一种智能开关及其控制系统的制作方法

专利名称:一种智能开关及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种智能开关及其控制系统，包括控制模块、电流检测模块、AC?DC电源模块、无线模块、机械开关、电子开关；该智能开关可置于标准的接线盒中，与传统的机械面板开关相连；用户不止可以遥控电路，还可根据无线通信模块发送的电路状态以及用电情况，实现对电路的实时监控；本实用新型所提供的智能开关不仅能够做到传统面板开关和智能控制无缝融合，使其外观和使用手感与原有面开关一致，同时又具备功能全面的智能开关模块，安装方便，安全可靠。
【专利说明】
一种智能开关及其控制系统
技术领域
[0001]本实用新型属于智能供电控制领域，特别涉及一种智能开关及其控制系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，越来越多人倾向于使用智能开关作为家中的控制开关，但是开发商在对房屋进行装修时，一般使用的还是机械开关面板，在房子装修如果开发商或用户想实现部分电路的智能控制，就需要将部分面板开关更换成智能面板开关从而做到智能控制。此时就会造成开发商或者住户的原配面板开关外观和智能面板开关不统一，看起来不协调，同时影响装修的整体性。因为普通面板开关种类繁多难以找到与智能面板开关一样的面板，智能面板开关与传统面板开关控制方式也会存在差异。同时，目前市面上的智能开关大多只有遥控功能，用户无法了解电器的用电情况。因此，现在需要一种方案能够使的传统面板开关和智能控制无缝融合，使其外观和使用手感与原有面开关一致同时又具备智能控制功能，还能使用户可以对电路的用电情况进行实时监控。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能开关，可置于标准接线盒中，与传统机械面板开关连接，即可实现机械控制与智能控制同时使用的要求。
[0004]本实用新型为实现上述目的采用以下的技术方案:
[0005]—种智能开关，包括控制模块、电流检测模块、AC-DC电源模块、无线模块、机械开关、电子开关；
[0006]其中，所述控制模块分别与所述电流检测模块、所述无线模块、所述机械开关以及所述电子开关相连；
[0007]所述电流检测模块用于采集外部负载的工作电流信号，并将所采集的信号发送给所述控制模块；
[0008]所述机械开关分别与所述控制模块以及所述AC-DC电源模块相连，当机械开关状态改变时，所述控制模块与所述机械开关相连的接口所接收到的电平信号发生变化；
[0009]所述AC-DC电源模块的两个输入端分别与火线、零线相连，所述AC-DC电源模块的电压输出端还分别与所述电子开关、所述控制模块、所述电流检测模块以及所述无线模块相连，用于给所述电子开关、所述控制模块、所述电流检测模块以及所述无线模块供电；
[0010]所述电子开关的一端与外部负载相连，所述电子开关的另一端与火线相连。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述机械开关包括单刀单掷开关或单刀双掷开关；
[0012]所述机械开关的至少有一个触点与所述控制模块相连，且所述机械开关与所述控制模块相连的触点还通过保护电阻与所述AC-DC电源模块相连。
[0013]在本实用新型一实施例中，所述电子开关包括开关执行装置、以及与所述开关执行装置相连的控制器；
[0014]所述开关执行装置包括继电器或晶闸管；
[0015]所述开关执行装置的一端与外部负载相连，所述开关执行装置的另一端与火线相连；
[0016]所述控制器还与所述控制模块相连。
[0017]在本实用新型一实施例中，所述电流检测模块，包括电流感应线圈以及信号处理模块，所述电流感应线圈套设在所述电子开关与外部负载连接的导线上，所述电流感应线圈的两端分别与所述信号处理模块的第一输入端、第二输入端相连，所述信号处理模块的输出端与所述控制模块相连。
[0018]在本实用新型一实施例中，所述控制装置为单片机。
[0019]在本实用新型一实施例中，所述无线模块为wifi无线通信模块、ZigBee无线通信模块、430MHz无线通信模块、2.4GHz无线通信模块中的任一种。
[0020]在本实用新型一实施方式中，所述智能开关还包括开关检测电路，所述开关检测电路设于外部负载与零线之间，所述开关检测电路还与所述控制模块相连。
[0021 ] 在本实用新型一实施例中，所述开关检测电路由第五电阻、第六电阻、第七电阻、发光二极管、光敏三极管以及第八电阻组成;所述第五电阻与第六电阻串联在外部负载与零线之间，所述第七电阻和所述发光二极管串联，所述第七电阻以及所述发光二极管与所述第六电阻并联，所述发光二极管与所述光敏三极管的感光面耦合，所述光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管的集电极分别与所述第八电阻的一端和所述控制模块相连，所述第八电阻的另一端与所述AC-DC电源模块的电压输出端相连。
[0022]本实用新型还提供一种控制系统，包括所述的智能开关以及控制装置，所述控制装置包括输入模块、主控模块、信号发送模块；
[0023]其中，所述输入模块用于向用户提供控制指令输入接口，所述主控模块用于处理用户输入的控制指令，所述信号发送模块用于向所述智能开关发中的无线模块送控制指令，所述无线模块用于将接收到的控制指令发送给所述控制模块，所述控制模块用于根据接收到的控制指令来控制所述电子开关的开或关。
[0024]在本实用新型一实施例中，所述输入模块包括键盘、鼠标、触摸屏、按钮以及语音输入设备中的一种或几种。
[0025]在本实用新型一实施例中，所述主控模块可为单片机或中央处理器。
[0026]在本实用新型一实施例中，所述信号发送模块与所述智能开关中的无线模块采用相同的通信协议。
[0027]在本实用新型一实施方式中，所述控制装置还包括信号接收模块以及反馈模块。
[0028]其中，所述信号接收模块用于接收所述智能开关发送的电路信息，并将所述电路信息发送给所述主控模块，所述主控模块将所述电路信息经过处理后发送给所述反馈模块，所述反馈模块用于向用户反馈所述电路信息；
[0029]其中，所述电路信息包含开关状态、负载功率、负载功耗中的一种或几种。
[0030]在本实用新型一实施例中，所述信号接收模块与所述智能开关中的无线模块采用相同的通信协议。
[0031]在本实用新型一实施例中，所述反馈模块包括显示反馈模块、灯光反馈模块、声音反馈模块、震动反馈模块以及反馈信息发送模块中的一种或几种；
[0032]在本实用新型一实施方式中，所述控制装置还包括显示模块，所述显示模块用于向用户提供人机交互界面，方便用户的使用。
[0033]在本实用新型一实施方式中，所述控制装置可集成在用户终端中，用户终端包括但不限于手机、电脑、平板电脑、车载中控系统中的一种或几种。
[0034]在本实用新型一实施方式中，所述控制装置还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述信号发送模块发送的控制指令以及所述信号接收模块收到的电路信息。
[0035]在本实用新型一实施例中，所述存储模块包括用户终端中的存储器以及云服务器。
[0036]本实用新型的有益效果:本实用新型所提供的智能开关结构紧凑，可放置于标准接线盒内，可直接与传统面板开关连接，不仅能够做到传统面板开关和智能控制无缝融合，使其外观和使用手感与原有面开关一致，同时又具备功能全面的智能开关模块，安装方便，
安全可靠。
【附图说明】

[0037]图1是本实用新型的结构不意图；
[0038]图2是本实用新型一实施例的电路原理图；
[0039]图3是本实用新型又一实施例的电路原理图；
[0040]图4是本实用新型所提供的控制系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图以及具体实施例对本实用新型做进一步说明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
[0042]如图1所述，为本实用新型的结构示意图，一种智能开关，包括机械开关100、电子开关200、控制模块300、无线模块400、电流检测模块500以及AC-DC电源模块600，其中控制模块300与机械开关100、电子开关200的控制端、无线模块400的指令收发端、电流检测模块500的输出端相连，控制模块300根据机械开关100的状态或者无线模块400接收到的控制指令来控制电子开关200的开闭。
[0043]机械开关100以及电子开关200均可采用单掷式开关或双掷式开关。机械开关100至少有一个触点与控制模块300相连，且机械开关100与控制模块300相连的触点还通过保护电阻与AC-DC电源模块600相连。电子开关200的一端与外部负载相连，电子开关200的另一端与火线相连。电流检测模块500位于电子开关200与外部负载相连的导线上，用于采集外部负载的工作电流信号，电流检测模块500将采集到的电流信号发送给控制模块300，控制模块300经过计算将外部负载的功耗发送给无线模块AOOt3AC-DC电源模块600的两个输入端分别与火线、零线相连，AC-DC电源模块600的电压输出端分还别与电子开关200、控制模块300、无线模块400以及电流检测模块500相连，为智能开关中的所有有源器件供电。
[0044]本实用新型的一个实施例，如图2所示，机械开关100采用的是单刀单掷开关SI，S1的一个触点与控制模块300相连，同时SI的该触点还与AC-DC电源模块600的3.6V电压输出端相连，并串联有保护电阻R2，同时SI的另一个触点与地相连。控制模块300根据SI的状态变化来控制电子开关200的开或关。
[0045]电子开关200的开关执行装置采用的是一单刀双掷式的继电器S2，电子开关200的控制器采用的是三极管Ql，S2的动触点与外部负载相连，S2的其中一个静触点火线相连，S2的电源接入端与AC-DC电源模块的6V电压输出端相连，S2的接地端与三极管Ql的集电极相连，三极管Ql的发射极与AC-DC电源模块600的共地端相连，三极管Ql的基极与控制模块300相连，并串联有一电阻Rl。
[0046]电流感应线圈LI套设在电子开关200与外部负载相连的导线上，电流感应线圈LI的两端分别与信号处理模块的501的两个输入端相连，信号处理模块501的电源接入端与AC-DC电源模块600的3.6V电压输出端相连，信号处理模块501的接地端与AC-DC电源模块600的共地端相连，信号处理模块501的输出端与控制模块300相连，信号处理模块501把接收到的电流信号经模数转换后，将电流的大小以数字信号的方式发送给控制模块300，控制模块300经过计算后，将外部负载的功率以及功耗情况发送到无线模块400。
[0047]本实用新型的又一个实施例，如图3所示，机械开关100采用单刀双掷开关SI，S1的所有触点均与控制模块300相连，同时SI的所有触点还与AC-DC电源模块600的3.6V电压输出端相连，并分别串有保护电阻1?2、1?、1?4。
[0048]本实施例还包括一个开关检测电路700，由第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，发光二极管Dl，光敏三极管Q2以及第八电阻R8组成。第五电阻R5与第六电阻R6串联在外部负载与零线之间，第七电阻R7与发光二极管Dl串联，第七电阻R7以及发光二极管Dl与第六电阻R6并联。发光二极管Dl与光敏三极管Q2的感光面耦合，光敏三极管Q2的发射极与AC-DC电源模块600的共地端相连，光敏三极管Q2的集电极分别与第八电阻R8的一端以及控制模块300相连，第八电阻R8的另一端与AC-DC电源模块600的3.6V电压输出端相连。当电路闭合时，开关检测电路导通，发光二极管Dl发光，光敏三极管Q2为饱和状态，发射极与集电极相当于导通状态，此时控制模块300接收到低电平信号，判断电路为闭合状态；当电路断开时，开关检测电路不导通，发光二极管Dl不工作，光敏三极管Q2为截止状态，发射极与集电极之间相当于开路，此时控制模块300接收到高电平信号，判断电路为开路状态。
[0049]无线模块400与天线相连，用于接收用户向智能开关发送的控制指令，并发送给控制模块300。无线模块400还会将控制模块300反馈的电路开关状态、电路功耗等信息通过天线发送给用户，使得用户能够实时监控电路的用电状态。
[0050]为了实现本实用新型所述的有益效果，本实用新型还提供一种控制系统，如图4所示，控制系统包括本实用新型提供的智能开关以及控制装置800，控制装置800包括输入模块810、主控模块820以及信号发送模块830;其中，所述输入模块810用于向用户提供控制指令输入接口，所述主控模块820用于处理用户输入的控制指令并发送给信号发送模块830，所述信号发送模块830用于将控制指令发送给所述智能开关中的无线模块400，所述无线模块400用于将接收到的控制指令发送给控制装置300，控制装置300根据控制指令控制智能开关的开或关。
[0051]具体的，所述输入模块810包括键盘、鼠标、触摸屏、按钮以及语音输入设备中的一种或几种。
[0052]具体的，所述主控模块包括单片机以及中央处理器。
[0053]具体的，所述信号发送模块830采用与所述无线模块400相同的通信协议。
[0054]在本实用新型一实施方式中，所述控制装置800可集成在用户终端中，用户终端包括但不限于手机、电脑、平板电脑、车载中控系统中的一种或几种，用户通过用户终端即可完成对电路的控制以及监控。
[0055]在本实用新型一具体实施场景中，所述控制装置800集成在用户终端上，用户终端上装有与所述智能开关配套的应用软件，智能开关以及用户终端都接入WIFI网络，用户可以通过点选应用软件上的控制按钮来控制智能开关的工作状态，也可以打开应用软件的语音输入功能，直接说出控制命令来控制智能开关的工作状态，还可以通过预先设定的用户终端上的特定按钮来控制智能开关的状态，如用户设定在手机熄屏时，按音量键上就控制电路闭合，按音量键下就控制电路断开。
[0056]在本实用新型第二种实施方式中，所述控制装置800还包括信号接收模块、反馈模块、显示模块以及存储模块;其中，所述信号接收模块用于接收智能开关发送的电路相关信息，所述反馈模块把经过主控模块820处理过的电路信息反馈给用户，所述显示模块用于向用户提供人机交互界面，方便用户使用，所述存储模块用于存储用户输入控制指令以及反馈的电路信息。
[0057]具体的，所述反馈模块包括了显示反馈模块、声音反馈模块、灯光反馈模块、震动反馈模块以及反馈信息发送模块中的一种或几种。
[0058]具体的，所述存储模块包括用户终端中的存储器以及云服务器。
[0059]在本实用新型一具体实施场景中，所述控制装置800集成在用户终端上，用户终端上装有与所述智能开关配套的应用软件，所述智能开关以及用户终端都接入了 WIFI网络，用户可以在软件中设置功率警戒值，当电路的功率超过警戒值时，软件根据用户预设的提醒方式，如软件弹窗、手机短信、手机响铃、手机震动、闪光灯闪烁等，通过用户终端向用户发出警戒提醒，及时告知用户电路异常。
[0060]用户还可以在软件中设定电路的功耗报告周期，软件会将一个周期内接收到的电路功耗信息存储在用户终端的存储器中，或者将功耗信息存储到软件提供的云服务器中，当周期届满时，软件向用户提供本周期的用电功耗报表，既可以直接在用户终端的显示屏上显示本周期报表，也可通过云服务器向用户发送电子邮件或者手机信息。
[0061]显然，上述实施例仅仅是为了更清楚的表达本实用新型技术方案所作的举例，而非对本实用新型实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，在不脱离本实用新型构思的前提下，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。
【主权项】
1.一种智能开关，其特征在于，包括控制模块、电流检测模块、AC-DC电源模块、无线模块、机械开关、电子开关； 其中，所述控制模块分别与所述电流检测模块、所述无线模块、所述机械开关以及所述电子开关相连； 所述电流检测模块用于采集外部负载的工作电流信号，并将所采集的信号发送给所述控制模块； 所述机械开关分别与所述控制模块以及所述AC-DC电源模块相连，当机械开关状态改变时，所述控制模块与所述机械开关相连的接口所接收到的电平信号发生变化； 所述AC-DC电源模块的两个输入端分别与火线、零线相连，所述AC-DC电源模块的电压输出端还分别与所述电子开关、所述控制模块、所述电流检测模块以及所述无线模块相连，用于给所述电子开关、所述控制模块、所述电流检测模块以及所述无线模块供电； 所述电子开关的一端与外部负载相连，所述电子开关的另一端与火线相连。2.如权利要求1所述的一种智能开关，其特征在于，所述机械开关包括单刀单掷开关或单刀双掷开关； 所述机械开关的至少有一个触点与所述控制模块相连，且所述机械开关与所述控制模块相连的触点还通过保护电阻与所述AC-DC电源模块相连。3.如权利要求1所述的一种智能开关，其特征在于，所述电子开关包括开关执行装置、以及与所述开关执行装置相连的控制器； 所述开关执行装置包括继电器或晶闸管； 所述开关执行装置的一端与外部负载相连，所述开关执行装置的另一端与火线相连； 所述控制器还与所述控制模块相连。4.如权利要求1所述的一种智能开关，其特征在于，所述电流检测模块，包括电流感应线圈以及信号处理模块，所述电流感应线圈套设在所述电子开关与外部负载连接的导线上，所述电流感应线圈的两端分别与所述信号处理模块的第一输入端、第二输入端相连，所述信号处理模块的输出端与所述控制模块相连。5.如权利要求1所述的一种智能开关，其特征在于，所述控制模块为单片机。6.如权利要求1所述的一种智能开关，其特征在于，所述无线模块为wifi无线通信模块、ZigBee无线通信模块、430MHz无线通信模块、2.4GHz无线通信模块中的任一种。7.如权利要求1-6中任一所述的一种智能开关，其特征在于:所述智能开关还包括开关检测电路，所述开关检测电路设于外部负载与零线之间，所述开关检测电路还与所述控制模块相连。8.如权利要求6所述的一种智能开关，其特征在于，所述开关检测电路由第五电阻、第六电阻、第七电阻、发光二极管、光敏三极管以及第八电阻组成;所述第五电阻与第六电阻串联在外部负载与零线之间，所述第七电阻和所述发光二极管串联，所述第七电阻以及所述发光二极管与所述第六电阻并联，所述发光二极管与所述光敏三极管的感光面耦合，所述光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管的集电极分别与所述第八电阻的一端和所述控制模块相连，所述第八电阻的另一端与所述AC-DC电源模块的电压输出端相连。9.一种控制系统，其特征在于，包括权利要求1-7中任一所述的智能开关以及控制装置，所述控制装置包括输入模块、主控模块、信号发送模块； 其中，所述输入模块用于向用户提供控制指令输入接口 ； 所述主控模块用于处理用户输入的控制指令； 所述信号发送模块用于将主控模块处理后的控制指令发送到所述智能开关中的无线丰旲块; 所述无线模块用于将接收到的控制指令发送给所述控制模块，所述控制模块用于根据接收到的控制指令来控制所述电子开关的开或关。
【文档编号】G05B19/04GK205691964SQ201620398675
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月4日 公开号201620398675.0, CN 201620398675, CN 205691964 U, CN 205691964U, CN-U-205691964, CN201620398675, CN201620398675.0, CN205691964 U, CN205691964U
【发明人】黄可斌
【申请人】黄可斌