專利名稱：兩線制智能開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關，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。
背景技術：
目前傳統的室內電器的控制方式是通過專用線路由開關實現對電器的一對一控 制，其雖有可靠性等優點，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分組控制的方式，通過在同一個開關上反復通斷 操作的累加循環通電，可實現按所設置順序依次導通各組的燈頭，其優點是安裝簡單，成本 較低，但由于使用中只能按所設順序依次循環導通，其控制自由度小，不能根據需要自由選 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 一種電子智能開關裝置，通過不同阻值的電 阻性結構(或者頻率可控的振蕩單元等)組成開關單元，產生不同量值的電壓或電流控制 信號，并由各發送支路發送 給MCU，MCU將判斷運算結果的執行信號經輸出單元輸出，控制 相應的電器，從而減少與開關連接的傳輸線路數量，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裝置的開關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轉換功能的 MCU芯片或是單獨設置A/D轉換單元，因此成本較高，同時模擬信號的控制方式也容易造成 控制信號出現錯誤的判斷，或者受溫度，潮濕等因素的影響。另外，由于開關單元沒有用于 指示狀態的機構，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。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種兩線制智能開關，能夠在減少傳統 開關傳輸線路的同時，具有更穩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方案是提供一種兩線制智能開關，包括與外部電源相連接的直流穩壓電源和輸出控制單 元，還包括數字量輸入單元，與數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。數字量輸入單元將數字量形式的控制信號傳輸給編碼處理器，編碼處理器根據輸 入的控制信號輸出給指示單元顯示工作狀態，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行信號傳輸給輸出控制單元，控制相應的執行機構 (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還包括與直流穩壓電源相連接的分時復用單元，所述編碼處理器與解碼處理器之間通過分時復用單元相連接，所述直流穩壓電源通過分時復 用單元向編碼處理器供電。還包括一個與分時復用單元相連接的儲電單元，所述分時復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。本實用新型的優點是如上述的結構，本實用新型智能開關采用數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，由于直接采用數字信號輸入，相應的編碼處理器 也無需采用帶有A/D轉換功能的微處理器(MCU)芯片，在實際應用于生產制造時，即使本實 用新型智能開關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轉換功能MCU較為低廉。如上述的結構，本實用新型智能開關采用指示單元將開關的控制狀態工作情況通 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。如上述的結構，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， 減少了與開關連接的傳輸線路的數量，尤其是可以在不改變現有的室內兩線制傳輸電力線 路布線設置的情況下，只用常規開關的一對控制線路實現對多個不同電器的控制。如上述的結構，所述編碼處理器與解碼處理器之間通過分時復用單元相連接，使 得一般室內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，更適應室內兩線 制傳輸線路的實用需要。

圖1是本實用新型智能開關的結構示意圖；圖2是本實用新型智能開關一實施例的電原理圖；圖3是本實用新型智能開關另一實施例的電原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例進一步說明本實用新型的結構特征。圖1是本實用新型智能開關的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型兩線制智能 開關，它包括與外部電源1相連接的直流穩壓電源2和輸出控制單元3，還包括數字量輸入 單元4，與數字量輸入單元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還包括與直流穩壓電源2相連接的分時復用單元8，所述編 碼處理器5與解碼處理器7之間通過分時復用單元8相連接，所述直流穩壓電源2通過分 時復用單元8向編碼處理器5供電；進一步，還包括一個與分時復用單元8相連接的儲電單元9，所述分時復用單元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組成。所述數字量輸入單元4是由至少一個數字量輸入按鍵組成的數字開關網絡。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。以下結合實施例進一步說明本實用新型智能開關的具體電路結構及工作方式。實施例1圖2是本實用新型智能開關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通過直流穩壓電源2進行整流和穩壓， 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， 并經過分時復用單元8供電給編碼處理器5，同時對由電容C3、C6、穩壓管DlO組成的儲電 單元9充電。本實施例中，數字量輸入單元4是由開關Sl S8組成的2*4數字編碼網絡，使用 者通過開關S1-S8輸入控制信號，編碼處理器5根據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指示相應的控制狀態，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管腳輸出給分時復用單元8中的 MOS場效應管Ql。分時復用單元8在未收到send管腳傳來的編碼控制信號時，MOS場效應管Ql的 漏極(A點)處于高電平，分時復用單元8通過二極管D9對編碼處理器5和儲電單元9供 電；當MOS場效應管Ql的柵極收到send管腳輸出的編碼控制信號，MOS場效應管Ql的漏 極導通，A點跳變為低電平，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的漏極重新恢復高電平，即重新由直流穩壓電源2對編碼處理 器5供電，并繼續對電容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據傳輸線，大大提高了電路的工作效率，簡化了線 路結構。分時復用單元8將編碼控制信號輸送給解碼處理器7，解碼處理器7內部的設置與 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行信號，通過相應的輸出管腳 輸出，由U3進行電平轉換后輸送給輸出控制單元3的繼電器Kl K7，控制相應繼電器的觸 點斷開或吸合，使相應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構的直流穩壓電源2，交流220V的外部電源 1通過該直流穩壓電源2進行整流和穩壓，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，并經過分時復用單元8供電給編碼處理器5，同時對由電容C2、C3、 穩壓管D3組成的儲電單元9充電。[0040]本實施例中，數字量輸入單元4是由開關Sl S4組成的4位數字編碼網絡，使用 者通過開關S1-S4輸入控制信號，編碼處理器5根據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 電源管理系統中的指示接口)進行指示或其他監控處理，提高應用靈活度及可擴展性；另 一路則通過send管腳輸出到分時復用單元8中MOS場效應管Ql的柵極。分時復用單元8在未收到send管腳傳來的編碼控制信號時，MOS場效應管Ql的 漏極(A點)處于高電平，分時復用單元8通過二極管D9對編碼處理器5和儲電單元9供 電；當MOS場效應管Ql的柵極收到send管腳輸出的編碼控制信號，Ql的漏極導通跳變為 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的漏極將恢復高電平，重新由直流穩壓電源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據傳輸線，起到了分時復用的效果。分時復用單元8將編碼控制信號輸送給解碼處理器7，解碼處理器7內部的設置與 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。本實用新型的構造特征并不局限于此， 本領域技術人員在本實用新型領域內，依據本實用新型所揭露的技術內容，可輕易思及的 等效變化，均應屬于本實用新型的保護范疇。
權利要求兩線制智能開關，包括與外部電源相連接的直流穩壓電源和輸出控制單元，其特征是，包括數字量輸入單元，與數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.如權利要求1所述的兩線制智能開關，其特征是，還包括與直流穩壓電源相連接的 分時復用單元，所述編碼處理器與解碼處理器之間通過分時復用單元相連接，所述直流穩 壓電源通過分時復用單元向編碼處理器供電。
3.如權利要求2所述的兩線制智能開關，其特征是，還包括一個與分時復用單元相連 接的儲電單元，所述分時復用單元通過該儲電單元向編碼處理器供電。
4.如權利要求3所述的兩線制智能開關，其特征是，所述儲電單元是由至少一個電容 并聯組成。
5.如權利要求1或2或3或4所述的兩線制智能開關，其特征是，所述數字量輸入單元 是由至少一個數字量輸入按鍵組成的數字開關網絡。
6.如權利要求1或2或3或4所述的兩線制智能開關，其特征是，所述指示單元采用 LED顯示燈。
7.如權利要求1或2或3或4所述的兩線制智能開關，其特征是，所述輸出控制單元是 繼電器或可控硅管。
8.如權利要求1或2或3或4所述的兩線制智能開關，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，包括與外部電源相連接的直流穩壓電源和輸出控制單元，還包括數字量輸入單元，與數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。本智能開關可以只用常規開關的一對控制線路實現對多個不同電器的控制；同時，采用數字量輸入單元來輸入控制信號，降低成本的同時提高開關的準確性和可靠性；采用指示單元顯示開關狀態，方便查看和使用；采用時分復用的方式提高電路工作效率，簡化結構。
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 優先權日2010年5月20日
發明者金安新 申請人:金安新