專利名稱：兩線制智能開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)，具體地說是涉及一種尤其適用于兩線制傳輸線路的智 能開關(guān)。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)的室內(nèi)電器的控制方式是通過專用線路由開關(guān)實現(xiàn)對電器的一對一控 制，其雖有可靠性等優(yōu)點，但其施工繁瑣，工程量大等缺點。為此，在對如多頭燈具等進行分 組控制時，目前已廣泛使用一種程序循環(huán)分組控制的方式，通過在同一個開關(guān)上反復(fù)通斷 操作的累加循環(huán)通電，可實現(xiàn)按所設(shè)置順序依次導(dǎo)通各組的燈頭，其優(yōu)點是安裝簡單，成本 較低，但由于使用中只能按所設(shè)順序依次循環(huán)導(dǎo)通，其控制自由度小，不能根據(jù)需要自由選 擇和直接一步到位而感到不方便，且每組的控制功率不能太大，否則會因開關(guān)體積過大而 失去使用價值。中國專利ZL200720080622. 5提供了 一種電子智能開關(guān)裝置，通過不同阻值的電 阻性結(jié)構(gòu)(或者頻率可控的振蕩單元等)組成開關(guān)單元，產(chǎn)生不同量值的電壓或電流控制 信號，并由各發(fā)送支路發(fā)送 給MCU，MCU將判斷運算結(jié)果的執(zhí)行信號經(jīng)輸出單元輸出，控制 相應(yīng)的電器，從而減少與開關(guān)連接的傳輸線路數(shù)量，解決房屋電器控制中的布線，安裝，安 全方面的一些問題。然而，由于上述電子智能開關(guān)裝置的開關(guān)單元是采用的模擬量的電壓或電流控制 信號作為輸入控制信號由MCU進行判斷運算，在實際使用中，需要使用帶有A/D轉(zhuǎn)換功能的 MCU芯片或是單獨設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換單元，因此成本較高，同時模擬信號的控制方式也容易造成 控制信號出現(xiàn)錯誤的判斷，或者受溫度，潮濕等因素的影響。另外，由于開關(guān)單元沒有用于 指示狀態(tài)的機構(gòu)，這樣會使得用戶不知道電器是否正在運行，在使用上有所不便。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種兩線制智能開關(guān)，能夠在減少傳統(tǒng) 開關(guān)傳輸線路的同時，具有更穩(wěn)定可靠的工作性能及更方便的指示功能，并且成本較低。本實用新型所采取的技術(shù)方案是提供一種兩線制智能開關(guān)，包括與外部電源相連接的直流穩(wěn)壓電源和輸出控制單 元，還包括數(shù)字量輸入單元，與數(shù)字量輸入單元相連接的編碼處理器，分別與編碼處理器相 連接的指示單元和解碼處理器，所述直流穩(wěn)壓電源分別與編碼處理器和解碼處理器相連 接，所述輸出控制單元與解碼處理器的輸出端相連接。數(shù)字量輸入單元將數(shù)字量形式的控制信號傳輸給編碼處理器，編碼處理器根據(jù)輸 入的控制信號輸出給指示單元顯示工作狀態(tài)，并對控制信號進行編碼，通過傳輸線路傳輸 給解碼處理器，由解碼處理器解碼成執(zhí)行信號傳輸給輸出控制單元，控制相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu) (如家用電器)接通或切斷外部電源。進一步，本實用新型智能開關(guān)還包括與直流穩(wěn)壓電源相連接的分時復(fù)用單元，所述編碼處理器與解碼處理器之間通過分時復(fù)用單元相連接，所述直流穩(wěn)壓電源通過分時復(fù) 用單元向編碼處理器供電。還包括一個與分時復(fù)用單元相連接的儲電單元，所述分時復(fù)用單元通過該儲電單 元向編碼處理器供電。所述儲電單元是由至少一個電容并聯(lián)組成。所述編碼處理器和解碼處理器之間采用兩線制傳輸線路相連接。本實用新型的優(yōu)點是如上述的結(jié)構(gòu)，本實用新型智能開關(guān)采用數(shù)字量輸入單元來輸入控制信號，從而 避免了采用電壓或電流模擬量控制信號可能受到溫度，潮濕等因素的影響而造成誤判的情 況，提高了控制的可靠性和準確性。另外，由于直接采用數(shù)字信號輸入，相應(yīng)的編碼處理器 也無需采用帶有A/D轉(zhuǎn)換功能的微處理器(MCU)芯片，在實際應(yīng)用于生產(chǎn)制造時，即使本實 用新型智能開關(guān)的編碼處理器和解碼處理器需要兩塊MCU芯片，但其成本仍然要比市場上 帶有A/D轉(zhuǎn)換功能MCU較為低廉。如上述的結(jié)構(gòu)，本實用新型智能開關(guān)采用指示單元將開關(guān)的控制狀態(tài)工作情況通 過LED指示燈等形式直觀明了的顯示出來，便于使用者隨時查看，方便使用。如上述的結(jié)構(gòu)，所述編碼處理器和解碼處理器之間采用兩線制傳輸線路相連接， 減少了與開關(guān)連接的傳輸線路的數(shù)量，尤其是可以在不改變現(xiàn)有的室內(nèi)兩線制傳輸電力線 路布線設(shè)置的情況下，只用常規(guī)開關(guān)的一對控制線路實現(xiàn)對多個不同電器的控制。如上述的結(jié)構(gòu)，所述編碼處理器與解碼處理器之間通過分時復(fù)用單元相連接，使 得一般室內(nèi)兩線制控制線路既能夠起到供送電源的作用，又能夠在需要傳輸控制信號時將 編碼處理器輸出的控制信號傳輸給解碼處理器，提高了電路的工作效率，更適應(yīng)室內(nèi)兩線 制傳輸線路的實用需要。

圖1是本實用新型智能開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型智能開關(guān)一實施例的電原理圖；圖3是本實用新型智能開關(guān)另一實施例的電原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例進一步說明本實用新型的結(jié)構(gòu)特征。圖1是本實用新型智能開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實用新型兩線制智能 開關(guān)，它包括與外部電源1相連接的直流穩(wěn)壓電源2和輸出控制單元3，還包括數(shù)字量輸入 單元4，與數(shù)字量輸入單元4相連接的編碼處理器5，分別與編碼處理器5相連接的指示單 元6和解碼處理器7，所述直流穩(wěn)壓電源2分別與編碼處理器5和解碼處理器7相連接，所 述輸出控制單元3與解碼處理器7的輸出端相連接。本實用新型智能開關(guān)還包括與直流穩(wěn)壓電源2相連接的分時復(fù)用單元8，所述編 碼處理器5與解碼處理器7之間通過分時復(fù)用單元8相連接，所述直流穩(wěn)壓電源2通過分 時復(fù)用單元8向編碼處理器5供電；進一步，還包括一個與分時復(fù)用單元8相連接的儲電單元9，所述分時復(fù)用單元8通過該儲電單元9向編碼處理器5供電。所述儲電單元9是由至少一個電容并聯(lián)組成。所述數(shù)字量輸入單元4是由至少一個數(shù)字量輸入按鍵組成的數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。所述指示單元6采用LED顯示燈。所述輸出控制單元3是繼電器或可控硅管。所述編碼處理器5和解碼處理器7之間采用兩線制傳輸線路相連接。以下結(jié)合實施例進一步說明本實用新型智能開關(guān)的具體電路結(jié)構(gòu)及工作方式。實施例1圖2是本實用新型智能開關(guān)一實施例的電原理圖。在本實施例中，所述編碼處理 器5和解碼處理器7均采用由美國微芯公司提供的PIC16C5X系列微處理器芯片。如圖2所示，家用交流220V的外部電源1通過直流穩(wěn)壓電源2進行整流和穩(wěn)壓， 輸出+5V和Vrc兩路直流電壓信號供給解碼處理器7和輸出控制單元3中的各繼電器線圈， 并經(jīng)過分時復(fù)用單元8供電給編碼處理器5，同時對由電容C3、C6、穩(wěn)壓管DlO組成的儲電 單元9充電。本實施例中，數(shù)字量輸入單元4是由開關(guān)Sl S8組成的2*4數(shù)字編碼網(wǎng)絡(luò)，使用 者通過開關(guān)S1-S8輸入控制信號，編碼處理器5根據(jù)收到的控制信號通過OutO 0ut4管 腳輸出給指示單元6，由LED指示燈Dl D8指示相應(yīng)的控制狀態(tài)，同時編碼處理器5在對 輸入的控制信號進行編碼以后將編碼控制信號通過send管腳輸出給分時復(fù)用單元8中的 MOS場效應(yīng)管Ql。分時復(fù)用單元8在未收到send管腳傳來的編碼控制信號時，MOS場效應(yīng)管Ql的 漏極(A點)處于高電平，分時復(fù)用單元8通過二極管D9對編碼處理器5和儲電單元9供 電；當MOS場效應(yīng)管Ql的柵極收到send管腳輸出的編碼控制信號，MOS場效應(yīng)管Ql的漏 極導(dǎo)通，A點跳變?yōu)榈碗娖?，將編碼控制信號傳輸給解碼處理器7，此時儲電單元9中的電 容C3、C6將自動放電，從而承擔對編碼處理器5的供電，在編碼控制信號傳輸完畢后(即 send腳不再輸出信號)，Ql的漏極重新恢復(fù)高電平，即重新由直流穩(wěn)壓電源2對編碼處理 器5供電，并繼續(xù)對電容C3、C6充電。這樣，兩線制傳輸線路(即圖中A、B)在平時充當輸 送電源的電源線，在有控制信號時充當數(shù)據(jù)傳輸線，大大提高了電路的工作效率，簡化了線 路結(jié)構(gòu)。分時復(fù)用單元8將編碼控制信號輸送給解碼處理器7，解碼處理器7內(nèi)部的設(shè)置與 編碼處理器5相匹配，將收到的編碼控制信號解碼成控制執(zhí)行信號，通過相應(yīng)的輸出管腳 輸出，由U3進行電平轉(zhuǎn)換后輸送給輸出控制單元3的繼電器Kl K7，控制相應(yīng)繼電器的觸 點斷開或吸合，使相應(yīng)的電器接通或切斷交流220V電源。實施例2圖3是本實用新型智能開關(guān)另一實施例的電原理圖。在本實施例中，所述編碼處 理器5和解碼處理器7均采用臺灣飛凌公司提供的FM8PS系列微處理器芯片。如圖3所示，本實施例提供了另一種結(jié)構(gòu)的直流穩(wěn)壓電源2，交流220V的外部電源 1通過該直流穩(wěn)壓電源2進行整流和穩(wěn)壓，輸出+5V和兩路直流電壓信號供給解碼處理 器7和輸出控制單元3，并經(jīng)過分時復(fù)用單元8供電給編碼處理器5，同時對由電容C2、C3、 穩(wěn)壓管D3組成的儲電單元9充電。[0040]本實施例中，數(shù)字量輸入單元4是由開關(guān)Sl S4組成的4位數(shù)字編碼網(wǎng)絡(luò)，使用 者通過開關(guān)S1-S4輸入控制信號，編碼處理器5根據(jù)收到的控制信號進行編碼，編碼處理器 5通過send管腳輸出的編碼控制信號分為兩路，一路輸出給外接的指示單元(例如，外部的 電源管理系統(tǒng)中的指示接口)進行指示或其他監(jiān)控處理，提高應(yīng)用靈活度及可擴展性；另 一路則通過send管腳輸出到分時復(fù)用單元8中MOS場效應(yīng)管Ql的柵極。分時復(fù)用單元8在未收到send管腳傳來的編碼控制信號時，MOS場效應(yīng)管Ql的 漏極(A點)處于高電平，分時復(fù)用單元8通過二極管D9對編碼處理器5和儲電單元9供 電；當MOS場效應(yīng)管Ql的柵極收到send管腳輸出的編碼控制信號，Ql的漏極導(dǎo)通跳變?yōu)?低電平，將編碼控制信號傳輸給解碼處理器7，此時儲電單元9中的電容C2、C3將自動放電， 從而承擔對編碼處理器5的供電，在編碼控制信號傳輸完畢后(即send腳不再輸出信號)， Ql的漏極將恢復(fù)高電平，重新由直流穩(wěn)壓電源2對編碼處理器5、指示單元6供電，并對電 容C3、C6充電。同樣的，本開關(guān)中的兩線制傳輸線路(即圖中A、B)平時充當輸送電源的電 源線，在有控制信號時充當數(shù)據(jù)傳輸線，起到了分時復(fù)用的效果。分時復(fù)用單元8將編碼控制信號輸送給解碼處理器7，解碼處理器7內(nèi)部的設(shè)置與 編碼處理器5相匹配，將收到的編碼控制信號解碼成控制執(zhí)行信號，通過OUTl 0UT3管腳 分別輸出給輸出控制單元3的可控硅管(晶閘管)Q1、Q2和繼電器K1，控制晶閘管Ql、Q2 及繼電器Kl的通路或斷路，使電器接通或切斷交流220V電源。在本實施例中，根據(jù)使用需 要可以采用可控硅管替代繼電器作為輸出控制單元3中的控制器件，以充分利用可控硅管 體積較小，成本較低的優(yōu)點。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例。本實用新型的構(gòu)造特征并不局限于此， 本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型領(lǐng)域內(nèi)，依據(jù)本實用新型所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可輕易思及的 等效變化，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范疇。
權(quán)利要求兩線制智能開關(guān)，包括與外部電源相連接的直流穩(wěn)壓電源和輸出控制單元，其特征是，包括數(shù)字量輸入單元，與數(shù)字量輸入單元相連接的編碼處理器，分別與編碼處理器相連接的指示單元和解碼處理器，所述直流穩(wěn)壓電源分別與編碼處理器和解碼處理器相連接，所述輸出控制單元與解碼處理器的輸出端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的兩線制智能開關(guān)，其特征是，還包括與直流穩(wěn)壓電源相連接的 分時復(fù)用單元，所述編碼處理器與解碼處理器之間通過分時復(fù)用單元相連接，所述直流穩(wěn) 壓電源通過分時復(fù)用單元向編碼處理器供電。
3.如權(quán)利要求2所述的兩線制智能開關(guān)，其特征是，還包括一個與分時復(fù)用單元相連 接的儲電單元，所述分時復(fù)用單元通過該儲電單元向編碼處理器供電。
4.如權(quán)利要求3所述的兩線制智能開關(guān)，其特征是，所述儲電單元是由至少一個電容 并聯(lián)組成。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的兩線制智能開關(guān)，其特征是，所述數(shù)字量輸入單元 是由至少一個數(shù)字量輸入按鍵組成的數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的兩線制智能開關(guān)，其特征是，所述指示單元采用 LED顯示燈。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的兩線制智能開關(guān)，其特征是，所述輸出控制單元是 繼電器或可控硅管。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的兩線制智能開關(guān)，其特征是，所述編碼處理器和解 碼處理器之間采用兩線制傳輸線路相連接。
專利摘要兩線制智能開關(guān)，包括與外部電源相連接的直流穩(wěn)壓電源和輸出控制單元，還包括數(shù)字量輸入單元，與數(shù)字量輸入單元相連接的編碼處理器，分別與編碼處理器相連接的指示單元和解碼處理器，所述直流穩(wěn)壓電源分別與編碼處理器和解碼處理器相連接，所述輸出控制單元與解碼處理器的輸出端相連接。本智能開關(guān)可以只用常規(guī)開關(guān)的一對控制線路實現(xiàn)對多個不同電器的控制；同時，采用數(shù)字量輸入單元來輸入控制信號，降低成本的同時提高開關(guān)的準確性和可靠性；采用指示單元顯示開關(guān)狀態(tài)，方便查看和使用；采用時分復(fù)用的方式提高電路工作效率，簡化結(jié)構(gòu)。
文檔編號G05B19/04GK201741004SQ20102019943
公開日2011年2月9日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者金安新 申請人:金安新