TW201513519A - 電性控制系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於控制電器的系統能更快速地接通電路，並且能更輕鬆地重新設定電路。該電性控制系統包括中央控制單元；一或多個串連形成迴圈的開關單元，迴圈包括第一端和第二端，其中，迴圈的第一端和第二端與中央控制單元連通；以及一或多個電器控制器，連接至各自電器，並且與中央控制單元連通；其中，一或多個電性參數係在迴圈的第一端予以測量，並且中央控制單元將與一或多個電性參數相關聯的控制碼傳送到一或多個電器控制器。

Description

電性控制系統及方法
本發明基本上係關於電性控制系統及方法，尤其是關於用於控制電器，例如電燈，的電性控制系統及方法。
在澳洲(Australia)，平均擁有三間臥室的房子裡，電路一般需用300公尺長的電線來接線。若電燈是由超過一個開關來控制時，甚至需要更多纜線才能接通照明電路。因此，接通照明電路與接通所有其它電路相比較，普遍需多耗掉電工60%至70%的時間。此外，開關的空間通常太小而無法安全容納超過兩條纜線。另外，若為了控制不同電燈(例如修繕後)而需要重新設定現有開關，則必需安裝新線路。然而，新線路常得在壁洞內繞接，故常使得新線路的安裝更加困難。
為了能夠更便利地重新設定並且控制照明電路，已有例如Clipsal所開發C-BUS®系統之類的系統開發出來，Clipsal為Schneider Electric(Australia)Pty Ltd的子公司。另外，C-BUS®系統還可用於控制家中的其它電性裝置，如空調機、灌溉系統、以及多媒體系統。C-BUS®系統在照明系統各別使用第5類(Category 5)控制線，將纜線從中央處接線到每一個開關，令開關連線真正安全(intrisically safe)。另外，將電源從中央處開始繞接 並且予以控制接至每一個電燈。然而，由於電源線和控制線都是從中央處開始繞接，故而平均大小的住宅可能需要接通相當多的纜線。
因此，需要有改良型電性控制系統及方法。
本說明書中對於任何先前技術所作的參考，不用於並且不應該視為確認或以任何形式暗示先前技術在澳洲或其它地方構成部分常識。
本發明某些具體實施例的一個目的在於為消費者改良上述先前技術並且提供利益、及/或克服並且降低先前技術一或多個上述缺點、及/或提供有用的商業選擇。
本發明按照一種形式(但不必然是唯一或最廣泛的形式)屬於一種用於控制電器的電性控制系統，該電性控制系統包括：中央控制單元；一或多個串連形成迴圈的開關單元，該迴圈包括第一端和第二端，其中，該迴圈的該第一端和該第二端與該中央控制單元連通；以及一或多個電器控制器，連接至各自電器，並且與該中央控制單元連通；其中，一或多個電性參數係在該迴圈的該第一端予以測量，並且該中央控制單元將與該一或多個電性參數相關聯的控制碼傳送到該一或多個電器控制器。
該電性參數較佳為一或多種電壓。
該迴圈較佳係連接至中央控制單元。
該迴圈或第二迴圈較佳係連接至電器控制器，而該電器控制器在該迴圈或該第二迴圈的第一端測量一或多個電性參數，並且將與該一或多個電性參數相關聯的信號傳送到該中央控制單元。
各該一或多種電壓較佳係與各自開關單元的啟動相關聯。各該一或多種電壓較佳係予以連續測量。
該等連續電壓較佳係在預定時段內予以測量。
本系統較佳的是包括連接至該迴圈之該第一端的定電流源。該迴圈的該第二端較佳係接地。
各該一或多個開關單元較佳的是包括電阻。各該一或多個開關單元較佳係獨一無二的。較佳的是，該定電流源的定電流通過該電阻，該定電流誘發跨迴圈的電壓，並因此是在該迴圈的該第一端予以測量的各該一或多種電壓。
各開關單元可包括連接至該電阻的瞬時單極、雙投開關。該單極雙投開關的第一位置屬常閉型(normally closed)。該電阻可在該單極雙投開關處於第二位置時接通。該第二位置係在使用者啟動瞬時單極、雙投開關時予以啟用。另外，該電阻可為可變或可選型。
該控制碼適於包括識別碼、及/或功能碼。該識別碼係在該功能碼之前予以傳送。電器控制器可在識別碼等於電器控制器之電器控制器代碼時進行預定功能。或者，電器控制器可在識別碼等於電器控制器代碼時，根據功能碼進行執行功能。在一具體實施例中，功能碼與識別碼相同。
該迴圈的電壓較佳為真正安全的低電壓。
電器適宜為電燈、壁式插座(power point)、風扇、家庭劇院系統或任何適當的電器。
本發明按照一種形式屬於一種用於控制電器的電性控制方法，該方法包括如下步驟：在迴圈的第一端測量一或多個電性參數，該迴圈包括串連的一或多個開關單元；決定與該一或多個電性參數相關聯的控制碼；將該控制碼傳送到一或多個電器控制器；在該一或多個電器控制器接收該控制碼；以及根據該控制碼控制連接至該電器控制器的該電器。
該電性參數較佳為電壓。
各該一或多種電壓較佳係與各自開關單元的啟動相關聯。
該一或多種電壓較佳係在預定時段內予以測量。
本方法較佳是包括決定與所測量電壓相關聯之開關碼的步驟。
本方法較佳是包括將電流由定電流源供應至迴圈的步驟。適於將定電流供應至迴圈的第一端。
100‧‧‧電性控制系統
200‧‧‧中央控制單元
212‧‧‧第一端
214‧‧‧第二端
218‧‧‧A-D轉換器
220‧‧‧小鍵盤
230‧‧‧顯示器
240‧‧‧定電流源
300A、300B、300n‧‧‧開關單元
301A、310B‧‧‧輸入
302A、302B‧‧‧輸出
310‧‧‧雙投開關
312‧‧‧共用端子
314‧‧‧第一位置
316‧‧‧第二位置
320‧‧‧可變電阻
322‧‧‧DIP開關
400、400A、400B‧‧‧電器控制器
410、718‧‧‧微處理器
412、412A、412B‧‧‧串列輸入
414‧‧‧驅動器信號
416‧‧‧輸入匯流排
420‧‧‧DIP開關
430、702、720‧‧‧電源供應
440、740‧‧‧繼電器
500A、500B‧‧‧電器
600A、600B‧‧‧市電輸入供應
610、620、630、640、650‧‧‧步驟
700‧‧‧電器控制器
704‧‧‧第二端
706‧‧‧接地
710‧‧‧微處理器
712‧‧‧串列輸入/輸出
716‧‧‧輸入匯流排
730‧‧‧DIP開關
750‧‧‧定電流源
將參照附圖說明的是本發明的一個具體實施例，其中：第1圖根據本發明的具體實施例描述電性控制系統的方塊圖； 第2圖描述第1圖所示系統之中央控制單元的方塊圖；第3圖描述第1圖所示開關單元的方塊圖；第4A圖描述第3圖所示開關單元之可變電阻第一具體實施例的方塊圖；第4B圖描述第3圖所示開關單元之可變電阻第二具體實施例的方塊圖；第5圖描述第1圖所示系統之電器控制器的方塊圖；第6圖根據本發明之具體實施例描述電性控制方法的流程圖；以及第7圖根據本發明之具體實施例描述電器控制器第二具體實施例的方塊圖。
本發明的元件係在圖式中以簡潔的外形予以描述，僅那些為了解本發明具體實施例所必要的特定細節才顯示在圖中，以免過多細節混淆本揭露，所屬領域具有普通技術者將根據本文的說明清楚知道這些細節。
在本專利說明書中，如第一與第二、左與右、前與後、頂部與底部等形容詞的用途，僅在於界定不同元件，形容詞所形容的特定相對位置或順序非屬必要條件。如「包含」或「包括」之類的詞彙，用途不在於界定元件或方法步驟的排它性集合。反而，此類詞彙僅界定本發明特定具體實施例所含元件或方法步驟的最小集合。將了解的是，本發明可用各式各樣的方式予以實現，並且僅用實施例的方式提供說明。
第1圖根據本發明的具體實施例描述電性控制系統 的方塊圖。系統100包括中央控制單元200、一或多個開關單元300A、300B、300n、以及一或多個電器控制器400A、400B。各電器控制器400A、400B控制一或多個電器500A、500B，如電燈。然而，應了解的是，可例如將系統100設定成用來控制標準電源插座，或用來控制任何其它適當的電器500A，500B，如風扇、情境照明或家庭劇院系統。
開關單元300A、300B係串連成迴圈。較佳是使用單心纜線串連開關單元300A、300B。迴圈包括第一端212與第二端214，並且迴圈的各端212、214係與中央控制單元200連接並且連通。各開關單元300A、300B係設定成用來在啟動時將獨一無二的電阻引進迴圈。電流在通過迴圈時，跨越迴圈誘發電性參數(例如獨一無二的電壓)，其係藉由中央控制單元200在迴圈的第一端212予以測量。中央控制單元200係設定成用來根據迴圈第一端所測量獨一無二的電壓，將控制碼輸出至各電器控制器400A、400B。若開關單元300A、300B都未啟動，則迴圈212第一端的電壓將接近零，從而在這種情況下未送出控制碼。
各電器控制器400A、400B都根據從中央控制單元200接收到的控制碼控制電器500A、500B。在一具體實施例中，市電輸入供應600A係切換至市電輸出供應600B，其連接至各自電燈，從而將電燈打開或關閉。然而，應了解的是，電器控制器400A、400B可根據控制碼執行任何其它適合的功能。
本發明允許各電器控制器400A、400B獨立於開關單元300A、300B，直接連接至市電供應。如此，由於開關單元300A、300B與電器500A、500B之間不需要連接，故得以更輕鬆地安裝 電路，結果使得需要的纜線較少。另外，可集中進行開關單元300A、300B控制電器400A、400B的重新設定、以及開關單元300A、300B的功能。
第2圖根據本發明的具體實施例描述中央控制單元200的方塊圖。請參閱第1及2圖，控制單元200包括微處理器210、小鍵盤220、顯示器230以及定電流源240。控制單元200可包括內建電源供應，直接連接至市電輸入供應600A，但可由任何適當的電源供應(圖未示)供電，如標準「現成的」電源供應。
微處理器210(例如一種微控制器)可為單一組件，並且在一些具體實施例中，包括處理器、振盪器、隨機存取記憶體(RAM)、類比數位(A-D)轉換器218、計時器、比較器、以及唯讀記憶體(ROM)。然而，所屬領域技術熟練者將了解的是，微處理器210可使用連接在一起的個別組件予以組裝。藉由處理器執行的程式碼指令係儲存在RAM及/或ROM內。
如前所述，迴圈係於第一端212和第二端214連接至中央控制單元200。迴圈的第一端212係連接至定電流源240和A-D轉換器218，而迴圈的第二端係接地。
微處理器210經由A-D轉換器218測量迴圈的第一端212的電壓。微處理器210還包括串列輸出214，其根據在迴圈的第一端212測量到的電壓，將控制碼傳送到電器控制器400A、400B。雖然在一具體實施例中，係使用串列連結將控制碼傳送到電器控制器400A、400B，仍應了解的是，可使用有線與無線兩適用手段中的任何一種手段(例如Zigbee®)傳送控制碼。
小鍵盤220和顯示器230係用於設定系統100，以決 定要由哪個開關單元300A、300B控制哪個電器控制器400A、或電器控制器400A、400B的任何其它功能。然而，應了解的是，中央控制單元200可包括通訊模組(圖未示)，其允許使用遠端電腦設定系統100。例如，通訊模組可為乙太網路、串列、行動數據、或任何其它適當的無線連線。另外，控制單元200可連線至網際網路，以允許例如使用安裝在電腦、平板電腦、或智慧型手機上的應用程式遠端設定系統100。還有，可將中央控制單元200設定成用來遠端或藉由設定計時器控制電器控制器400A、400B。另外，還可將中央控制單元200設定成用來記錄電器控制器300A、300B的啟動時間。此資訊可用來分析並且判斷是否可節能。
可設定中央控制單元200，使得一或多個開關單元300A、300B控制連接到各自電器500A、500B的一或多個電器控制器400A、400B。在一實施例中，可設定中央控制單元200，使得單一開關單元300A、300B控制連接到各自電器500A、500B的單一電器控制器400A、400B。在另一實施例中，可設定中央控制單元200，使得單一開關單元300A、300B控制連接到各自電器500A、500B的超過一個電器控制器400A、400B。另外，應了解的是，可設定中央控制單元200，使得超過一個開關單元300A、300B例如在用於以二路或三路方式切換照明電路時，控制單一電器控制器400A、400B。然而，應了解的是，其它組合是可行的。
定電流源240將定電流供應至迴圈的第一端212，其跨越迴圈誘發與迴圈電阻成比例的電壓。隨著迴圈的電阻增大，跨越迴圈的壓降跟著增大，從而迴圈的第一端212的電壓也增大。在一具體實施例中，定電流源240供應500μA的電流。然而， 應了解的是，定電流源240可為任何用於誘發任何跨越迴圈之適當電壓的適當電流。定電流源240的最大電壓較佳是維持低於48Vdc，以便符合各種電性安全標準而真正安全。
第3圖根據本發明的具體實施例描述第1圖所示開關單元300A、300B的方塊圖。如第3圖所示，各開關單元300A、300B分別包括輸入301A、301B以及輸出302A、302B。開關單元300A、300B呈串連。在一具體實施例中，第一開關單元300A的輸出302A連接至第二開關單元300B的輸入301B。雖然圖示為兩個開關單元300A、300B，仍應了解的是，迴圈裡可連接任何數量的開關單元300n。例如，可在第一開關單元300A與開關單元300B之間連接另外的開關單元300n。或者，可在中央控制單元200與第一開關單元300A之間、或在中央控制單元200與第二開關單元300B之間連接另外的開關單元300n。
在一具體實施例中，各開關單元300A、300B都包括單極、雙投開關310以及可變電阻320。然而，應了解的是，各開關單元300A、300B都可包括固定電阻，其在系統100中對於各自開關單元300A、300B是獨一無二的。按照設想，開關單元300A、300B的組件將小到足以裝配在標準開關壁板後面、或整合到單極、雙投開關310的開關機構內。
單極、雙投開關310包括共用端子312、第一位置314、以及第二位置316。共用端子312係連接至各自開關單元300A、300B的輸入301A、301B。單極、雙投開關310較佳為瞬時開關，並且在放開單極、雙投開關310時，係於第一位置314呈常閉型。如第3圖所示，當單極、雙投開關310處於第一(啟 用)位置314時，輸入301A、301B與各自開關單元300A、300B的輸出302A、302B之間的連接呈短路。
當開關單元300A、300B的使用者按壓單極、雙投開關310時，單極、雙投開關310移至第二位置316，如第3圖中的虛線所示。當單極、雙投開關310移至第二位置316時，可變電阻320(或固定式獨一無二的電阻)係予以在輸入301A、301B與各自開關單元300A、300B的輸出302A、302B之間連接。
第4A圖描述第3圖所示開關單元300A、300B之可變電阻320第一具體實施例的方塊圖，而第4B圖描述第3圖所示開關單元300A、300B之可變電阻320第二具體實施例的方塊圖。
如第4A圖的具體實施例所示，可變電阻320包括八路式、雙直插封裝(DIP)開關322、以及具八個離散值的電阻器R1至R8。DIP開關322的每一個開關S1至S8都呈串連，而每一個電阻器R1至R2都跨越各自的開關S1至S8連接。此設定允許選擇要串連的電阻器R1至R8。
請參閱第4B圖，DIP開關322的開關S1至S8係連接在一起，而每一個電阻器R1至R8都連接至各自開關S1至S8的輸出。另外，每一個電阻器R1至R8相對開關S1至S8的另一端係連接在一起，其容許選擇要並聯的電阻器。
雖然第4A與4B圖表示的是可變電阻320的兩個具體實施例，仍應了解的是，可使用各式各樣的組件建構可變電阻320。例如，可變電阻320可為「現貨零件(off the shelf part)」或使用刻度盤(dial)而非DIP開關。另外，雖然第4A與4B圖的具體實施例中，電阻使用8路式DIP開關可有256種組合，所屬領域 技術熟練者仍將了解的是，使用更多電阻器及DIP開關之更多個別開關可有超過256種組合。
DIP開關322也用於為各自開關單元300A、300B提供開關碼。每一個開關單元300A、300B都是藉由將各自DIP開關322的開關S1至S8設為ON(開通)(二進位為「1」)或OFF(閉斷)(二進位為「0」)來設定不同的電阻，從而開關碼。每一個電阻器R1至R8、以及DIP開關322相關聯開關S1至S8的例示值都顯示在底下的表1中。應注意的是，電阻器的數值不是標準，只是為了簡化而選擇的：
電阻器R1至R8的數值係經選擇，以提供在所選擇定電流源240之迴圈的第一端212所測量到相等的電壓分佈(voltage spread)。
雖然理論上，在迴圈的第一端212所測量到的電壓對於給定電阻與電流而言恆定，仍應了解的是，跨越迴圈的電壓可因電阻器數值的變異、以及定電流源的變異而改變。因此，可根據在迴圈的第一端212測量到的電壓範圍，藉由將控制碼傳送 到電器控制器400A、400B，將中央控制單元200設定成用來考慮這些變異。另外，可將中央控制單元200設定成用來在每一個連續電壓範圍之間提供間隙，以便降低任何誤讀。例如，每一個開關單元300A、300B都包括與離散電壓相關聯的電阻之256個離散值。假設這256個離散值係跨越48Vdc平勻分佈，例如，就256個位階(或開關碼)而言，電壓每個位階增加0.1875Vdc。因此，電壓等於：位階數x 0.1875Vdc(+/- 0.09Vdc)
從而第一電壓範圍會是：1 x 0.1875(+/- 0.04)=0.0975Vdc至0.2775Vdc
類似地，第二電壓範圍會是：2 x 0.1875(+/- 0.09)=0.375(+/- 0.09)=0.285Vdc至0.465Vdc
因此，連續電壓(第一與第二)範圍之間的間隙為：0.285Vdc-0.2775=0.0075Vdc。
在一具體實施例中，可將中央控制單元200設定成用來自動設定電壓範圍、以及間隙電壓範圍。在本具體實施例中，中央控制單元200係經由安裝在行動運算裝置上的圖形化使用者介面(GUI)，予以在設定模式中設定。啟動開關單元300A、300B時，中央控制單元200在迴圈的第一端212測量電壓，並且為啟用的開關單元300A、300B自動指定電壓範圍。另外，若兩個300A、300B在迴圈的第一端212誘發相同或類似的電壓，中央控制單元200可提供警告，並且提示使用者要變更開關碼或進行另一適當的調整。
請參照第4A圖的可變電阻320，若所有開關S1至 S8都處於OFF或開路位置(或二進位為「0」)，則所有電阻器R1至R8都切換到電路內，故可變電阻器320的數值及迴圈的電阻將為1+2+4+8+16+32+64+128=255仟歐姆，或為最大電阻。
在一具體實施例中，將第一開關單元300A設成二進位碼00000001(十進位為1)，故S1令R1短路，且可變電阻器320的數值為0+2+4+8+16+32+64+128=254仟歐姆。類似地，若將第二開關單元300B設為二進位碼00000010(十進位為2)，則S2將令R2短路，且可變電阻器320的數值將為1+0+4+8+16+32+64+128=253歐姆。
在另一實施例中，若將DIP開關322的數值設為00001111，則S1將令R1短路、S2將令R2短路、S3將令R3短路、以及S4將令R4短路。故可變電阻320的數值將為0+0+0+0+16+32+64+128=240仟歐姆。
第5圖根據本發明的具體實施例描述電器控制器400的方塊圖。按照設想，電器控制器400將小到足以裝配至電器500A、500B連接的內側、或在電器500A、500B本身內。例如，可將電器控制器400A、400B裝配於燈具的燈線盒(ceiling rose)內側或燈具本身內側。
如第5圖所示，電器控制器400包括微處理器410、電源供應430、繼電器440以及選用的DIP開關420。
微處理器410類似於中央控制單元200的微處理器210。微處理器410可為單一組件，包括處理器、振盪器，隨機存取記憶體(RAM)、類比數位控制器(A-D)、計時器、比較器以及唯讀記憶體(ROM)。然而，所屬領域技術熟練者將了解的是，微處 理器410可使用連接在一起的個別組件予以組裝。類似於中央控制單元200，RAM及/或ROM包括藉由處理器予以執行的程式碼指令。
微處理器410包括串列輸入412，其接收來自中央控制單元200的控制碼。然而，應了解的是，可使用任何適當的有線或無線通訊，如Zigbee®，傳送控制碼。另外，微處理器410包括連接至繼電器440的驅動器信號414、以及連接至選用之DIP開關430的輸入匯流排416。
具體實施例DIP開關430設定電器控制器400A、400B的電器控制器代碼。然而，應了解的是，可在電器控制器400A、400B的韌體/軟體中設定電器控制器代碼。DIP開關420可為含個別開關SW1至SW8的8路式DIP開關。每一個開關SW1至SW8的輸入都連接至微控制器410輸入匯流排416各自的輸入，而每一個交換器SW1至SW8的輸出係接地。在一具體實施例中，SW1為最低有效位元且SW8為最高有效位元。
在一實施例中，可將開關SW1設為ON(合通)，並且可將剩下的開關SW2至SW7設為(斷開)，故電器控制器代碼為11111110(十進位為254)。類似地，若將開關S2設為ON且剩下的開關S1、S3至S8設為OFF，則電器控制器代碼為11111101(十進位為253)。
在一具體實施例中，控制碼包括識別碼。在本具體實施例中，電器400A、400B在串列輸入412上接收到的識別碼等於電器控制器代碼時，進行預定功能。具體實施例識別碼為串列信號，其係由微處理器410儲存在緩衝區裡，並且與電器控制器 代碼比對。
來自微控制器410的驅動器信號414連接於並且控制繼電器440。在一具體實施例中，當識別碼等於電器控制器代碼時，繼電器440控制市電輸出供應600B的帶電線路(live line)，以便開啟或關閉電器500A、500B。
雖然在一具體實施例中，電器控制器400A、400B開關將市電輸入供應開啟或關閉，仍將了解的是，可將電器控制器400A、400B設定成用來控制市電輸出供應600B脈波，改變送至電器500A、500B的電力，例如在收到控制碼時使電燈變暗。
另外，可將電器控制器400A、400B設定成用來回應控制碼進行另外的功能。在一具體實施例中，控制碼包括持續傳送的識別碼以及功能碼。首先傳送的是識別碼，接著傳送功能碼。當電器控制器400A、400B收到識別碼時，電器控制器400A、400B將識別碼與電器控制器代碼作比較。若識別碼與電器控制器代碼相等，則電器控制器400A、400B判斷一或多個功能碼是否在預定時段(例如識別碼的500ms)內傳送。若收到一或多個功能碼，則電器控制器400A、400B根據功能碼進行一或多個功能。
具體實施例功能碼可與識別碼相同，例如用以控制風扇。在此種情況下，使用者可持續多次按壓相同的開關單元300A、300B，用以變更風扇速度。例如，使用者可按壓一次開關單元300A、300B以開啟風扇，或在預定時段內按壓兩次以變更風扇速度。
雖然在一具體實施例中，相同的開關單元300A、300B是在預定時段內予以啟動，仍應了解的是，可在預定時段內 啟動不同的開關單元300A、300B，以變更風扇速度或進行另一項功能。例如，可藉由啟動第一開關單元，接著啟動第二開關單元，以啟用第一速度。可先啟動第一開關單元接著啟動第三開關單元來啟用第二速度，以及可先啟動第一開關單元接著啟動第四開關單元來啟用第三速度。
在另一例示性具體實施例中，將第一電器控制器400A設定成用來控制元件類型加熱器的加熱程度。例如，可經由電力出口將電器控制器400A連接至元件類型加熱器。在本具體實施例中，可使用兩個開關單元300A、300B。第一開關單元300A在啟動時，跨越迴圈誘發第一電壓，其係在迴圈的第一端212予以測量。第二開關單元300B在啟動時，跨越迴圈誘發第二電壓，其係在迴圈的第一端212予以測量。在啟動第一開關單元300A時，回應第一電壓，將中央控制單元200設定成用來將第一控制碼傳送至所有的電器控制器400A、400B。另外，在啟動第二開關單元300B時，回應第二電壓，將中央控制單元200A設定成用來將第二控制碼傳送到所有的電器控制器400A、400B。
第一控制碼在預定時段內包括識別碼，接著還包括第一功能碼，並且第二控制碼在預定時段內包括識別碼，接著還包括第二功能碼。作為回應，電器控制器400A判斷識別碼是否等於第一電器控制器400A的電器控制器代碼。若電器控制器代碼與識別碼相等，則第一電器控制器400A判斷功能碼是否在預定時段內傳送。若是，則可回應第一功能碼，將第一電器控制器400A設定成用來提高元件類型加熱器的加熱程度，並且可回應第二功能碼，將第一電器控制器400A設定成用來降低元件類型加熱器的 加熱程度。
在另一具體實施例中，每一個電器控制器400A、400B還可包括電子聲音裝置(圖未示)，如壓電式蜂鳴器，其係連接至電器控制器400A、400B的微處理器410。電子聲音裝置允許使用者追蹤想要的電器控制器400A、400B。為了追蹤電器控制器400A、400B，將中央控制單元200設定成用來傳送想要的電器控制器400A、400B之識別碼，然後是功能碼，其命令想要的電器控制器400A、400B使電子聲音裝置發出聲音。例如，將中央控制器單元200設定成用來傳送想要的電器控制器400A、400B之識別碼，接著是功能碼，其命令想要的電器控制器400A、400B使電子聲音裝置發出聲音，作為回應介接於中央控制器200之煙偵測器的警報。
在一具體實施例中，電源供應420使用一種寄生方法，其把源自將微處理器410連接至中央控制單元200之串列輸入412的電力，用來供電給微處理器410。在一例示性具體實施例中，寄生電壓為電容器C充電，並且藉由稽納二極體ZD進行穩壓。二極體D防止逆向電壓進入串列輸入412，並且串列輸入412也連接至微處理器410。或者，電器控制器400A、400B還可包括連接至市電輸入供應600A的電源供應(圖未示)，以便供電給電器控制器400A、400B。
在又一具體實施例中，可將中央控制單元200及/或電器控制器300A、300B設定成用來在電力於斷電後又回復時，將連接的電器500A、500B開啟或關閉。例如，可將中央控制單元200及/或電器控制器300A、300B設定成用來將已設定成緊急 照明的電器開啟。在另一實施例中，可將中央控制單元200及/或電器控制器300A、300B設定成用來在電力供應有電力品質問題時、或在電暴期間，於一段時間防止電冰箱、冷凍庫或空調機開機。
在另一具體實施例中，可使用遠端控制切換電器控制器300A、300B。在本具體實施例中，電器控制器300A、300B包括無線電接收機。電器控制器300A、300B可回應無線電接收機從遠端控制接收到的信號，控制各自的電器500A、500B。例如，將電燈打開或關閉。
在使用時，電工按照第1圖的方塊圖接上系統100。控制單元200係置於建築物的適當位置。將每一個開關單元300A、300B串連以形成迴圈，並且將迴圈的各端連接至中央控制單元200。另外，每一個開關單元300A、300B都具有獨一無二的開關碼。
類似地，每一個電器控制器400A、400B都具有獨一無二的電器控制器代碼，並且串列輸入412A、412B係連接至中央控制單元200的串列輸出214。或者，可依照菊輪鍊的方式連接串列輸入412A、412B。例如，第一電器控制器400A的串列輸入412A可連接至第二電器控制器400B或電路中任何其它電器控制器的串列輸入412B。
接著將中央控制單元200設定成用來使每一個測量到的電壓與控制碼相關聯。控制碼係予以傳送至所有的電器控制器400A、400B，其根據控制碼來控制電器500A、500B。
在另一具體實施例中，中央控制單元200與每一個 電器控制器400A、400B之間的通訊呈雙向。這允許中央控制單元200識別所有電器控制器400A、400B的狀態資訊，並且經由遠端電腦上或中央控制單元200的螢幕(圖未示)上的圖形化使用者介面提供狀態資訊給使用者。
還可將中央控制單元200設定成用來執行第三方應用程式，如感測和近接功能。運作中央控制單元200的第三方韌體可包括產品啟用金鑰，其可由使用者購自第三方應用程式供應商。
第6圖根據本發明的具體實施例描述電性控制方法的流程圖。於步驟610，中央控制單元200在迴圈的第一端測量一或多種電壓，迴圈包括串連的一或多個開關單元300A、300B。於步驟620，中央控制單元200決定與這一或多種電壓相關聯的控制碼，以及於步驟630，中央控制單元200將控制碼傳送至一或多個電器控制器400A、400B。於步驟640，這一或多個電器控制器400A、400B接收控制碼。最後，於步驟650，每一個電器控制器400A、400B都根據控制碼來控制連接至電器控制器400A、400B的電器500A、500B。
在另一具體實施例中，一或多個電器控制器還可包括用於連接至第二迴圈的定電流源(CCS)，在效應方面是允許第1圖的迴圈延伸。第7圖根據本發明之具體實施例描述電器控制器700之第二具體實施例的方塊圖。類似於第1圖所示的具體實施例，第二迴圈包括若干串連的開關單元300C、300D。雖然串連的開關單元300C、300D只有兩個，仍應了解的是，連接的開關單元可為任何數量。
電器控制器700類似於第5圖的電器控制器400，並且包括微處理器710、電源供應720、繼電器740、以及選用的DIP開關730，其係連接至微處理器710的輸入匯流排716。第二迴圈包括第一端702和第二端704。第二迴圈的第一端702係連接至定電流源750，以及連接至微處理器710的A-D轉換器(ADC)718。第二迴圈的第二端704係接地706。微處理器710在第二迴圈的第一端702測量電壓，並且根據所測量到與開關單元300C、300D相關聯的電壓，經由串列輸入/輸出712(或任何適當的連接)將信號傳送到中央控制器200。此信號係傳送到中央控制單元200，並且根據此信號，從而在第二迴圈之第一端702所測量到獨一無二的電壓，將中央控制單元200設定成用來將控制碼輸出到每一個電器控制器400A、400B。
總之，電性控制系統及方法根據一些具體實施例提供下列效益：
1)由於不需要提供帶電開關線(live switch wires)、安裝在壁洞內的多條纜線、或長距離(long runs)拉回中央點的多心纜線(multi-core cables)，用來接通照明電路所需的纜線較少，使得安裝電路更加輕鬆；
2)單心真正安全的纜線係繞接至每一個開關單元，所需的纜線仍比先前技術的系統還少。以多條纜線對開關多作連接不會困難；
3)由於市電電力僅繞接至電燈而未繞接至開關，故接通照明電路需要的時間較少；
4)迴圈使用的是單純的類比信號；
5)可將開關單元輕鬆地重新設定成用來控制不同的電器、或多個電器。
6)開關單元真正安全；以及
7)可將本系統設定成用來控制如電燈之類簡單的電器，到控制複雜的電器，如灑水系統、冷却與加熱電器、家庭劇院以及情境照明。
上述本發明各個具體實施例的說明係為了對所屬領域具有普通技術者說明而予以提供。用意不在於徹底說明或將本發明限制於單一揭露的具體實施例。如上所述，本發明的許多替代方案和變化，對於經過上述指導的所屬領域技術者將顯而易知。因此，儘管已具體說明一些替代性具體實施例，所屬領域具有普通技術者仍將明顯知道並且相對輕易地開發其他具體實施例。因此，本專利說明的目的在於含括落在上述發明之精神與範疇內，已在本文、以及其它具體實施例說明之本發明的所有替代方案、修改以及變化。
610、620、630、640、650‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種用於控制電器的電性控制系統，該電性控制系統包括：中央控制單元；一或多個串連形成迴圈的開關單元，該迴圈包括第一端和第二端，其中，該迴圈的該第一端和該第二端與該中央控制單元連通；以及一或多個電器控制器，連接至各自電器，並且與該中央控制單元連通；其中，一或多個電性參數係在該迴圈的該第一端予以測量，並且該中央控制單元將與該一或多個電性參數相關聯的控制碼傳送到該一或多個電器控制器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該電性參數為一或多種電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中，各該一或多種電壓係與各自開關單元的啟動相關聯。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之系統，其中，各該一或多種電壓係予以連續測量。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之系統，其中，該等連續電壓係在預定時段內予以測量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之系統，復包括定電流源，連接至該迴圈之該第一端。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該迴圈的該第二端係接地。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，各該一或多個開關 單元包括電阻。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之系統，其中，各該一或多個開關單元是獨一無二的。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之系統，其中，該定電流源的定電流通過該電阻，該定電流誘發跨越該迴圈的電壓，並因此是在該迴圈的該第一端予以測量的各該一或多種電壓。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，各開關單元包括連接至該電阻的瞬時單極、雙投開關。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中，該單極雙投開關的第一位置屬常閉型。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之系統，其中，該電阻在該單極雙投開關處於第二位置時接通。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該控制碼包括識別碼、及/或功能碼。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之系統，其中，該識別碼係在該功能碼之前予以傳送。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之系統，其中，該功能碼與該識別碼相同。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該迴圈的該電壓為真正安全的低電壓。
  18. 一種用於控制電器的電性控制方法，該方法包括如下步驟：在迴圈的第一端測量一或多個電性參數，該迴圈包括串連的一或多個開關單元；決定與該一或多個電性參數相關聯的控制碼； 將該控制碼傳送到一或多個電器控制器；在該一或多個電器控制器接收該控制碼；以及根據該控制碼控制連接至該電器控制器的該電器。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中，該電性參數為一或多種電壓。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中，該一或多種電壓與各自開關單元的啟動相關聯。
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