CN109683514B - 利用短时间断电来实现设备控制的装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能开关控制技术领域，尤其是一种利用短时间断电来实现设备控制的装置及其使用方法。其主回路电源通过线路与控制开关模块进行连接，控制开关模块通过线路与电压采用模块以及DC5V稳压电源模块连接，电压采用模块以及DC5V稳压电源模块连接和MCU进行连接，MUC上还连接有通信模块和继电器控制模块，控制开关模块通过线缆连接有继电器。这种利用短时间断电来实现设备控制的装置及其使用方法具有以下优势：使传统控制场景升级至智能化控制场景的过程简单化，快速化，傻瓜化；专用控制开关为机械式开关设计，开关内阻小；控制开关体积小，大大降低智能化控制改造的设备及施工成本；应用于照明控制场景时，可适用于市场上所有灯的种类。
Description
技术领域
本发明涉及智能开关控制技术领域，尤其是一种利用短时间断电来实现设备控制的装置及其使用方法。
背景技术
当前市场上所用的智能开关均为零火开关或者单火开关；
现有技术的不足：
1）安全性：传统控制方式，当灯损坏不亮需要检修时，无法确定开关是否已切断整个电路（尤其是双联开关），维修时容易造成维修人员触电；智能化控制方式，由于多使用继电器控制，如果触点出现粘连，同样会对维修或者安装人员安全造成威胁；
2）技术可靠性：目前市场上的智能控制方案，相对较稳定的零火开关无法在传统控制线路的基础上使用，而可以在传统控制线路上使用的单火开关的稳定性不佳，实际使用过程中经常出现失电或者过热烧毁的现象。
3）改造便利性：现有智能化方案在改造过程中的实施也很麻烦，无法实现傻瓜式操作；
4）环境光污染：当前智能开关上均带有灯光指示，大多数开关上所用的指示灯光为普通小灯管，在夜晚时会造成光污染并影响用户的睡眠，尤其是将这种智能开关安装在床头时，更有可能造成用户失眠；
5）安装：传统智能开关由于里面包含了控制电路，所以体积较大，安装进普通86型底盒时，空间过于狭窄，也不利用开关散热（尤其是使用可控硅技术的单火开关）。
6）挑设备：当运用于灯控场景时，传统智能开关是无法适用于所有灯的。
发明内容
为了克服现有的智能开关存在的不足，本发明提供了一种利用短时间断电来实现设备控制的装置及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用短时间断电来实现设备控制的装置，主回路电源通过线路与控制开关模块进行连接，控制开关模块通过线路与电压采用模块以及DC5V稳压电源模块连接，电压采用模块以及DC5V稳压电源模块连接和MCU进行连接，MUC上还连接有通信模块和继电器控制模块，控制开关模块通过线缆连接有继电器。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，继电器控制模块与连接在MCU上的继电器辅助触电模块连接。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，DC5V稳压电源模块中包含有充电电池。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，控制开关模块中包含有滑块式机械开关和自复位机械开关。
一种利用短时间断电来实现设备控制的装置的使用方法：
开灯模式，灯未亮且主回路电压正常时，按下控制开关模块上的自复位机械开关，主回路断开，智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接收到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当自复位机械开关复位后，主回路电压恢复，此时智能控制模块继续由主回路电压供电，并保持当前工作状态， 同时灯亮；
关灯模式，灯亮且主回路电压正常时，按下控制开关模块上的自复位机械开关，主回路断开，灯灭；智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接收到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈失电，继电器常开触点分断，当复位机械开关复位后，主回路电压恢复，此时智能控制模块继续由主回路电压供电，并保持当前工作状态， 灯仍然保持灭灯状态；
停电误动作模式，灯未亮且主回路电压正常，若此时主回路停电，则智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接受到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当主回路电压在5-15秒内仍未恢复，则判定主回路停电或者设备处于检修状态，MCU通过通信回路进行故障告警；
检修模式，将专用控制开关模块中的滑块式机械开关滑至安装/检修位置，主回路失电，智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接受到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当主回路电压在5-15秒内仍未恢复，则判定主回路停电或者设备处于检修状态。MCU通过通信回路进行故障告警。
本发明的有益效果是，这种利用短时间断电来实现设备控制的装置及其使用方法具有以下优势：
1、使传统控制场景升级至智能化控制场景的过程简单化，快速化，傻瓜化；
2、专用控制开关为机械式开关设计，开关内阻小，彻底杜绝了现在市场上的智能开关发热的风险；
3、控制开关体积小，当用于家居灯控时，可设计成标准86型开关外形，便于改造施工；
4、机械式开关，无需灯光判断开关状态，彻底解决光污染问题；
5、大大降低智能化控制改造的设备及施工成本；
6、应用于照明控制场景时，可适用于市场上所有灯的种类。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1是本发明的结构示意图，一种利用短时间断电来实现设备控制的装置，主回路电源通过线路与控制开关模块进行连接，控制开关模块通过线路与电压采用模块以及DC5V稳压电源模块连接，电压采用模块以及DC5V稳压电源模块连接和MCU进行连接，MUC上还连接有通信模块和继电器控制模块，控制开关模块通过线缆连接有继电器。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，继电器控制模块与连接在MCU上的继电器辅助触电模块连接。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，DC5V稳压电源模块中包含有充电电池。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，控制开关模块中包含有滑块式机械开关和自复位机械开关。
一种利用短时间断电来实现设备控制的装置由控制开关模块以及智能控制模块组成，电压采用模块、DC5V稳压电源模块、MCU、通信模块、继电器控制模块以及继电器通过线路连接之后形成智能控制模块。
主回路电源的电源电路（含充电电池）：将主回路电压转化为向芯片供电的+5V电压，并含充电电池电路，可在主回路失压时由电池给控制模块供电；
电压采样模块：包含电压采样模块与AD转换芯片，将主回路电压通过降压等手段采样为3.3V-5V以内的直流电压模拟量，并通过AD转换芯片转换为数字信号（2.4V-5V为高电平，输出数字量1；0-0.4V为低电平，输出数字量0）输出给MCU芯片，作为主电路断电的判定条件；
继电器控制模块；即控制继电器线圈得电/断电的电路，在其线圈供电回路中串入三极管开关电路，通过MCU芯片输出电平信号来控制继电器线圈的得电/断电；
通信模块；通信模块与MCU芯片的串口(UART)连接，主要作用为通过互联网手段实现远程操控，可使用当前市面上已知的所有通信手段（WIFI,ZIGBEE,433,NBiot等）；
MCU；使用8位以上单片机芯片即可，最常用的8051和STM32单片机均可满足要求，当使用8051芯片时，需用IO口虚拟出一个串口，以供电压采样模块使用；也可使用更高级的单片机扩展更多的功能；
在改造的时候，只需3个步骤即可：
1）更换开关：将专用控制开关的滑动开关滑动至安装/维修位置，此时专用控制开关模块断开，然后将开关按原开关接线直接替换；
2）安装智能控制模块：将灯的接线拆下，智能控制模块安装按灯的接线安装好，然后再将灯上的线连接至智能控制模块；
3）安装完成后，将专用控制开关上的滑动开关滑动至工作位置。
一种利用短时间断电来实现设备控制的装置的使用方法：
开灯模式，灯未亮且主回路电压正常时，按下控制开关模块上的自复位机械开关，主回路断开，智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接收到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当自复位机械开关复位后，主回路电压恢复，此时智能控制模块继续由主回路电压供电，并保持当前工作状态， 同时灯亮；
关灯模式，灯亮且主回路电压正常时，按下控制开关模块上的自复位机械开关，主回路断开，灯灭；智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接收到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈失电，继电器常开触点分断，当复位机械开关复位后，主回路电压恢复，此时智能控制模块继续由主回路电压供电，并保持当前工作状态， 灯仍然保持灭灯状态；
停电误动作模式，灯未亮且主回路电压正常，若此时主回路停电，则智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接受到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当主回路电压在5-15秒内仍未恢复，则判定主回路停电或者设备处于检修状态，MCU通过通信回路进行故障告警；
检修模式，将专用控制开关模块中的滑块式机械开关滑至安装/检修位置，主回路失电，智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接受到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当主回路电压在5-15秒内仍未恢复，则判定主回路停电或者设备处于检修状态。MCU通过通信回路进行故障告警。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种利用短时间断电来实现设备控制的装置的使用方法，其特征是，一种利用短时间断电来实现设备控制的装置由控制开关模块以及智能控制模块组成，电压采用模块、DC5V稳压电源模块、MCU、通信模块、继电器控制模块以及继电器通过线路连接之后形成智能控制模块，主回路电源通过线路与控制开关模块进行连接，控制开关模块通过线路与电压采用模块以及DC5V稳压电源模块连接，电压采用模块以及DC5V稳压电源模块连接和MCU进行连接，MCU上还连接有通信模块和继电器控制模块，控制开关模块通过线缆连接有继电器，所述控制开关模块中包含自复位机械开关，灯上的线连接至所述智能控制模块，
开灯模式，灯未亮且主回路电压正常时，按下控制开关模块上的自复位机械开关，主回路断开，智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接收到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当自复位机械开关复位后，主回路电压恢复，此时智能控制模块继续由主回路电压供电，并保持当前工作状态， 同时灯亮；
关灯模式，灯亮且主回路电压正常时，按下控制开关模块上的自复位机械开关，主回路断开，灯灭；智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接收到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈失电，继电器常开触点分断，当复位机械开关复位后，主回路电压恢复，此时智能控制模块继续由主回路电压供电，并保持当前工作状态， 灯仍然保持灭灯状态。
2.根据权利要求1所述的利用短时间断电来实现设备控制的装置的使用方法，其特征是，所述继电器控制模块与连接在MCU上的继电器辅助触电模块连接。
3.根据权利要求1所述的利用短时间断电来实现设备控制的装置的使用方法，其特征是，所述DC5V稳压电源模块中包含有充电电池。
4.根据权利要求1所述的利用短时间断电来实现设备控制的装置的使用方法，其特征是，所述控制开关模块中还包含有滑块式机械开关。
5.根据权利要求4所述的利用短时间断电来实现设备控制的装置的使用方法，其特征是，还包含停电误动作模式和检修模式，
停电误动作模式，灯未亮且主回路电压正常，若此时主回路停电，则智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接受到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当主回路电压在5-15秒内仍未恢复，则判定主回路停电或者设备处于检修状态，MCU通过通信回路进行故障告警；
检修模式，将专用控制开关模块中的滑块式机械开关滑至安装/检修位置，主回路失电，智能控制模块切换为由充电电池供电，同时接受到电压采样模块输入的主回路失电信号低电平数字量0后，向继电器控制模块输出信号，使继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，当主回路电压在5-15秒内仍未恢复，则判定主回路停电或者设备处于检修状态，MCU通过通信回路进行故障告警。
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