專利名稱：電子智能開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)控制裝置，特別是一種在可不改變原有電力線路布線設(shè)置 的情況下，僅利用現(xiàn)有單個開關(guān)的一對電力控制線，實現(xiàn)對多個不同電器模塊分別自由 控制的目的。
背景技術(shù)：
目前對室內(nèi)的如燈具，浴霸等電器的控制，傳統(tǒng)方式是通過專用線路由開關(guān)實現(xiàn)一 對一的控制，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。此外，目前還己有報道和/或使用的一種電 子智能控制方式，采用了微電子處理器(MCU)的智能控制技術(shù)。如公告號CN2618084Y 的中國專利提出了一種"浴霸用無線遙控器"，采用的是由無線發(fā)送器和無線接收器組成 控制信號發(fā)送和接受系統(tǒng)，并通過繼電器作為執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對浴霸的加熱、換氣或照 明等不同功能的控制。其雖控制靈活方便簡單，但由于需通過遙控器操作，結(jié)構(gòu)相對較 為復(fù)雜，成本較高。特別是遙控器的使用還離不開干電池，無疑增加了使用的不便，而 且干電池使用不當也不利于環(huán)境保護。
公開號CN1760927A的文獻中提出了另一種家用燈具和電器的控制系統(tǒng)，采用由電 力線路、智能開關(guān)和控制接口電路構(gòu)成，智能開關(guān)和控制接口電路都連接在電力線路上， 利用電力線載波網(wǎng)絡(luò)將各類家庭用電器連接起來，實現(xiàn)家庭電工的各項智能控制功能。 其雖控制方式靈活多樣，智能化程度高，接口豐富，但實施成本也相對較高，而且也不 利于安全用電。

實用新型內(nèi)容
針對上述情況，本實用新型將提供一種結(jié)構(gòu)更為簡便，實施也更為容易的電子智能 開關(guān)裝置，可以大大減少與開關(guān)連接的傳輸線路數(shù)量，特別是可以在不改變現(xiàn)有裝修的 電力線路布線設(shè)置的情況下，甚至'可以只用常規(guī)開關(guān)的--對控制電線實現(xiàn)對室內(nèi)不同電
器分別自由進行控制的目的。
本實用新型電子智能開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)是，有一個具有對預(yù)設(shè)值存儲并進行比較和識 別判斷運算功能的微電子處理器(MCU)，其輸入端經(jīng)傳輸線路與一個具有一組按鈕開 關(guān)、并由各按鈕開關(guān)控制分別提供不同量值控制信號的開關(guān)單元連接，MCU將判斷運 算結(jié)果的執(zhí)行信號經(jīng)輸出單元輸出。在所說的該幵關(guān)單元中，至少設(shè)置有兩條相對獨立 并分別設(shè)有所說按鈕開關(guān)的控制信號發(fā)送支路。所說的該MCU，可以選擇目前已有報道 禾口/或使用的如AT89C4051， AT89C2051， AT89C1051U， PIC16F84 p89c51等包括AT89 系列、PIC16系列、P89C系列等集成電路或單片機。MCU通過對由開關(guān)單元中各按鈕開 關(guān)提供的不同量值控制信號與所儲存的預(yù)置值進行比較、識別和判斷的運算后，將與所 輸入的控制信號相對應(yīng)的執(zhí)行信號，通過輸出單元輸出送至相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)(如常用的 繼電器、大規(guī)?？煽毓璧绕骷?，實現(xiàn)對相應(yīng)的電器模塊的工作狀態(tài)進行控制。
為此，由所說的該開關(guān)單元向MCU輸出不同量值的控制信號是必需的。在現(xiàn)有技 術(shù)條件下，能實現(xiàn)此功能的開關(guān)單元可以有不同的結(jié)構(gòu)選擇方式。例如，在可供參考的 實例中，該開關(guān)單元采用的是在分別設(shè)有按鈕開關(guān)的各控制信號發(fā)送支路中，設(shè)置有不 同阻值的電阻性結(jié)構(gòu)(例如最常用的電阻元件或其等效結(jié)構(gòu))，并由各控制信號發(fā)送支路 向MCU發(fā)送不同量值的電壓或電流控制信號。其中，在開關(guān)單元中用于產(chǎn)生不同量值 的電壓或電流控制信號的具體電路結(jié)構(gòu)中， 一個可供參考的實施例采用的，是將這些分 別由按鈕開關(guān)控制的各控制信號發(fā)'送支路設(shè)置為并聯(lián)支路，在各并聯(lián)支路中分別設(shè)置有 不同阻值的電阻性結(jié)構(gòu)。在另外的實施例中，還提供了一種采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)的方式，即在 開關(guān)單元中設(shè)置有至少串聯(lián)有兩個電阻性結(jié)構(gòu)的串聯(lián)電路，所說的各控制信號發(fā)送支路
由從各電阻性結(jié)構(gòu)間引出、并分別設(shè)有所說按鈕開關(guān)的各電路組成。在采用此串聯(lián)結(jié)構(gòu) 方式時，最方便的是使所說該串聯(lián)電路中的電阻性結(jié)構(gòu)采用為等阻值的電阻或其等效結(jié) 構(gòu)，通過在各控制信號發(fā)送支路被按鈕開關(guān)導(dǎo)通時，其發(fā)送支路中串聯(lián)的不同數(shù)量的電 阻性結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生相應(yīng)不同量值的電壓或電流控制信號。
所說該開關(guān)單元向MCU發(fā)送的不同量值的控制信號除上述不同量值的電壓或電流 信號外，還可以是其它形式的控制信號。例如在該開關(guān)單元中設(shè)置有一個可變頻率的振 蕩信號發(fā)生單元，并由各按鈕開關(guān).控制信號發(fā)送支路控制該振蕩信號發(fā)生單元的振蕩頻 率，即可向MCU發(fā)送不同頻率的控制信號。例如在另外一個可供參考的實施例中，該 振蕩信號發(fā)生單元采用由RC、 LC或RL網(wǎng)絡(luò)與555集成電路連接的集成蕩振電路的結(jié) 構(gòu)形式，其中的RC、 LC或RL網(wǎng)絡(luò)與所說的設(shè)有各按鈕開關(guān)控制信號發(fā)送支路連接， 并同時在各按鈕開關(guān)控制信號發(fā)送支路上還設(shè)置有可改變振蕩頻率的控制結(jié)構(gòu)。該控制
結(jié)構(gòu)，可以是能與所說的RC、 LC或RL網(wǎng)絡(luò)相適應(yīng)、并分別具有不同量值的電阻性、 電感性或電容性結(jié)構(gòu)。通過由各帶有按鈕開關(guān)的控制信號發(fā)送支路產(chǎn)生的不同的電阻、 電容或者電感量值，使該振蕩電路向MCU提供相應(yīng)的不同頻率振蕩信號。
MCU對由開關(guān)單元輸入的控制信號進行比較和識別判斷運算后，其相應(yīng)的執(zhí)行信 號可以直接輸出到經(jīng)帶有開關(guān)器件的輸出單元輸出執(zhí)行。
本實用新型電子智能開關(guān)裝置中所說的該開關(guān)單元向MCU提供的不同量值的控制 信號，除可采用上述單一形式的電壓、電流，頻率等信號外，也可以將上述不同結(jié)構(gòu)或 其它適當結(jié)構(gòu)形式的控制信號發(fā)送支路相結(jié)合，通過按壓不同的按鈕開關(guān)，可以分別向 MCU提供不同類型的控制信號。
所說的開關(guān)單元與MCU間的傳輸線路數(shù)少于所控制的執(zhí)行電器模塊的數(shù)量，甚至 僅使用一對傳輸線路，同樣可以實現(xiàn)對數(shù)個、數(shù)十個或更多個不同電器模塊進行自由控 制的目的。
本實用新型上述形式的電子智能開關(guān)裝置，由于其開關(guān)單元與MCU間的傳輸線路 數(shù)量可以大大減少，甚至可以只有'一對，從而可與傳統(tǒng)的開關(guān)布線習(xí)慣一致，可以做到 最大限度地利用和節(jié)約了現(xiàn)有資源。特別是對于現(xiàn)有房屋的重新裝修改造，無需改變原 有的電力線路布線設(shè)置或增設(shè)線路，只需更換相應(yīng)的開關(guān)結(jié)構(gòu)r以及在適當部位設(shè)置配 套的MCU及相應(yīng)的執(zhí)行信號輸出線路，即可由原有的輸出線路實現(xiàn)對室內(nèi)不同電器模 塊分別進行自由控制,安裝和使用都十分方便，也不需要使用帶干電池的遙控器等附屬 機構(gòu)。另外，由于該多組觸發(fā)式開關(guān)單元中使用的僅僅是直流5伏和毫安級的電信號， 因此也完全沒有觸電等安全問題，即使在廚房、衛(wèi)生間等高溫、高濕環(huán)境下安裝使用， 也能保證其性能的可靠性和使用的安全性，且完全可以適用于對大功率、大電流等電器 的自由控制。
以下通過由附圖所示實施例的具體實施方式
，對本實用新型的上述內(nèi)容再作進---步 的詳細說明。但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫 離本實用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知i月和慣用手段做出的各種替 換或變更，均應(yīng)包括在本實用新型的范圍內(nèi)。


圖1是本實用新型電子智能開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實用新型電子智能開關(guān)裝置中的一種并聯(lián)結(jié)構(gòu)式開關(guān)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實用新型電子智能開關(guān)裝置中的一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式開單元關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是一種可與圖2的開關(guān)單元配合使用的本實用新型電子智能開關(guān)裝置電路結(jié)構(gòu)
的示意圖。
圖5是一種可與圖3的開關(guān)單元配合使用的本實用新型電子智能開關(guān)裝置電路結(jié)構(gòu) 的示意圖。
圖6是本實用新型電子智能開關(guān)裝置的另一種電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施方式

圖1所示的是本實用新型電子智能開關(guān)裝置的基本結(jié)構(gòu)原理。結(jié)構(gòu)中有一個具有對 預(yù)設(shè)值存儲并進行比較和識別判斷運算功能的MCU。其輸入端經(jīng)一對傳輸線路與一個 具有一組按鈕開關(guān)、并由各按鈕開關(guān)控制分別提供不同量值控制信號的開關(guān)單元連接； MCU的判斷運算結(jié)果的執(zhí)行信號經(jīng)輸出單元輸出。在開關(guān)單元中可以根據(jù)需要設(shè)置有 多條相對獨立并分別設(shè)有所說按鈕開關(guān)的控制信號發(fā)送支路，各控制信號發(fā)送支路的控 制信號均由所說該對傳輸線路送入MCU。
圖2是本實用新型電子智能開關(guān)裝置中的一種采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)式的開關(guān)單元結(jié)構(gòu)，其 中分別由按鈕開關(guān)K1、 K2、 K3、 K4、…(圖中示出的為4個)控制的各控制信號發(fā)送 支路為并聯(lián)支路，在各并聯(lián)支路中分別對應(yīng)設(shè)置有不同阻值的電阻(或其等效結(jié)構(gòu))R1、 R2、 R3、 R4、…(圖中示出的為對應(yīng)的4個)。其與電路接通后，按壓不同控制信號發(fā) 送支路中的相應(yīng)按鈕開關(guān)，通過被導(dǎo)通的對應(yīng)發(fā)送支路中的電阻(或其等效結(jié)構(gòu))阻值 不同，即可經(jīng)該對傳輸線路(如經(jīng)圖示中CH1與CH5的傳輸)向MCU提供相應(yīng)的不 同電壓信號。
圖3是本實用新型電子智能開^^裝置中的一種采用串聯(lián)形式的開關(guān)單元的結(jié)構(gòu)，其 中設(shè)置有一個串聯(lián)有多個具有等阻值的電阻(或其等效結(jié)構(gòu))Rl、 R2、 R3、 R4、…(圖 中示出為4個)的電路，由各相鄰電阻間分別都引出一個控制信號發(fā)送支路，并在各控 制信號發(fā)送支路分別都設(shè)有一個按鈕開關(guān)K1、 K2、 K3、 K4、…(圖中示出為對應(yīng)的4 個)。將其接入電路后，按壓不同控制信號發(fā)送支路的按鈕開關(guān)，通過被導(dǎo)通的各控制信 號發(fā)送支路中所串聯(lián)的電阻個數(shù)不同，即可向MCU提供相對應(yīng)的不同量值電壓或電流 控制信號。
圖4是可與圖2所示的并聯(lián)式開關(guān)單元配合使用的一種本實用新型電子智能開關(guān)裝 置的電路結(jié)構(gòu)。在按常規(guī)方式帶有降低電壓和穩(wěn)定作用的外圍電路的AT89C205KMCU) 輸入端前設(shè)有一個三極管Q5，由開關(guān)單元提供的偏置電阻與其一個極連接。在電流恒定 情況下， 一旦開關(guān)單元中的某一發(fā)追支路的按鈕開關(guān)被按動(例如K1)即等于提供了不 同的電阻，則經(jīng)該三極管Q5輸入給MCU的電壓必然隨之改變。MCU對所輸入的不同 量值控制信號與其所存儲的預(yù)置值進行比較和識別運算后，使與之對應(yīng)的執(zhí)行信號輸出
腳由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，使對?yīng)的開關(guān)三極管(例如Q1)導(dǎo)通，向執(zhí)行機構(gòu)(如繼電 器等)輸出執(zhí)行信號，控制對應(yīng)的電器模塊的工作狀態(tài)。由開關(guān)單元中不同按鈕開關(guān)(如 K2、 K3、…)提供的不同量值的控制信號，可使MCU的不同輸出腳成為高電平，并經(jīng) 設(shè)有對應(yīng)開關(guān)管(如對應(yīng)Q2、 Q3、)的輸出單元輸出執(zhí)行信號至相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)， 完成對不同電器模塊工作狀態(tài)的自由控制。
圖5是可與圖3所示的串聯(lián)式^:關(guān)單元配合使用的一種本實用新型電子智能開關(guān)裝 置的電路結(jié)構(gòu)，基本結(jié)構(gòu)與圖4類似，只需將圖3所示的開關(guān)單元的兩輸出端A、 B直 接與MCU的兩對應(yīng)輸入端A、 B連接即可。
圖6是本實用新型電子智能開關(guān)裝置的另一種形式。其中，由開關(guān)單元向MCU提 供的不同量值的控制信號，是不同頻率的控制信號。在該開關(guān)單元中設(shè)置有可改變頻率 的振蕩信號發(fā)生單元，并由各按鈕開關(guān)控制信號發(fā)送支路控制該振蕩信號發(fā)生單元向 MCU提供不同頻率的控制信號。圖示中所說該可改變頻率的振蕩信號發(fā)生單元為由RC
(也可以為LC或RL)網(wǎng)絡(luò)與555集成塊連接構(gòu)成的振蕩電路，其中的RC (或LC、 RL)網(wǎng)絡(luò)與分別設(shè)有各按鈕開關(guān)的控制信號發(fā)送支路連接，并同時在各控制信號發(fā)送支 路上還設(shè)置有可改變振蕩頻率的控制結(jié)構(gòu)。該設(shè)有按鈕開關(guān)控制信號發(fā)送支路的結(jié)構(gòu)， 可采用或參考如圖2或圖3所示的能分別提供不同量值的電路結(jié)構(gòu)。按壓不同的按鈕開 關(guān)，通過對應(yīng)控制信號發(fā)送支路提供的不同控制信號，可以使該帶RC網(wǎng)絡(luò)的集成振蕩 電路產(chǎn)生的不同振蕩頻率信號送入MCU，供其與存儲的預(yù)置值進行比較識別和判斷。
權(quán)利要求1.電子智能開關(guān)裝置，其特征是有一個具有對預(yù)設(shè)值存儲并進行比較和識別判斷運算功能的微電子處理器(MCU)，其輸入端經(jīng)傳輸線路與一個具有一組按鈕開關(guān)、并由各按鈕開關(guān)控制分別提供不同量值控制信號的開關(guān)單元連接，微電子處理器(MCU)將判斷運算結(jié)果的相應(yīng)執(zhí)行信號經(jīng)輸出單元輸出，在所說該開關(guān)單元中至少設(shè)置有兩條相對獨立并分別設(shè)有所說按鈕開關(guān)的控制信號發(fā)送支路，各控制信號發(fā)送支路的控制信號均由所說傳輸線路送入微電子處理器(MCU)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電子智能開關(guān)裝置，其特征是在所說的開關(guān)單元中分別設(shè)有 按鈕開關(guān)的各控制信號發(fā)送支路中設(shè)置有不同阻值的電阻性結(jié)構(gòu)，并由各控制信號發(fā)送 支路向所說的微電子處理器(MCIJ)發(fā)送不同量值的電壓或電流控制信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的電子智能開關(guān)裝置，其特征是所說的開關(guān)單元中分別由按鈕 開關(guān)控制的各控制信號發(fā)送支路為并聯(lián)支路，在各并聯(lián)支路中分別設(shè)置有不同阻值的電 阻性結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求2所述的電子智能開關(guān)裝置，其特征是所說的開關(guān)單元中設(shè)置有至少 串聯(lián)有兩個電阻性結(jié)構(gòu)的串聯(lián)電路，所說的各控制信號發(fā)送支路由從各電阻性結(jié)構(gòu)間引 出、并分別設(shè)有所說按鈕開關(guān)的各電路組成。
5. 如權(quán)利要求4所述的電子智能開關(guān)裝置，其特征是所說的串聯(lián)電路中的電阻性結(jié) 構(gòu)為等阻值結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求1所述的電子弩能開關(guān)裝置，其特征是所說的開關(guān)單元為設(shè)置有可變 頻率的振蕩信號發(fā)生單元，并由各按鈕開關(guān)控制信號發(fā)送支路控制該振蕩信號發(fā)生單元 向微電子處理器(MCU)發(fā)送不同頻率的控制信號。
7. 如權(quán)利要求6所述的電子智能開關(guān)裝置，其特征是所說的振蕩信號發(fā)生單元為 RC、 LC或RL網(wǎng)絡(luò)與555集成電路連接的集成振蕩電路，其中的RC、 LC或RL網(wǎng)絡(luò) 與所說的設(shè)有各按鈕開關(guān)控制信號發(fā)送支路連接，并同時在各按鈕開關(guān)控制信號發(fā)送支 路上還設(shè)置有可改變振蕩頻率的控制結(jié)構(gòu)，該控制結(jié)構(gòu)為能與所說的RC、 LC或RL網(wǎng) 絡(luò)相適應(yīng)并分別具有不同量值的電阻性、電感性或電容性結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求1所述的電子智能開關(guān)裝置，其特征是所說的執(zhí)行信號的輸出單元為 設(shè)置有開關(guān)器件的輸出電路。
9. 如權(quán)利要求1至8之一所述的電子智能開關(guān)裝置，其特征是所說的開關(guān)單元與微 電子處理器(MCU)間的傳輸線路數(shù)少于所控制的執(zhí)行電器模塊的數(shù)量。
10. 如權(quán)利要求9所述的電子智能開關(guān)裝置，其特征是所說的開關(guān)單元與微電子 處理器(MCU)間的傳輸線路為一對。
專利摘要電子智能開關(guān)裝置，有一個具有對預(yù)設(shè)值存儲并進行比較和識別判斷運算功能的MCU，其輸入端經(jīng)傳輸線路與一個具有一組按鈕開關(guān)、并由各按鈕開關(guān)控制分別提供不同量值控制信號的開關(guān)單元連接；判斷運算結(jié)果的執(zhí)行信號經(jīng)輸出單元輸出。該開關(guān)單元中至少設(shè)置有兩條相對獨立并分別設(shè)有所說按鈕開關(guān)的控制信號發(fā)送支路，其控制信號均由所說該對傳輸線路送入MCU。此開關(guān)裝置適于對室內(nèi)不同電器的分別控制，特別是可不改變已有電力線路布線，通過現(xiàn)有電控開關(guān)的一對控制電線可實現(xiàn)對多個電器模塊的自由控制，無需增設(shè)其它控制線或使用帶干電池的遙控器，安裝方便，性能可靠，且能適用于對大功率、大電流等電器的控制，并有利于保證用電的安全。
文檔編號G05B19/04GK201063103SQ20072008062
公開日2008年5月21日 申請日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者金安新 申請人:金安新