基于单火线供电的双向控制开关的制作方法

文档序号:12116873阅读:280来源:国知局

本发明涉及到开关领域和智能家居灯光控制领域,具体涉及一种基于单火线供电的双向控制开关。



背景技术:

智能家居是指利用微处理电子技术来集成或控制家中的电子电器产品或系统,例如:保全系统、照明系统、通讯及音响系统等。智能家居控制器是智能家居系统的核心,目前,智能家居控制系统大多使用无线控制系统,就灯光控制而言,人们普遍使用的是基于单火线供电的双向控制开关控制灯具的亮起或熄灭,这种控制方式其实是把整个控制开关与灯具负载串联起来,在这种方式下,通过控制开关的电流同时会流到灯具负载上,在静态待机状态即开关关闭的情况下,如果这个电流太大将会使得静态功耗高从而引起灯具的闪烁。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供了一种在静态待机状态下灯具耗电量低且无闪烁的基于单火线供电的双向控制开关。

本发明采用的技术方案是:

基于单火线供电的双向控制开关,包括单火线取电模块,以及与所述单火线取电模块相连的主控板;

其中,所述主控板包括无线射频模块、信息处理单元、电容触摸单元和人体检测单元;

其中,所述主控板的无线射频模块用于通信传输;所述信息处理单元用于接收信息完成操作并将操作信息返回给所述无线射频模块;所述电容触摸单元用于检测人体触摸信息;所述人体检测单元用于检测人体热释红外线信号。

优选地,所述单火线取电模块安装在底板上,所述底板上还安装有可控硅和线性光耦,所述可控硅和线性光耦通过电路相连。

优选地,所述底板上还设有若干路灯具开关,所述灯具开关通过接线柱与所述可控硅相连。

优选地,所述无线射频模块采用射频通信芯片,所述射频通信芯片检测到前导码后激活所述信息处理单元。

优选地,所述射频通信芯片采用WOR工作模式。

优选地,所述信息处理单元采用主控芯片,所述主控芯片通过程序逻辑控制来降低工作电流。

优选地,所述无线射频模块接收远程指令并传输给所述主控芯片,所述主控芯片控制灯具开关的开启或关闭。

优选地,所述人体检测单元采用一个热释电红外传感器,用来探测人体红外辐射。

优选地,所述电容触摸单元与所述信息处理单元相连,所述电容触摸单元检测到电容变化后发送信息给所述信息处理单元执行相应的操作。

优选地,所述电容触摸单元与灯具开关的外壳相连,人体按压所述灯具开关可引起所述电容触摸单元的电容变化。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

1、本发明中,在静态待机状态下,信息处理单元和无线射频模块内部采用实时的休眠和唤醒技术,将高压端的关闭状态下的电流降低至1.5ua左右,从而解决了静态待机状态下灯具耗电量高且灯具闪烁的问题。

2、本发明中,在主控板中加入一个人体检测单元,所述人体检测单元采用一个热释电红外传感器,可通过利用人体红外热释电检测技术探测人体的红外辐射,从而实现人体的室内定位,同时利用多个位置上基于单火线供电的双向控制开关的热释电红外传感器联合检测,可以用来分析人体的行走路径,结合基于单火线供电的双向控制开关坐标的固定性可以为以后的机器人室内定位提供一个很有参考价值的绝对坐标值。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中,

图1是本发明所述的基于单火线供电的双向控制开关工作原理示意图;

图中附图标记为:1-信息处理单元;2-电容触摸单元;3-人体检测单元;4-第一路灯具开关;5-第二路灯具开关;6-第N路灯具开关;7-单火线取电模块;8-无线射频模块;9-网关或机器人。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种基于单火线供电的双向控制开关,包括单火线取电模块,以及与所述单火线取电模块相连的主控板;

其中,所述主控板包括无线射频模块、信息处理单元、电容触摸单元和人体检测单元;

其中,所述主控板的无线射频模块用于通信传输;所述信息处理单元用于接收信息完成操作并将操作信息返回给所述无线射频模块;所述电容触摸单元用于检测人体触摸信息;所述人体检测单元用于检测人体热释红外线信号。

如图1所示,基于单火线供电的双向控制开关,包括底板和主控板,所述底板上安装有若干路灯具开关,还安装有单火线取电模块7;所述主控板上安装有信息处理单元1、电容触摸单元2、人体检测单元3以及无线射频模块8,所述信息处理单元1通过串口分别与电容触摸单元2、人体检测单元3和无线射频模块8相连。

在本发明中,将所述基于单火线供电的双向控制开关的单火线取电模块7与灯具回路串联,所述单火线取电模块7通过串联可以产生一个压降,所述压降为高压端压降,所述高压端压降通过单火线取电模块7内部的变压器被转化为低压交流,然后再通过单火线取电模块7内部的整流桥被转化为直流电。单火线取电模块7通过上述方式获取直流电供给底板和主控板使用,主控板通电后进入工作模式,正常工作模式下,整个主控板工作在待机状态,当无线射频模块8接收到来自于网关或机器人9的遥控指令后,将指令转发给所述主控板上的信息处理单元1,信息处理单元1接收到所述指令后完成相应的操作并将操作信息通过所述无线射频模块8发送到网关或者机器人9上;当主控板上的电容触摸单元2检测到电容触摸时会触发信息处理单元1,并由信息处理单元1判断是第一路灯具开关4触发还是第二路灯具开关5触发还是第N路灯具开关6触发,同时判断触发开关对应通道的状态,通过三极管推动单火线取电模块7上的线性光耦来驱动可控硅进行该路灯源的通断控制,同时将该操作信息通过无线射频模块8发送到网关或机器人9上。

所述单火线取电模块安装在底板上,所述底板上还安装有可控硅和线性光耦,所述可控硅和线性光耦通过电路相连。

所述底板上还设有若干路灯具开关,所述灯具开关通过接线柱与所述可控硅相连。

所述可控硅是可控硅整流原件的简称,是一种具有三个PN结构的四层结构的大功率半导体器件,可控硅和其他半导体器件一样,具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等有点,在本发明中,所述可控硅加载信息处理单元的低功耗主控芯片的控制电压触发后导通,从而控制灯具的开启或关闭。

所述无线射频模块采用射频通信芯片,所述射频通信芯片检测到前导码后激活所述信息处理单元。

所述射频通信芯片采用WOR工作模式。

所述信息处理单元采用主控芯片,所述主控芯片通过程序逻辑控制来降低工作电流。

所述无线射频模块接收远程指令并传输给所述主控芯片,所述主控芯片控制灯具开关的开启或关闭。

在本发明中,所述信息处理单元的主控芯片采用低功耗主控芯片,所述无线射频模块采用的射频通信芯片为低功耗射频通信芯片,利用所述低功耗主控芯片的休眠和外部中断唤醒,在所述低功耗射频通信芯片检测到网关或机器人发送来的前导码后激活所述低功耗主控芯片进行实时的射频接收通信,同时低功耗射频通信芯片采用WOR工作方式,即休眠一段时间后自动激活一段时间,一旦检测到所述前导码,即激活所述低功耗主控芯片,采用这种方案可以大大降低工作电流,达到超低功耗的目的,解决目前在静态待机状态下灯具闪烁的问题。

需要说明的是,本发明中所述的低功耗主控芯片是指工作时的整体电流为1.5ua左右的主控芯片;本发明所述的低功耗射频通信芯片是指工作时的整体电流为1.5ua左右的射频通信芯片。

所述低功耗主控芯片被激活后进入工作状态,通过通信协议判断用户所要进行的逻辑控制,同时判断对应开关通道的状态,通过三极管推动底板上的线性光耦来驱动可控硅进行该路灯具开关的通断控制,从而控制灯具的亮起或熄灭,同时,所述低功耗主控芯片将该操作信息通过无线射频模块传输给网关或机器人,即完成一个完整的远程无线开关控制。

所述人体检测单元采用一个热释电红外传感器,用来探测人体红外辐射。

在本发明中,所述人体检测单元采用的热释电红外传感器由传感器探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成,其在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换,由于热电元输出的是电荷信号,并不能直接使用,因而需要用电阻将其转化为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。

所述热释电红外传感器是利用红外线来进行数据处理的一种传感器,人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,

人体辐射的红外线中心波长为9~10--um,而探测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通过光的波长范围为7~10--um,正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收,这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。所述热释电红外传感器通过上述原理实现人体的检测,当人体红外热释电检测到有人体经过时,触发所述低功耗主控芯片,所述低功耗主控芯片即将该信息通过无线射频模块发送到对应的网关或者机器人上,告之该信息,即完成一个完整的人体检测过程。从而实现人体的室内定位,可通过利用人体红外热释电检测技术探测人体的红外辐射,从而实现人体的室内定位,同时利用多个位置上基于单火线供电的双向控制开关的热释电红外传感器联合检测,可以用来分析人体的行走路径,结合基于单火线供电的双向控制开关坐标的固定性可以为以后的机器人室内定位提供一个很有参考价值的绝对坐标值。

所述电容触摸单元与所述信息处理单元相连,所述电容触摸单元检测到电容变化后发送信息给所述信息处理单元执行相应的操作。

所述电容触摸单元与灯具开关的外壳相连,人体按压所述灯具开关可引起所述电容触摸单元的电容变化。

在本发明中,所述电容触摸单元包括电容触摸板和电容触摸芯片,所述电容触摸板通过导电玻璃连接到外壳,当人为的触摸所述外壳时,所述电容触摸板发生电容变化,所述电容触摸芯片检测到电容变化后发送信息触发低功耗主控芯片,并由所述低功耗主控芯片判断是第一路开关触发还是第二路开关触发还是第N路开关触发,同时判断触发开关对应通道的状态,通过三极管推动取电板上的线性光耦来驱动可控硅进行该路灯源的通断控制,同时将该操作信息通过无线射频模块发送到网关或机器人上,即完成一个完整的触摸开关控制。

以上对本发明所提供的基于单火线供电的双向控制开关,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。

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