控对象；页码上方的页面名字，可以用户自定义，或者是设备、分组、房间、场景这些字样，也可以留白，默认都是留着空白。

8、设置页面下，前三个按键分别进入相关参数配置(请参照图11)，第五个按键返回到操作页面。

9、请参照图12，前三个按键分别针对：亮度、屏保时间和日期格式；每种格式下，第一个和第三个按键只是显示名字和当前选定内容，所以按键不可点击，第二个和第四个这俩箭头分别代表通过按键往上调或者往下调，具体可以调的选项在UIUX的XD文件均以不同页面进行描述；第五个按键点击后确认保存且返回到Settings设置页面。

本方案设计的智能家居控制面板电路可将控制照明、音响、窗帘、温控器、传感器等产品集成到一个系统，实现产品的互联、互通，方便实现一键控制，可实现手机APP与控制面板数据同步，可实现遥控、手机等多种智能控制方式对居住空间灯光、电动窗帘、温湿度等的智能控制管理，从而为人们提供智能、舒适、便捷的高品质生活；而且具有场景功能，随心创造各种场景，可实现灯光，音乐等设备各种场景组合，方便用户制造各种温馨与浪漫场景；使用液晶屏控制面板，方便查看各个设备状态，且具有待机及近场感应功能，更节能、环保。

综上所述，本实用新型提供的一种智能家居控制面板电路，通过设置按键控制模块，用于控制家居设备的开关、调光、调速等，还可设置群组，场景灯，最多可组网40台设备；设置蓝牙传输模块将电压、电流和工作状态等信息传输给网络及手机APP，通过手机上APP就可实现与上述按键同等控制相关设备；设置距离靠近感应模块，当用户手势接近控制器时，指示灯亮起，给用户更人性化的体验；设置WiFi模块，用于对图文字库的升级，方便产品的更新迭代；本方案通过微处理器控制模块、WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块之间的配合，从而实现真正的智能联网。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种智能家居控制面板电路，其特征在于，包括微处理器控制模块、WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块，所述微处理器控制模块分别与WiFi模块、距离靠近感应模块、蓝牙传输模块、供电模块和按键控制模块电连接；

所述距离靠近感应模块包括电阻R12、电阻R14、电容C15、电容C16、电容C18、电容C28、电容C29和芯片U1，所述芯片U1的型号为IQS128，所述芯片U1的第一引脚分别与电阻R12的一端和微处理器控制模块电连接，所述芯片U1的第二引脚分别与电容C15的一端、电容C28的一端、电容C16的一端和电容C29的一端电连接且芯片U1的第二引脚、电容C15的一端、电容C28的一端、电容C16的一端和电容C29的一端均接地，所述芯片U1的第三引脚与微处理器控制模块电连接，所述芯片U1的第四引脚分别与电容C15的另一端和电容C28的另一端电连接，所述芯片U1的第五引脚分别与电容C16的另一端和电容C29的另一端电连接，所述芯片U1的第六引脚与电阻R14的一端电连接，所述电阻R14的另一端与电容C18的一端电连接，所述电容C18的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的智能家居控制面板电路，其特征在于，所述WiFi模块包括电阻R42、电容C19、电容C26和芯片WF1，所述芯片WF1的型号为ESP32-S2-WROVER，所述芯片WF1的第一引脚、芯片WF1的第七引脚、芯片WF1的第十引脚、芯片WF1的第十五引脚和芯片WF1的第十六引脚均与微处理器控制模块电连接，所述芯片WF1的第三引脚分别与电阻R42的一端和电容C26的一端电连接，所述电阻R42的另一端接电源，所述电容C26的另一端接地，所述芯片WF1的第八引脚与电容C19的一端电连接，所述电容C19的另一端接地，所述WF1的第九引脚和芯片WF1的第十七引脚均接地。

3.根据权利要求1所述的智能家居控制面板电路，其特征在于，所述蓝牙传输模块包括电容C22和芯片BT1，所述芯片BT1的型号为CSR1024A06-ILLP-R QFN36，所述芯片BT1的第十三引脚与电容C22的一端电连接，所述电容C22的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的智能家居控制面板电路，其特征在于，所述微处理器控制模块包括芯片U2，所述芯片U2的型号为STM32F401RET6。

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