专利名称：无线开关控制模块及系统的制作方法
技术领域：
无线开关控制模块及系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种开关控制领域，特别是一种基于ZigBee技术的无线开关控 制模块及系统。
背景技术：
[0002]随着家庭装演的急速升温和现代家庭装修理念的逐步形成，目前市场急需一种高 档次、多路、高可靠、集中管理、分散控制的智能化远距离操作电灯开关。目前，家用面板开 关大多为机械式开关、开关分布零散、操作不便、影响装修效果。市场上少部分采用红外电 灯开关，由于红外方向性差、控制距离短、并且不能穿越障碍物控制，受到了很大限制，难以 推广。[0003]随着物联网产业的不断发展，市场上对于稳定的远程控制设备需求越来越旺盛尤 其是应用在智能家居、智能工业等控制领域，特别是功耗小、易组网、数传稳定、可回传设备 状态的产品。ZigBee是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，ZigBee技术是一种近距 离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。其存在以下特点:(1)低功耗， 发射功率小，而且采用了休眠模式；(2)成本低；(3)时延短，通信时延和从休眠状态激活的 时延都非常短，适用于对时延要求苛刻的无线控制应用；(4)网络容量大，一个星型结构的 ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，而且网络组成灵活；(5)可靠性高。[0004]目前市场上采用ZigBee技术的开关设计已经有很多，但这些开关均为一体设计 并整体进行销售，这样存在很多缺陷:(I)用户无法选择自己喜欢的开关外观图案，不能很 好地搭配室内的装修风格；(2)成本高，用户购买时必须购买一整套的开关；(3)用户无法 继续使用室内原有的开关面板，更换时必须一整套更换，这样也会造成与原有的装修风格 不统一及资源浪费的问题。发明内容[0005]本实用新型的目的在于提供一种无线开关控制模块及系统，以解决现有技术中机 械式开关、红外和无线开关存在的不足。[0006]本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现:[0007]一种无线开关控制模块，其与一开关面板相连接，包括ZigBee模块，其与上述开 关面板电性连接；取电模块，其分别与上述ZigBee模块及外界交流电源电性连接；功率开 关模块，其与上述ZigBee模块相连接。[0008]所述的ZigBee模块集成有ZigBee射频收发模块及微处理模块。[0009]所述的ZigBee模块内嵌ZigBee协议栈，且内部集成增强型8051核心,微处理模 块指代增强型8051 CPU，该ZigBee射频收发模块采用2.4GHz IEEE 802.15.4无线通信协 议。[0010]所述的取电模块为单火线取电模块或隔离式开关电源模块。[0011]一种无线开关控制模块系统，包括:开关面板、无线开关控制模块、远端控制装置，其中，[0012]该无线开关控制模块包括=ZigBee模块，其与上述开关面板电性连接；取电模块， 其分别与上述ZigBee模块及外界交流电源电性连接；功率开关模块，其与上述ZigBee模块 相连接。[0013]所述的ZigBee模块集成有ZigBee射频收发模块及微处理模块。[0014]所述的ZigBee模块内嵌ZigBee协议栈,且内部集成增强型8051核心,微处理模 块指代增强型8051 CPU，该ZigBee射频收发模块采用2.4GHz IEEE 802.15.4无线通信协 议。[0015]所述的取电模块为单火线取电模块或隔离式开关电源模块。[0016]所述的远端控制装置包括遥控终端、网关设备、云端服务器，三者通过互联网络相 互数据传输。[0017]本实用新型的有益效果:[0018]本实用新型的无线开关控制模块可直接与现有的开关面板电路连接实现开关的 作用，可通过网络实现远程操作，具有自组网、数据传输稳定、抗干扰能力强、短时延和高容 量、耗能少、无线传输、无线遥控的优点，且用户在实现上述无线功能时无需更换已有的开 关面板仅增加本实用新型的无线开关控制模块即可实现，成本低且避免了资源浪费。
[0019]图1绘示本实用新型的无线开关控制模块于第一实施例的结构框图；[0020]图2绘示本实用新型的无线开关控制模块于第二实施例的结构框图；[0021]图3绘示本实用新型的无线开关控制模块系统的结构框图。
具体实施方式
[0022]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步 的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。[0023]参照图1所示，本实用新型的无线开关控制模块，于第一实施例中，其应用于单火 线接入电路中，包括:ZigBee模块,其与上述开关面板电性连接；取电模块,其分别与上述 ZigBee模块及外界交流电源电性连接；功率开关模块，其分别与上述ZigBee模块及取电模 块相连接。[0024]进一步地，上述的ZigBee模块集成有ZigBee射频收发模块及微处理模块，其内嵌 ZigBee协议栈，且内部集成增强型8051核心，微处理模块指代增强型8051 CPU,该ZigBee 射频收发模块采用2.4GHz IEEE 802.15.4无线通信协议，优选为CC2530芯片，具有动态路 由自组网功能，同时可以实现远程射频信号的收发，接收操作端发出的信号，并将开关的状 态回传。[0025]进一步地，上述取电模块为单火线取电模块，其与220V交流电源电性连接，仅火 线(L)接入，并将接入的电源转换为3.3V及5V直流电压输出，分别将3.3V供电给上述 ZigBee模块、5V供电给上述功率开关模块。[0026]进一步地，上述的功率开关模块选为继电器，其分别与上述ZigBee模块及终端设 备连接后，由该ZigBee模块控制继电器的开闭，从而实现对终端设备的控制，如:照明灯等，于其他实施例中，该功率开关也可选为MOS管等开关器件。[0027]参照图2所示，于第二实施例中，其应用于零火线接入电路中，包括=ZigBee模块， 其与上述开关面板电性连接；取电模块，其分别与上述ZigBee模块及外界交流电源电性连 接；功率开关模块，其与上述ZigBee模块相连接。[0028]进一步地，上述的ZigBee模块集成有ZigBee射频收发模块及微处理模块，其内嵌 ZigBee协议栈，且内部集成增强型8051核心，微处理模块指代增强型8051 CPU,该ZigBee 射频收发模块采用2.4GHz IEEE 802.15.4无线通信协议，优选为CC2530芯片，具有动态路 由自组网功能，同时可以实现远程射频信号的收发，接收操作端发出的信号，并将开关的状 态回传。[0029]进一步地，上述取电模块为隔离式开关电源模块(AC-DC)，其与220V交流电源电 性连接，火线(L)及零线(N)—并接入，并将接入的电源转换为3.3V及5V直流电压输出，分 别将3.3V供电给上述ZigBee模块、5V供电给上述功率开关模块。[0030]进一步地，上述的功率开关模块选为继电器，其分别与上述ZigBee模块及终端设 备连接后，由该ZigBee模块控制继电器的开闭，从而实现对终端设备的控制，如:照明灯 等，于其他实施例中，该功率开关也可选为MOS管等开关器件。[0031]本实用新型的无线开关控制模块不仅可接收与之连接的开关面板发出的开/闭 指令信号，同时还可接收组网后远程的射频控制信号，由ZigBee模块接收控制指令信号， 并控制功效开关开/闭，实现对应电路的通/断。[0032]参照图3所示，本实用新型的无线开关控制模块系统，于实施例中，包括:开关面 板、无线开关控制模块、远端控制装置，其中，[0033]该开关面板指代按键开关；[0034]该无线开关控制模块包括=ZigBee模块，其与上述开关面板电性连接；取电模块， 其分别与上述ZigBee模块及外界交流电源电性连接；功率开关模块，其与上述ZigBee模块 相连接；[0035]该远端控制装置包括遥控终端、网关设备、云端服务器，三者通过互联网络相互数 据传输。[0036]优选地，上述的ZigBee模块集成有ZigBee射频收发模块及微处理模块，其内嵌 ZigBee协议栈，且内部集成增强型8051核心，微处理模块指代增强型8051 CPU,该ZigBee 射频收发模块采用2.4GHz IEEE 802.15.4无线通信协议，优选为CC2530芯片，具有动态路 由自组网功能，同时可以实现远程射频信号的收发，接收操作端发出的信号，并将开关的状 态回传。[0037]优选地，上述的取电模块为单火线取电模块或隔离式开关电源模块，根据开关面 板的接电方式来选择不同的取电模块，当开关面板的接电方式为单火线接入，则该取电模 块选用单火线取电模块；当开关面板的接电方式为零火线接入，则该取电模块选用隔离式 开关电源模块(AC-DC)。[0038]优选地，上述的远端控制装置中遥控终端可选为可连接互联网的智能手机、平板 电脑等便携上网设备，其通过内设有的配套软件程序连接云端服务器，进行控制指令信号 的传输，云端服务器可对接收到的控制指令信号进行编码解析处理，将分析得到的控制指 令信号信息经互联网络发送至网关设备，网关设备通过ZigBee通信协议传送至对应的ZigBee模块，再由ZigBee模块控制功率开关实现对应电路的开/闭。[0039]于实施例中，初始时可通过控制开关面板上的开关按键实现组/断网动作，如连 续按压按键4次进行组网、连续按压5次或长按10秒进行断网的动作。[0040]本实施例中的无线开关控制模块系统即可以通过普通物理电路的连接实现开关 的动作，还可以通过网络或远程操作实现开关的作用，节点模块之间具有自动动态组网的 功能，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可 靠性。[0041]本实施例中的无线开关控制模块及系统适用于智能家居、智能工业控制等领域， 智能工业控制领域中，在工业照明及电机控制上有广泛的应用前景，某些大型设备在开启 时，通过后台网络发送操作数据包到大型设备上，实现设备的开启和断开，尤其是大型设备 操作难度比较大或是操作不方便时候，通过网络控制实现设备的状态的操作，安全便捷。智 能家居控制领域中，老人及小孩日常生活中控制室内的开关不便，此时通过一个便携终端 设备实现远程的开关控制也成为了一种生活的必需。[0042]本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当 指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作 出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种无线开关控制模块，其与一开关面板相连接，其特征在于，包括ZigBee模块， 其与上述开关面板电性连接；取电模块，其分别与上述ZigBee模块及外界交流电源电性连 接；功率开关模块，其与上述ZigBee模块相连接。
2.根据权利要求1所述的无线开关控制模块，其特征在于，所述的ZigBee模块集成有 ZigBee射频收发模块及微处理模块。
3.根据权利要求2所述的无线开关控制模块，其特征在于，所述的ZigBee模块内嵌 ZigBee协议栈，且内部集成增强型8051核心，微处理模块指代增强型8051 CPU,该ZigBee 射频收发模块采用2.4GHz IEEE 802.15.4无线通信协议。
4.根据权利要求1所述的无线开关控制模块，其特征在于，所述的取电模块为单火线 取电模块或隔离式开关电源模块。
5.根据权利要求1所述的无线开关控制模块，其特征在于，所述的功率开关模块为继 电器。
6.一种无线开关控制模块系统，其特征在于，包括:开关面板、无线开关控制模块、远 端控制装置，其中，该无线开关控制模块包括:ZigBee模块，其与上述开关面板电性连接，且通过无线网 络与上述远端控制装置数据连接；取电模块，其分别与上述ZigBee模块及外界交流电源电 性连接；功率开关模块，其与上述ZigBee模块相连接。
7.根据权利要求6所述的无线开关控制模块系统，其特征在于，所述的ZigBee模块集 成有ZigBee射频收发模块及微处理模块。
8.根据权利要求7所述的无线开关控制模块系统，其特征在于，所述的ZigBee模块 内嵌ZigBee协议栈，且内部集成增强型8051核心，微处理模块指代增强型8051 CPU,该 ZigBee射频收发模块采用2.4GHz IEEE 802.15.4无线通信协议。
9.根据权利要求6所述的无线开关控制模块系统，其特征在于，所述的取电模块为单 火线取电模块或隔离式开关电源模块。
10.根据权利要求6所述的无线开关控制模块系统，其特征在于，所述的远端控制装置 包括遥控终端、网关设备、云端服务器，三者通过互联网络相互数据传输。
专利摘要本实用新型公开了一种无线开关控制模块及系统，该无线开关控制模块包括ZigBee模块，其与上述开关面板电性连接；取电模块，其分别与上述ZigBee模块及外界交流电源电性连接；功率开关模块，其与上述ZigBee模块相连接；该无线开关控制模块系统由开关面板、无线开关控制模块、远端控制装置构成，本实用新型的无线开关控制模块可直接与现有的开关面板电路连接实现开关的作用，可通过网络实现远程操作，具有自组网、数据传输稳定、抗干扰能力强、短时延和高容量、耗能少、无线传输、无线遥控的优点。
文档编号G05B19/04GK202975632SQ20122062567
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者朱峰, 朱俊岭, 朱俊岗, 余建美 申请人:南京物联传感技术有限公司