智能情景电源开关的制作方法
智能情景电源开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电源开关，特别涉及一种墙壁上的智能情景电源开关。
【背景技术】
[0002]开关是控制电路接通或中断的产品，种类十分繁多，应用极其普遍。开关控制的电器有灯、风扇、电视机、电子锁、窗帘等等，来实现生活及工作中的各种功能。常见的有机械拨动式、按键式、红外感应、声音感应等各种方式的电路开关。大多数是近距离控制操作的，或需要靠人动手、物理接触后实现“接通”或“中断”。从外表形态上，日常生活中常见的墙壁开关基本是纯功能用品，不具备有给生活添加情趣的特征和功能。
[0003]随着电子及网络技术的发展，智能化的趋势日益明朗化。随着生活水平的提高，人们对产品的要求及追求已经不再停留在功能、美观的层面，而是要求智能，人性化，情感等特性的高度。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是要提供一种具有人性化、智能化、趣味化的智能情景电源开关。
[0005]为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种智能情景电源开关，该电源开关的控制方式为触摸控制、或为RF遥控控制、或为手机网络控制，电源开关的主控芯片MCU接收触摸信号、或RF遥控信号、或手机信号，主控芯片MCU经处理后输出电源开关的开合控制信号，检测并显示各种环境数据和电源开关的状态信息。
[0006]所述电源开关包括前面板、前壳和后盖，后盖中设有信息处理电路板，信息处理电路板上有主控芯片MCU、2.4G电路板、OLED显示模块和多个金属触摸片，或放置有RF遥控接收集成电路板，前面板与前壳无缝结合，并卡扣在后盖上构成电源开关。
[0007]上述金属触摸片为电容式金属触摸片。
[0008]所述主控芯片MCU的输入端连接触摸片、RF遥控接收集成电路板、手机信号管理模块、温湿度传感器、负载模块和录音模块，主控芯片MCU的输出端连接开合控制电路、OLED显示模块、LED灯显示模块和声音输出模块。
[0009]所述RF遥控接收集成电路板采用433MHz/315MHz频率，RF遥控接收集成电路板接收遥控器发出的指令，通过主控芯片MCU的处理后输出至开合控制电路，控制继电器的开或合，从而控制电源开关的关或开。
[0010]所述RF遥控器上的两个按键控制一条电路，一按键为开，一按键为关，遥控器的编码芯片采用18针的任意两个组合，随机采用达到百万分之3.8级别的唯一性。
[0011]所述开合控制电路是指三极管导通电路，主控芯片MCU通过I/O 口控制三极管的导通与关闭控制继电器的合或断，继电器合则灯亮。
[0012]所述2.4G电路板是具有信号接收和发射双向功能的集成电路模块，建立2.4G信号与WiFi信号直接沟通的方式，手机APP直接显示某个电路的接通或断开，每条电路有唯一的识别号。
[0013]所述每条电路有唯一的识别号，是指识别号采用每个IP地址的一个字节00-FF，总共255个地址，手机的WiFi信号与2.4G的信号之间的点对点采用了用32位芯片二进制做随机数据匹配。
[0014]所述OLED显示模块为发光字体的显示器，温度、湿度环境传感器感应到的环境参数通过主控芯片MCU处理后显示于OLED显示模块上。
[0015]所述前面板为透明面板，能在前面板上印刷各种美术图案，用户可随意更换，使之具有情景化。
[0016]电源开关设有LED断电应急灯，LED断电应急灯与电路中的一个大的存储电容连接，或与备用电池连接，确保外部突然断电的时候，或电路跳闸的时候，LED断电应急灯会自动亮起，并持续3?5分钟，实现了断电不断亮光的功能，起到了帮用户点亮手电筒，或蜡烛的人性化功能。
[0017]录音模块输入自设的内容，通过主控芯片MCU处理后通过声音输出模块播放，增添了录音及播放功能，具备人机声音互动的必备特征，实现了提醒功能。
[0018]电源开关设有的LED灯显示模块为单灯显示模式，电路断开时LED灯亮。LED灯显示模块或为双灯显示模式，电路接通或断开时LED灯会显示不同的颜色。
[0019]本发明的优越功效在于:
O本发明具有人性化的特性，可以与现有的机械墙壁开关互换，产品易更新；使用者无需抬手、用手脚就能控制开关，管理相应的灯、窗帘等各种电器，特别适用于行走不便，或不想挪动身体的人群；
2)本发明具有趣味化的特性，本发明的电源开关能自动显示或告知用户当时当地的时间、温度、湿度及空气质量等环境参数的温馨提醒功能；
3)本发明具有情感化的特性，用户可以按自己的心情，轻松更换开关的前面板，能给环境增添许多情趣；
4)本发明实现了断电不断亮光的情形，在电路跳闸、或碰到突然停电的时候避免一片漆黑的现象，提供足够的亮光进行紧急处理；
5)本发明增添了录音及播放功能，具备人机声音互动的必备特征，给使用者惊喜或定时提醒的生活乐趣。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明的电路原理框图；
图2为本发明信息处理电路板的示意图；
图3为本发明开合控制电路图；
图4为本发明触摸控制及RF遥控器控制开关的逻辑示意图；
图5为本发明手机控制开关及网络连接的逻辑示意图；
图6为本发明前面板与前壳结合的示意图；
图7为本发明电源开关的后视图； 图8为本发明触摸控制及RF遥控器控制开关的电路原理图；
图9为本发明手机信号及网络连接的电路原理图；
如图10为本发明手机信号管理模块的电路原理图；
图中标号说明
I一OLED显不模块；2 —2.4G彳目号天线；
3一 2.4G 电路板；4一LED 灯；
5— LED断电应急灯；6—温湿度传感器；
7—录音模块；8— SPK小喇叭；
9一主控芯片MCU ；10—金属触摸片；
11一前壳；12—前面板；
13—后盖。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0022]下面结合附图详细说明本发明的实施例。
[0023]图1示出了本发明的电路示意图。如图1所示，本发明提供了一种智能情景电源开关，该电源开关的控制方式为触摸控制、或为RF遥控控制、或为手机网络控制，电源开关的主控芯片MCU9接收触摸信号、或RF遥控信号、或手机信号，主控芯片MCU9经处理后输出电源开关的开合控制信号，并显示各种环境数据和电源开关的状态信息。上述主控芯片MCU9的型号为STM8S105CXT6C的单片机。
[0024]所述电源开关包括前面板、前壳和后盖，后盖直接固定在墙体内的接线盒中，后盖中设有信息处理电路板。如图2所示，信息处理电路板上有主控芯片MCU9、2.4G电路板3、OLED显示模块I和多个电容式金属触摸片10，电容式金属触摸片10为是直径为13_的金属触摸片，确保了触摸的灵敏度。三路触摸开关对应三个双色LED灯4，本发明使用了把串行信号转为并行信号的驱动芯片74HC595作为LED灯4的驱动。
[0025]信息处理电路板中放置有RF遥控接收集成电路板。如图6所示，前面板12与前壳11无缝结合，前面板12与前壳11通过双面胶永久固定在一起，或前面板12与前壳11合并为一个部件，然后 卡扣在后盖13上构成电源开关，如图7所示。
[0026]所述主控芯片MCU9的输入端连接电容式金属触摸片10、RF遥控接收集成电路板、手机信号管理模块、温湿度传感器6、负载模块和录音模块7，主控芯片MCU9的输出端连接开合控制电路、OLED显示模块1、LED灯4和SPK小喇叭8。本发明采用了高精度的温湿度一体模块SHTlO来获得环境的温湿度及其他相关的环境参数，并通过主控芯片MCU9处理后由OLED显示模块I进行显示。
[0027]所述RF遥控接收集成电路板采用433MHz/315MHz频率，RF遥控接收集成电路板接收遥控器发出的指令，通过主控芯片MCU9的处理后输出至开合控制电路，控制继电器的开或合，从而控制电源开关的开或关。
[0028]所述RF遥控器上的两个按键控制一条电路，一按键为开，一按键为关，遥控器的编码芯片采用18针的任意两个组合，随机采用达到百万分之3.8级别的唯一性。
[0029]如图3所示，所述开合控制电路是指三极管导通电路，主控芯片MCU9通过I/O 口控制三极管Q2的导通与关闭控制继电器Kl的合或断，继电器Kl合则电路导通，此时灯亮。
[0030]所述2.4G电路板3是具有信号接收和发射双向功能的集成电路模块，2.4G电路板3通过焊盘固定的方式固定在信息处理电路板上。所述2.4G电路板3具有2.4G信号天线2,2.4G信号天线2通过跳线可以延伸几倍的长度从而大大提高信号顺畅沟通。建立2.4G信号与WiFi信号直接沟通的方式，手机APP直接显示某个电路的接通或断开，每条电路有唯一的识别号。
[0031]所述每条电路有唯一的识别号，是指识别号采用每个IP地址的一个字节00-FF，总共255个地址，手机的WiFi信号与2.4G的信号之间的点对点采用了用32位芯片二进制做随机数据匹配。
[0032]所述OLED显示模块I为发光字体的显示器，温湿度感器6感应到的环境参数通过主控芯片MCU9处理后显示于OLED显示模块I上。OLED显示模块I用以显示日期、时间及各种传感器检测到的数据，以及从智能手机发过来的信息或图案。日期和时间的手动调整，及显示方式的调整可以用前面板上的按键组来实现。本发明采用了 0.96寸OLED作为显示单元，支持并行、SP1、IIC多种方式控制，这里采用了 SPI方式控制。OLED显示模块I集成了产生OLED驱动电压7.4V-9V。
[0033]如图6所示，所述前面板为透明面板，能在前面板上印刷各种美术图案，使之具有情景化。前面板的材料可以是玻璃，或是塑料，如亚克力。各种前面板具有一致的特征:1)与三个指示灯相对应的透明区；2)与OLED显示模块相对应的透明区；3)与按键组相对应的按键标识。
[0034]电源开关设有LED断电应急灯5，LED断电应急灯5与电路中的一个大的存储电容连接，或与备用电池连接，确保外部突然断电的时候，或电路跳闸的时候，LED断电应急灯会自动亮起，并持续3?5分钟，实现了断电不断亮光的功能，起到了帮用户点亮手电筒，或蜡烛的人性化功能。
[0035]录音模块7输入自设的内容，通过主控芯片MCU9处理后通过SPK小喇叭8播放，增添了录音及播放功能，具备人机声音互动的必备特征。如提醒，或用中、英文相互沟通，或调节气氛的声音。实现了智能化、情感化的功能。
[0036]电源开关设有的LED灯4为单灯显示模式，如蓝色，并设置为灯暗的时候，也就是电路断开的时候，LED指示灯亮，这样用户就能在黑暗中看到触摸点。LED灯显示模块或为双灯显示模式，电路接通或断开时LED灯显示不同的颜色。本发明使用了红蓝双色LED灯作为控制输出状态指示，蓝色指示灯对应回路灯被点亮，红色指示灯对应回路灯熄灭。LED显示具有如下的特征:1)匹配前的LED灯慢闪；2)匹配过程是的LED灯快闪；3)匹配后的LED灯常亮。
[0037]如图4所示，所述的智能情景电源开关的RF遥控器的逻辑关系处理。每一电路(以PADl为例)对应到RF遥控器上的按键(lon)、(loff)。按下RF遥控器上的(1n)按键后，发出的永远都是接通电路(LI)的信号。本发明电源开关上的433MHz或315MHzRF接收模块收到RF遥控器发出的指令后，通过主控芯片MCU的运算后指令继电器接通。若继电器已经处在接通状态，则没有动作。若继电器处在断开状态，则马上接通电路，也就是说用户按(1n)按键就是接通(LI)路电路。相同的逻辑处理用于(1ff)按键，就是用户按(1fT)按键就是断开(LI)路电路。所以用户在看不到用电器工作状态也知道，按(1n)就是接通，按(1ff)就是断开。以此类推其余的PAD2路、PAD3路，PAD2路对应L2与遥控器的(2on)、(2off)的逻辑关系，PAD3路对应L3电路与RF遥控器的(3on)、(3off)的逻辑关系。这个逻辑处理解决了用户在不知道或看不见电器是开，还是关的情况下要做打开，或关闭的操作。主控芯片MCU设置了遥控器的学习功能，并给每个电路配置唯一的随机生产的代码，从而确保一一对应，不会信号重叠。代码的总数是2的16次方，也可以更大的数据，也就是唯一性，可以到百万分之15，或更小，避免信号的穿档。
[0038]如图8本发明触摸控制及RF遥控器控制开关的电路原理图所示，输入信号为触摸键PAD，或是RF遥控信号。主控芯片MCU接收到信号后，通过处理输出去控制继电器的合或开，达到电路的通或断。
[0039]如图5所示，本发明智能情景电源开关的手机沟通的逻辑关系处理。电源开关上有发送及接收的双向沟通能力的2.4G电路板3。无线信号通过手机信号管理模块转化为与手机直接沟通的协议信号，如WiFi信号，再通过手机APP显示给用户。手机信号管理模块有电源接口，并用过网络接口连接到路由器，实现与网络相连。手机信号管理模块有多个操作按键，分别为OK键用于确认信息，上翻，下翻键用于滚动菜单，X键用于删除。手机信号管理模块采用IP地址节点(O到255)分配的算法，给每一路电路赋予唯一的IP节点地址。每一条电路的名称在手机APP屏幕显示端做修改名字。手机信号管理模块具有添加，删除某个手机的功能，及命名参与管理的手机的名称的功能。解决了每个手机都能管理的混乱问题技术，也解决了手机丢失后能及时消除其管理功能。手机信号管理模块的功能操作用按键组及手机端APP实现。一个手机信号管理模块可以管理多到256条电路的。这样就实现了有效的成本控制。手机信号管理模块与路由器结合使用，并沿用相同的密码设计。手机的WiFi信号与2.4G的信号之间的点对点采用了用32位2进制做随机数据匹配的技术。保证了用户的唯一性和安全性。电源开关用2.4G的无线信号通过手机信号管理模块，建立与以太网(Ethernet)的互通，再用WiFi协议与智能手机建立沟通。
[0040]如图9所示，从手机信号管理模块过来的2.4G信号通过主控芯片MCU处理后，输出给继电器，或0LED。同时，主控芯片MCU把继电器开合的状态信息、环境信息通过2.4G传给智能手机，从而实现双向沟通。
[0041]如图10本发明手机信号管理模块的电路原理图所示，手机信号管理模块MCU2用来处理2.4G信号与以太网络信号之间的想到沟通，并管理参与控制开关的手机，实现安全、唯一、便利。上述手机信号管理模块MCU2的型号为STM8S105CXT6C的单片机。
[0042]本发明的开关可以是I路，或者是多路的。电源开关所控制的电路可以是交流电路(I1VAC?240VAC)，也可以直流电路(4VDC?36VDC)。一般的电负荷载体为灯、风扇、电视机、电子锁、马达等常用电器，其功率的大小要小于开关设计的负载参数。按照应用的需要，本发明智能情景电源开关可以是I路控制开关，也可以是多路控制开 关。具体应用中I路，2路，3路，8路控制最为普遍。外部尺寸可以是86X86mm的正方形，或是70X120mm长方形，或其他的尺寸及形状。
[0043]本发明用户使用触摸开关功能的步骤为:
第I步:接好外接电线；
第2步:用扁平螺丝，或类似的工具，插入前面板开起缝隙，轻轻转动，打开前面板， 第3步:把开关用螺丝固定到墙体接线盒上，安装过程中不要松开已锁紧的部件和螺丝;
第4步:上电，用OLED按键，调整日期，时间为当时当地的正确显示日；
第5步:扣上前面板，听到咔嗒一声的扣到位的提醒后。开关安装即完成。
[0044]本发明用户使用更换情景面板的步骤为:
1.用扁平螺丝或类似的工具，插入前面板向下方向的开起缝隙，轻轻转动，打开前面板；
2.拿起新面板，先把上面的2个扣位扣上，轻压向下面的卡扣，听到咔嚓的声音，
就安装完毕。
[0045]本发明用户使用RF遥控的步骤为:
在使用RF遥控器操作的实际使用时候，上述5步安装完成触摸开关后，需要做RF遥控器的按键与每条电路做逻辑匹配，匹配的步骤如下:
1.确认开关的LED为呼吸灯式的慢闪状态，说明没有做任何匹配；
2.用手指按住开关上某一路(比如PAD1)路的触摸圈3秒直到LED快闪，手松开；
3.按下RF遥控器的某一按键，比如lofT，对应的蓝LED变成常亮。内置软件自动对应电路PADl的按键为1n。这样PADl电路与1n和1ff的对应就完成。按1n蓝LED变暗，按1ff蓝LED变亮。说明RF遥控功能操作正常，然后在小卡片上写明按键号及其对应的灯的名称，就完成操作；
4.重复上述#1，把其他电路(比如PAD2，PAD3)与RF遥控器按键的对应按键(2on，2off ) , (3on,3off)做对应后就完成。
[0046]消除RF遥控器与电路对应设置的步骤如下:
1.确定要消除RF遥控器设置的那条电路，一直按住触摸圈6秒到LED变暗。松开后，LED回到慢闪，就清除了遥控设置；按相应的遥控按钮，开关没有反应，就确定清除。
[0047]本发明用户使用手机管理的步骤为:
在手机管理的实际使用时候，开关的5步安装完成触摸开关后，再做逻辑匹配的步骤如下:
1.在手机端安装的APP，点击相应APP就能出现页面；
2.打开当地的路由器，并联通一条网线到手机信号管理模块上，手机信号管理模块添加需管理的电路手机。修改并确认手机屏幕会出现的IP地址，与端口与手机信号管理模块的一致.修改手机的名字发送给手机信号管理模块，按手机信号管理模块上的确认键(0K键)，这样手机信号管理模块就与手机对接成功；
3.确认开关的LED为呼吸灯式的慢闪状态，说明没有做任何匹配；
4.手机信号管理模块的状态设置到开关学习。把需要与手机信号管理模块的开关的匹配按键(SI)按3秒钟。这个开关就自动收录本开关；
5.按住开关某一路的触摸片3秒到LED灯快闪，移开手指，手机屏幕会跳出这路开关的名字输入。用户可以修改，并按APP里的确认键后。LED灯变为常亮。配对完成。再点击APP界面的开-关，确认灯的反应与手机APP的开-关按键一致。安装完成；
6.重复#3步，把其他的每一路都匹配学习。
[0048]消除开关设置的步骤如下: 1.在WiFi管理器上，把菜单移到开关终端管理，找到那个电路的名字后，按手机信号管理模块上的删除按键，就消除了这个电路的管理。
[0049]消除手机的设置步骤如下:
2.在WiFi管理器上，把菜单移到手机终端管理，找到那个手机的名字后，按手机信号管理模块上的删除按键，就消除了这个手机的管理权。
[0050]以上所述仅为本发明的优先实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能情景电源开关，其特征在于:该电源开关的控制方式为触摸控制、或为RF遥控控制、或为手机网络控制，电源开关的主控芯片MCU接收触摸信号、或RF遥控信号、或手机信号，主控芯片MCU经处理后输出电源开关的开合控制信号，检测并显示各种环境数据和电源开关的状态信息。2.根据权利要求1所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述电源开关包括前面板、前壳和后盖，后盖中设有信息处理电路板，信息处理电路板上有主控芯片MCU、2.4G电路板、OLED显示模块和多个金属触摸片，或放置有RF遥控接收集成电路板，前面板与前壳无缝结合，并卡扣在后盖上构成电源开关。3.根据权利要求1或2所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述主控芯片MCU的输入端连接触摸片、RF遥控接收集成电路板、手机信号管理模块、温湿度传感器、负载模块和录音模块，主控芯片MCU的输出端连接开合控制电路、OLED显示模块、LED灯显示模块和声音输出模块。4.根据权利要求3所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述RF遥控接收集成电路板采用433MHz/315MHz频率，RF遥控接收集成电路板接收遥控器发出的指令，通过主控芯片MCU的处理后输出至开合控制电路，控制继电器的开或合，从而控制电源开关的关或开。5.根据权利要求4所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述遥控器上的两个按键控制一条电路，一按键为开，一按键为关，遥控器的编码芯片采用18针的任意两个组合，随机采用达到百万分之3.8级别的唯一性。6.根据权利要求3所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述开合控制电路是指三极管导通电路，主控芯片MCU通过I/O 口控制三极管的导通与关闭控制继电器的合或断，继电器合则灯亮。7.根据权利要求1所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述2.4G电路板是具有信号接收和发射双向功能的集成电路模块，建立2.4G信号与WiFi信号直接沟通的方式，手机APP直接显示某个电路的接通或断开，每条电路有唯一的识别号。8.根据权利要求6所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述每条电路有唯一的识别号，是指识别号采用每个IP地址的一个字节00-FF，总共255个地址，手机的WiFi信号与2.4G的信号之间的点对点采用了用32位芯片二进制做随机数据匹配。9.根据权利要求2所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述OLED显示模块为发光字体的显示器，温度、湿度环境传感器感应到的环境参数通过主控芯片MCU处理后显示于OLED显示模块上。10.根据权利要求2所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述前面板为透明面板，电源开关设有LED断电应急灯，录音模块输入自设的内容，通过主控芯片MCU处理后通过声音输出模块播放，电源开关设有的LED灯显示模块为单灯显示模式，电路断开时LED灯亮，或为双灯显示模式，电路接通或断开时LED灯显示不同的颜色。
【专利摘要】本发明公开一种智能情景电源开关，该电源开关的控制方式为触摸控制、或为RF遥控控制、或为手机网络控制，电源开关的主控芯片MCU接收触摸信号、或RF遥控信号、或手机信号，主控芯片MCU经处理后输出电源开关的开合控制信号，并显示各种环境数据和电源开关的状态信息。本发明的优点是人性化、智能化、趣味化。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN104898519
【申请号】CN201510265629
【发明人】施振登
【申请人】上海地根实业发展有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月23日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电源开关，特别涉及一种墙壁上的智能情景电源开关。
【背景技术】
[0002]开关是控制电路接通或中断的产品，种类十分繁多，应用极其普遍。开关控制的电器有灯、风扇、电视机、电子锁、窗帘等等，来实现生活及工作中的各种功能。常见的有机械拨动式、按键式、红外感应、声音感应等各种方式的电路开关。大多数是近距离控制操作的，或需要靠人动手、物理接触后实现“接通”或“中断”。从外表形态上，日常生活中常见的墙壁开关基本是纯功能用品，不具备有给生活添加情趣的特征和功能。
[0003]随着电子及网络技术的发展，智能化的趋势日益明朗化。随着生活水平的提高，人们对产品的要求及追求已经不再停留在功能、美观的层面，而是要求智能，人性化，情感等特性的高度。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是要提供一种具有人性化、智能化、趣味化的智能情景电源开关。
[0005]为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种智能情景电源开关，该电源开关的控制方式为触摸控制、或为RF遥控控制、或为手机网络控制，电源开关的主控芯片MCU接收触摸信号、或RF遥控信号、或手机信号，主控芯片MCU经处理后输出电源开关的开合控制信号，检测并显示各种环境数据和电源开关的状态信息。
[0006]所述电源开关包括前面板、前壳和后盖，后盖中设有信息处理电路板，信息处理电路板上有主控芯片MCU、2.4G电路板、OLED显示模块和多个金属触摸片，或放置有RF遥控接收集成电路板，前面板与前壳无缝结合，并卡扣在后盖上构成电源开关。
[0007]上述金属触摸片为电容式金属触摸片。
[0008]所述主控芯片MCU的输入端连接触摸片、RF遥控接收集成电路板、手机信号管理模块、温湿度传感器、负载模块和录音模块，主控芯片MCU的输出端连接开合控制电路、OLED显示模块、LED灯显示模块和声音输出模块。
[0009]所述RF遥控接收集成电路板采用433MHz/315MHz频率，RF遥控接收集成电路板接收遥控器发出的指令，通过主控芯片MCU的处理后输出至开合控制电路，控制继电器的开或合，从而控制电源开关的关或开。
[0010]所述RF遥控器上的两个按键控制一条电路，一按键为开，一按键为关，遥控器的编码芯片采用18针的任意两个组合，随机采用达到百万分之3.8级别的唯一性。
[0011]所述开合控制电路是指三极管导通电路，主控芯片MCU通过I/O 口控制三极管的导通与关闭控制继电器的合或断，继电器合则灯亮。
[0012]所述2.4G电路板是具有信号接收和发射双向功能的集成电路模块，建立2.4G信号与WiFi信号直接沟通的方式，手机APP直接显示某个电路的接通或断开，每条电路有唯一的识别号。
[0013]所述每条电路有唯一的识别号，是指识别号采用每个IP地址的一个字节00-FF，总共255个地址，手机的WiFi信号与2.4G的信号之间的点对点采用了用32位芯片二进制做随机数据匹配。
[0014]所述OLED显示模块为发光字体的显示器，温度、湿度环境传感器感应到的环境参数通过主控芯片MCU处理后显示于OLED显示模块上。
[0015]所述前面板为透明面板，能在前面板上印刷各种美术图案，用户可随意更换，使之具有情景化。
[0016]电源开关设有LED断电应急灯，LED断电应急灯与电路中的一个大的存储电容连接，或与备用电池连接，确保外部突然断电的时候，或电路跳闸的时候，LED断电应急灯会自动亮起，并持续3?5分钟，实现了断电不断亮光的功能，起到了帮用户点亮手电筒，或蜡烛的人性化功能。
[0017]录音模块输入自设的内容，通过主控芯片MCU处理后通过声音输出模块播放，增添了录音及播放功能，具备人机声音互动的必备特征，实现了提醒功能。
[0018]电源开关设有的LED灯显示模块为单灯显示模式，电路断开时LED灯亮。LED灯显示模块或为双灯显示模式，电路接通或断开时LED灯会显示不同的颜色。
[0019]本发明的优越功效在于:
O本发明具有人性化的特性，可以与现有的机械墙壁开关互换，产品易更新；使用者无需抬手、用手脚就能控制开关，管理相应的灯、窗帘等各种电器，特别适用于行走不便，或不想挪动身体的人群；
2)本发明具有趣味化的特性，本发明的电源开关能自动显示或告知用户当时当地的时间、温度、湿度及空气质量等环境参数的温馨提醒功能；
3)本发明具有情感化的特性，用户可以按自己的心情，轻松更换开关的前面板，能给环境增添许多情趣；
4)本发明实现了断电不断亮光的情形，在电路跳闸、或碰到突然停电的时候避免一片漆黑的现象，提供足够的亮光进行紧急处理；
5)本发明增添了录音及播放功能，具备人机声音互动的必备特征，给使用者惊喜或定时提醒的生活乐趣。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明的电路原理框图；
图2为本发明信息处理电路板的示意图；
图3为本发明开合控制电路图；
图4为本发明触摸控制及RF遥控器控制开关的逻辑示意图；
图5为本发明手机控制开关及网络连接的逻辑示意图；
图6为本发明前面板与前壳结合的示意图；
图7为本发明电源开关的后视图； 图8为本发明触摸控制及RF遥控器控制开关的电路原理图；
图9为本发明手机信号及网络连接的电路原理图；
如图10为本发明手机信号管理模块的电路原理图；
图中标号说明
I一OLED显不模块；2 —2.4G彳目号天线；
3一 2.4G 电路板；4一LED 灯；
5— LED断电应急灯；6—温湿度传感器；
7—录音模块；8— SPK小喇叭；
9一主控芯片MCU ；10—金属触摸片；
11一前壳；12—前面板；
13—后盖。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0022]下面结合附图详细说明本发明的实施例。
[0023]图1示出了本发明的电路示意图。如图1所示，本发明提供了一种智能情景电源开关，该电源开关的控制方式为触摸控制、或为RF遥控控制、或为手机网络控制，电源开关的主控芯片MCU9接收触摸信号、或RF遥控信号、或手机信号，主控芯片MCU9经处理后输出电源开关的开合控制信号，并显示各种环境数据和电源开关的状态信息。上述主控芯片MCU9的型号为STM8S105CXT6C的单片机。
[0024]所述电源开关包括前面板、前壳和后盖，后盖直接固定在墙体内的接线盒中，后盖中设有信息处理电路板。如图2所示，信息处理电路板上有主控芯片MCU9、2.4G电路板3、OLED显示模块I和多个电容式金属触摸片10，电容式金属触摸片10为是直径为13_的金属触摸片，确保了触摸的灵敏度。三路触摸开关对应三个双色LED灯4，本发明使用了把串行信号转为并行信号的驱动芯片74HC595作为LED灯4的驱动。
[0025]信息处理电路板中放置有RF遥控接收集成电路板。如图6所示，前面板12与前壳11无缝结合，前面板12与前壳11通过双面胶永久固定在一起，或前面板12与前壳11合并为一个部件，然后 卡扣在后盖13上构成电源开关，如图7所示。
[0026]所述主控芯片MCU9的输入端连接电容式金属触摸片10、RF遥控接收集成电路板、手机信号管理模块、温湿度传感器6、负载模块和录音模块7，主控芯片MCU9的输出端连接开合控制电路、OLED显示模块1、LED灯4和SPK小喇叭8。本发明采用了高精度的温湿度一体模块SHTlO来获得环境的温湿度及其他相关的环境参数，并通过主控芯片MCU9处理后由OLED显示模块I进行显示。
[0027]所述RF遥控接收集成电路板采用433MHz/315MHz频率，RF遥控接收集成电路板接收遥控器发出的指令，通过主控芯片MCU9的处理后输出至开合控制电路，控制继电器的开或合，从而控制电源开关的开或关。
[0028]所述RF遥控器上的两个按键控制一条电路，一按键为开，一按键为关，遥控器的编码芯片采用18针的任意两个组合，随机采用达到百万分之3.8级别的唯一性。
[0029]如图3所示，所述开合控制电路是指三极管导通电路，主控芯片MCU9通过I/O 口控制三极管Q2的导通与关闭控制继电器Kl的合或断，继电器Kl合则电路导通，此时灯亮。
[0030]所述2.4G电路板3是具有信号接收和发射双向功能的集成电路模块，2.4G电路板3通过焊盘固定的方式固定在信息处理电路板上。所述2.4G电路板3具有2.4G信号天线2,2.4G信号天线2通过跳线可以延伸几倍的长度从而大大提高信号顺畅沟通。建立2.4G信号与WiFi信号直接沟通的方式，手机APP直接显示某个电路的接通或断开，每条电路有唯一的识别号。
[0031]所述每条电路有唯一的识别号，是指识别号采用每个IP地址的一个字节00-FF，总共255个地址，手机的WiFi信号与2.4G的信号之间的点对点采用了用32位芯片二进制做随机数据匹配。
[0032]所述OLED显示模块I为发光字体的显示器，温湿度感器6感应到的环境参数通过主控芯片MCU9处理后显示于OLED显示模块I上。OLED显示模块I用以显示日期、时间及各种传感器检测到的数据，以及从智能手机发过来的信息或图案。日期和时间的手动调整，及显示方式的调整可以用前面板上的按键组来实现。本发明采用了 0.96寸OLED作为显示单元，支持并行、SP1、IIC多种方式控制，这里采用了 SPI方式控制。OLED显示模块I集成了产生OLED驱动电压7.4V-9V。
[0033]如图6所示，所述前面板为透明面板，能在前面板上印刷各种美术图案，使之具有情景化。前面板的材料可以是玻璃，或是塑料，如亚克力。各种前面板具有一致的特征:1)与三个指示灯相对应的透明区；2)与OLED显示模块相对应的透明区；3)与按键组相对应的按键标识。
[0034]电源开关设有LED断电应急灯5，LED断电应急灯5与电路中的一个大的存储电容连接，或与备用电池连接，确保外部突然断电的时候，或电路跳闸的时候，LED断电应急灯会自动亮起，并持续3?5分钟，实现了断电不断亮光的功能，起到了帮用户点亮手电筒，或蜡烛的人性化功能。
[0035]录音模块7输入自设的内容，通过主控芯片MCU9处理后通过SPK小喇叭8播放，增添了录音及播放功能，具备人机声音互动的必备特征。如提醒，或用中、英文相互沟通，或调节气氛的声音。实现了智能化、情感化的功能。
[0036]电源开关设有的LED灯4为单灯显示模式，如蓝色，并设置为灯暗的时候，也就是电路断开的时候，LED指示灯亮，这样用户就能在黑暗中看到触摸点。LED灯显示模块或为双灯显示模式，电路接通或断开时LED灯显示不同的颜色。本发明使用了红蓝双色LED灯作为控制输出状态指示，蓝色指示灯对应回路灯被点亮，红色指示灯对应回路灯熄灭。LED显示具有如下的特征:1)匹配前的LED灯慢闪；2)匹配过程是的LED灯快闪；3)匹配后的LED灯常亮。
[0037]如图4所示，所述的智能情景电源开关的RF遥控器的逻辑关系处理。每一电路(以PADl为例)对应到RF遥控器上的按键(lon)、(loff)。按下RF遥控器上的(1n)按键后，发出的永远都是接通电路(LI)的信号。本发明电源开关上的433MHz或315MHzRF接收模块收到RF遥控器发出的指令后，通过主控芯片MCU的运算后指令继电器接通。若继电器已经处在接通状态，则没有动作。若继电器处在断开状态，则马上接通电路，也就是说用户按(1n)按键就是接通(LI)路电路。相同的逻辑处理用于(1ff)按键，就是用户按(1fT)按键就是断开(LI)路电路。所以用户在看不到用电器工作状态也知道，按(1n)就是接通，按(1ff)就是断开。以此类推其余的PAD2路、PAD3路，PAD2路对应L2与遥控器的(2on)、(2off)的逻辑关系，PAD3路对应L3电路与RF遥控器的(3on)、(3off)的逻辑关系。这个逻辑处理解决了用户在不知道或看不见电器是开，还是关的情况下要做打开，或关闭的操作。主控芯片MCU设置了遥控器的学习功能，并给每个电路配置唯一的随机生产的代码，从而确保一一对应，不会信号重叠。代码的总数是2的16次方，也可以更大的数据，也就是唯一性，可以到百万分之15，或更小，避免信号的穿档。
[0038]如图8本发明触摸控制及RF遥控器控制开关的电路原理图所示，输入信号为触摸键PAD，或是RF遥控信号。主控芯片MCU接收到信号后，通过处理输出去控制继电器的合或开，达到电路的通或断。
[0039]如图5所示，本发明智能情景电源开关的手机沟通的逻辑关系处理。电源开关上有发送及接收的双向沟通能力的2.4G电路板3。无线信号通过手机信号管理模块转化为与手机直接沟通的协议信号，如WiFi信号，再通过手机APP显示给用户。手机信号管理模块有电源接口，并用过网络接口连接到路由器，实现与网络相连。手机信号管理模块有多个操作按键，分别为OK键用于确认信息，上翻，下翻键用于滚动菜单，X键用于删除。手机信号管理模块采用IP地址节点(O到255)分配的算法，给每一路电路赋予唯一的IP节点地址。每一条电路的名称在手机APP屏幕显示端做修改名字。手机信号管理模块具有添加，删除某个手机的功能，及命名参与管理的手机的名称的功能。解决了每个手机都能管理的混乱问题技术，也解决了手机丢失后能及时消除其管理功能。手机信号管理模块的功能操作用按键组及手机端APP实现。一个手机信号管理模块可以管理多到256条电路的。这样就实现了有效的成本控制。手机信号管理模块与路由器结合使用，并沿用相同的密码设计。手机的WiFi信号与2.4G的信号之间的点对点采用了用32位2进制做随机数据匹配的技术。保证了用户的唯一性和安全性。电源开关用2.4G的无线信号通过手机信号管理模块，建立与以太网(Ethernet)的互通，再用WiFi协议与智能手机建立沟通。
[0040]如图9所示，从手机信号管理模块过来的2.4G信号通过主控芯片MCU处理后，输出给继电器，或0LED。同时，主控芯片MCU把继电器开合的状态信息、环境信息通过2.4G传给智能手机，从而实现双向沟通。
[0041]如图10本发明手机信号管理模块的电路原理图所示，手机信号管理模块MCU2用来处理2.4G信号与以太网络信号之间的想到沟通，并管理参与控制开关的手机，实现安全、唯一、便利。上述手机信号管理模块MCU2的型号为STM8S105CXT6C的单片机。
[0042]本发明的开关可以是I路，或者是多路的。电源开关所控制的电路可以是交流电路(I1VAC?240VAC)，也可以直流电路(4VDC?36VDC)。一般的电负荷载体为灯、风扇、电视机、电子锁、马达等常用电器，其功率的大小要小于开关设计的负载参数。按照应用的需要，本发明智能情景电源开关可以是I路控制开关，也可以是多路控制开 关。具体应用中I路，2路，3路，8路控制最为普遍。外部尺寸可以是86X86mm的正方形，或是70X120mm长方形，或其他的尺寸及形状。
[0043]本发明用户使用触摸开关功能的步骤为:
第I步:接好外接电线；
第2步:用扁平螺丝，或类似的工具，插入前面板开起缝隙，轻轻转动，打开前面板， 第3步:把开关用螺丝固定到墙体接线盒上，安装过程中不要松开已锁紧的部件和螺丝;
第4步:上电，用OLED按键，调整日期，时间为当时当地的正确显示日；
第5步:扣上前面板，听到咔嗒一声的扣到位的提醒后。开关安装即完成。
[0044]本发明用户使用更换情景面板的步骤为:
1.用扁平螺丝或类似的工具，插入前面板向下方向的开起缝隙，轻轻转动，打开前面板；
2.拿起新面板，先把上面的2个扣位扣上，轻压向下面的卡扣，听到咔嚓的声音，
就安装完毕。
[0045]本发明用户使用RF遥控的步骤为:
在使用RF遥控器操作的实际使用时候，上述5步安装完成触摸开关后，需要做RF遥控器的按键与每条电路做逻辑匹配，匹配的步骤如下:
1.确认开关的LED为呼吸灯式的慢闪状态，说明没有做任何匹配；
2.用手指按住开关上某一路(比如PAD1)路的触摸圈3秒直到LED快闪，手松开；
3.按下RF遥控器的某一按键，比如lofT，对应的蓝LED变成常亮。内置软件自动对应电路PADl的按键为1n。这样PADl电路与1n和1ff的对应就完成。按1n蓝LED变暗，按1ff蓝LED变亮。说明RF遥控功能操作正常，然后在小卡片上写明按键号及其对应的灯的名称，就完成操作；
4.重复上述#1，把其他电路(比如PAD2，PAD3)与RF遥控器按键的对应按键(2on，2off ) , (3on,3off)做对应后就完成。
[0046]消除RF遥控器与电路对应设置的步骤如下:
1.确定要消除RF遥控器设置的那条电路，一直按住触摸圈6秒到LED变暗。松开后，LED回到慢闪，就清除了遥控设置；按相应的遥控按钮，开关没有反应，就确定清除。
[0047]本发明用户使用手机管理的步骤为:
在手机管理的实际使用时候，开关的5步安装完成触摸开关后，再做逻辑匹配的步骤如下:
1.在手机端安装的APP，点击相应APP就能出现页面；
2.打开当地的路由器，并联通一条网线到手机信号管理模块上，手机信号管理模块添加需管理的电路手机。修改并确认手机屏幕会出现的IP地址，与端口与手机信号管理模块的一致.修改手机的名字发送给手机信号管理模块，按手机信号管理模块上的确认键(0K键)，这样手机信号管理模块就与手机对接成功；
3.确认开关的LED为呼吸灯式的慢闪状态，说明没有做任何匹配；
4.手机信号管理模块的状态设置到开关学习。把需要与手机信号管理模块的开关的匹配按键(SI)按3秒钟。这个开关就自动收录本开关；
5.按住开关某一路的触摸片3秒到LED灯快闪，移开手指，手机屏幕会跳出这路开关的名字输入。用户可以修改，并按APP里的确认键后。LED灯变为常亮。配对完成。再点击APP界面的开-关，确认灯的反应与手机APP的开-关按键一致。安装完成；
6.重复#3步，把其他的每一路都匹配学习。
[0048]消除开关设置的步骤如下: 1.在WiFi管理器上，把菜单移到开关终端管理，找到那个电路的名字后，按手机信号管理模块上的删除按键，就消除了这个电路的管理。
[0049]消除手机的设置步骤如下:
2.在WiFi管理器上，把菜单移到手机终端管理，找到那个手机的名字后，按手机信号管理模块上的删除按键，就消除了这个手机的管理权。
[0050]以上所述仅为本发明的优先实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能情景电源开关，其特征在于:该电源开关的控制方式为触摸控制、或为RF遥控控制、或为手机网络控制，电源开关的主控芯片MCU接收触摸信号、或RF遥控信号、或手机信号，主控芯片MCU经处理后输出电源开关的开合控制信号，检测并显示各种环境数据和电源开关的状态信息。2.根据权利要求1所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述电源开关包括前面板、前壳和后盖，后盖中设有信息处理电路板，信息处理电路板上有主控芯片MCU、2.4G电路板、OLED显示模块和多个金属触摸片，或放置有RF遥控接收集成电路板，前面板与前壳无缝结合，并卡扣在后盖上构成电源开关。3.根据权利要求1或2所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述主控芯片MCU的输入端连接触摸片、RF遥控接收集成电路板、手机信号管理模块、温湿度传感器、负载模块和录音模块，主控芯片MCU的输出端连接开合控制电路、OLED显示模块、LED灯显示模块和声音输出模块。4.根据权利要求3所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述RF遥控接收集成电路板采用433MHz/315MHz频率，RF遥控接收集成电路板接收遥控器发出的指令，通过主控芯片MCU的处理后输出至开合控制电路，控制继电器的开或合，从而控制电源开关的关或开。5.根据权利要求4所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述遥控器上的两个按键控制一条电路，一按键为开，一按键为关，遥控器的编码芯片采用18针的任意两个组合，随机采用达到百万分之3.8级别的唯一性。6.根据权利要求3所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述开合控制电路是指三极管导通电路，主控芯片MCU通过I/O 口控制三极管的导通与关闭控制继电器的合或断，继电器合则灯亮。7.根据权利要求1所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述2.4G电路板是具有信号接收和发射双向功能的集成电路模块，建立2.4G信号与WiFi信号直接沟通的方式，手机APP直接显示某个电路的接通或断开，每条电路有唯一的识别号。8.根据权利要求6所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述每条电路有唯一的识别号，是指识别号采用每个IP地址的一个字节00-FF，总共255个地址，手机的WiFi信号与2.4G的信号之间的点对点采用了用32位芯片二进制做随机数据匹配。9.根据权利要求2所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述OLED显示模块为发光字体的显示器，温度、湿度环境传感器感应到的环境参数通过主控芯片MCU处理后显示于OLED显示模块上。10.根据权利要求2所述的智能情景电源开关，其特征在于:所述前面板为透明面板，电源开关设有LED断电应急灯，录音模块输入自设的内容，通过主控芯片MCU处理后通过声音输出模块播放，电源开关设有的LED灯显示模块为单灯显示模式，电路断开时LED灯亮，或为双灯显示模式，电路接通或断开时LED灯显示不同的颜色。
【专利摘要】本发明公开一种智能情景电源开关，该电源开关的控制方式为触摸控制、或为RF遥控控制、或为手机网络控制，电源开关的主控芯片MCU接收触摸信号、或RF遥控信号、或手机信号，主控芯片MCU经处理后输出电源开关的开合控制信号，并显示各种环境数据和电源开关的状态信息。本发明的优点是人性化、智能化、趣味化。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN104898519
【申请号】CN201510265629
【发明人】施振登
【申请人】上海地根实业发展有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月23日
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