一种基于HPLC通信的干接点开关的制作方法

本发明涉及智能家居领域，具体涉及一种基于hplc通信的干接点开关。

背景技术：

随着智能家居技术的不断发展，智能开关在家庭及酒店等场所越来越普遍。现有智能开关主要有单火线接入、零火线接入方式，单火线智能开关只需要将单根火线接入，不需要零线，通过控制火线导通和关闭实现灯具的控制；零火线智能开关需要将零火线接入，通过控制火线导通和关闭实现对灯具的控制。现有智能家居主要通过无线通讯和有线通讯方式进行信息传输，实现家庭及酒店等场所智能控制，无线通讯主要有蓝牙、wifi、zigbee等，有线通讯主要有485总线、can总线等。

上述当前普遍使用的方案，主要存在如下问题和不足：

1.单火线智能开关通过取电模块给智能开关供电，而这将导致有电流流过灯具，如果待机输入电流过小，智能开关设备将不能正常运行；如果待机输入电流过大，灯具内部的滤波电容电压会被充电到足够大，从而使灯具关灯后出现闪烁的现象，因而单火线智能开关兼容性较差。

2.使用无线通信，如zigbee、蓝牙、wifi等，穿墙能力弱，存在信号覆盖死角，通讯距离短等问题，导致设备联动体验差；使用有线通信，需提前布线，成本较高，后装安装环境受限。

3.现有智能开关面板产品外观单一，客户外观选择较少。

因此，有必要提供一种新的智能开关，以解决当前主流智能开关存在的缺陷和不足。

技术实现要素：

为适应智能家居领域的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种基于hplc通信的干接点开关。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于hplc通信的干接点开关，包括设置在主板上的控制电路，所述控制电路包括主控模块、电源模块、载波通信模块、耦合变压器、光耦输出模块和可控硅控制电路，所述电源模块用于将外接市电转化为直流电压后给所述主控模块、载波通信模块、光耦输出模块和可控硅控制电路供电，所述主控模块用于接收干接点信号，并输出信号控制所述光耦输出模块的通断；所述可控硅控制电路的控制端与所述光耦输出模块的输出端连接，输入端与市电火线连接，输出端用于连接用电终端；所述主控模块的通信端与所述载波通信模块连接，所述载波通信模块通过耦合变压器与市电电力线通信连接。

所述可控硅控制电路包括多个可控硅，所述光耦输出模块包括多个光耦控制电路，所述多个可控硅的输入端与市电火线输入端连接，控制端分别连接一个光耦控制电路的输出端，所述可控硅的型号为：jst08k-800cw,所述光耦控制电路中光耦的型号为moc3063s。

所述主板上，可控硅的表面设置有陶瓷散热片。

所述控制电路还包括温度传感器，所述温度传感器设置用于测量可控硅控制电路中各个可控硅的温度，并发送至所述主控模块，所述主控模块用于在可控硅的温度大于90°时，控制对应的光耦输出模块断开。

所述电源模块包括ac-dc电路和dc-dc电路，所述ac-dc电路用于将交流市电转化为12v直流电，所述dc-dc电路用于将12v直流电转化为3.3v直流电。

所述控制电路还包括干接点输入检测电路和干接点输入输出接口，干接点设备发出的干接点信号经所述干接点输入输出接口进入所述干接点输入检测电路，并通过所述干接点输入检测电路输入所述主控模块。

所述控制电路还包括干接点输出电路，所述主控模块输出的干接点信号经所述干接点输出电路和干接点输入输出接口输出，用于输出信号控制干节点设备指示灯的开关。

所述主控模块与载波通信模块之间，所述干接点输入检测电路与主控模块之间，以及干接点输出电路和干接点输入输出接口之间均设置有esd防护电路。

所述一种基于hplc通信的干接点开关，还包括下壳和上壳，所述主板设置在下壳内，并通过所述上壳将下壳封闭，所述下壳一侧设置有接线端子。

所述主控模块的型号为es8p5086，所述载波通信模块的型号为es1667-nc。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明采用零火线接入方式，无需从单火线上取电，通过控制可控硅实现对灯具的控制，兼容性好，对灯要求低，无单火线开关存在的微亮和闪烁现象。

(2)本发明使用hplc(宽带载波通信)实现不同智能设备之间的通信，无需重新布线，成本低，信号传输稳定，传输距离远，不存在覆盖死角问题。

(3)本发明集成干接点模块和执行器功能，可实现2路灯具或者其它干接点设备的本地/远程控制，设备小型化，能够放到86盒内，降低了设备成本，同时，用户可以根据自己喜好和房间装修风格，自由选择各种开关面板、插卡取电设备、燃气报警器等各种可使用干接点信号的设备。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于hplc通信的干接点开关的结构原理图；

图2为本发明实施例中载波通信模块及耦合变压器的电路原理图；

图3为本发明实施例中可控硅控制电路和光耦输出模块的电路原理图；

图4为本发明实施例中电源模块的电路原理图；

图5为本发明实施例中干接点输入检测电路和干接点输入输出接口的电路原理图；

图6为本发明实施例中干接点输出电路的电路原理图；

图7为本发明实施例中esd防护电路的电路原理图；

图8为本发明实施例中主控模块的电路原理图；

图9为本发明实施例提出的一种基于hplc通信的干接点开关的外观示意图；

图10为本发明实施例提出的一种基于hplc通信的干接点开关的安装示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于hplc通信的干接点开关，包括设置在主板上的控制电路，所述控制电路包括主控模块、电源模块、载波通信模块、耦合变压器、光耦输出模块和可控硅控制电路，所述电源模块用于将外接市电转化为直流电压后给所述主控模块、载波通信模块、光耦输出模块和可控硅控制电路供电，所述主控模块用于接收干接点信号，并输出信号控制所述光耦输出模块的通断，所述可控硅控制电路的控制端与所述光耦输出模块的输出端连接，输入端与市电火线连接，输出端用于连接用电终端；所述主控模块的通信端与所述载波通信模块连接，所述载波通信模块通过耦合变压器与市电电力线通信连接。

本实施例中，所述主控模块使用上海东软载波微电子型号为es8p5086的32位mcu作为主控，该mcu拥有72kbflash、16kbram及29个i/o。本发明中所指干接点信号为有源干接点信号，有源干接点信号是指该信号具有有电和无电两个状态，有极性，两个接点不能接反。载波模块为东软载波es1667-nc载波模块，其通过串口与主控模块进行通信，通过耦合变压器，为强电和弱电之间提供载波信号通路，实现与具有宽带载波通信功能的智能设备通信，进而实现智能家居设备的控制和情景联动。

如图2所示，为本实施例中载波通信模块及耦合变压器的电路原理图。载波通信模块及耦合变压器的作用为：es1667-nc载波模块上行通过串口与主控模块连接，实现与主控模块的信息传输，es1667-nc载波模块下行通过耦合变压器t2及电容c19将差分信号耦合到火线(l)、零线(n)上，传给智能载波通信终端，进而实现对载波通信设备的控制及设备间情景联动。可控硅控制电路中，可控硅作为一种交流电无触点开关，用来控制交流电通断，主控模块通过gpio控制光耦导通，通过光耦触发可控硅导通，实现对灯具的开关控制功能。温度传感器用来检测可控硅表面温度，当检测到温度大于90℃时，关闭可控硅，避免可控硅因温度过高而烧坏。主控模块还用于与载波进行通信，检测干接点信号输入，控制干接点信号输出，控制可控硅导通。

具体地，本实施例中，如图3所示，本实施例中，所述可控硅控制电路包括2个可控硅，所述光耦输出模块包括2个光耦控制电路，所述多个可控硅的输入端与市电火线输入端连接，控制端分别连接一个光耦控制电路的输出端，所述可控硅的型号为：jst08k-800cw,所述光耦控制电路中光耦的型号为moc3063s。具体地，本实施例中，所述主板上，可控硅的表面设置有陶瓷散热片。陶瓷散热片粘贴到可控硅表面，用来对可控硅进行散热及隔离强弱电作用。

进一步地，本实施例中，所述控制电路还包括ntc温度传感器，ntc温度传感器设置用于测量可控硅控制电路中各个可控硅的温度，并发送至主控模块，所述主控模块用于在可控硅的温度大于90°时，控制对应的光耦输出模块断开。ntc传感器可以对可控硅表面温度进行检测，当温度高于90℃时，关闭可控硅，避免可控硅温度过高，可控硅被烧坏。

进一步地，如图4所示，为本实施例中电源模块的电路原理图。本实施例中，所述电源模块包括ac-dc电路和dc-dc电路，所述ac-dc电路用于将交流市电转化为12v直流电，所述dc-dc电路用于将12v直流电转化为3.3v直流电。具体地，本实施例中，ac-dc电路主要是将100v～240v交流电转换成12v直流电源，给载波模块、主控模块及对外供电，该ac-dc电路输出功率为2.5w，能够满足设备及对外输出需求。dc-dc电路主要是将12v直流电源转换成3.3v直流电源，供载波通信模块及主控模块等供电。

进一步地，如图1所示，本实施例中，所述控制电路还包括干接点输入检测电路和干接点输入输出接口，干接点设备发出的干接点信号经所述干接点输入输出接口进入所述干接点输入检测电路，并通过所述干接点输入检测电路输入所述主控模块。如图5所示，为本实施例中干接点输入检测电路和干接点输入输出接口的电路原理图。其中，4路干接点信号k1、k2、k3和k4通过干接点输入输出接口进入，然后经干接点输入检测电路后转化为mcu_k1、mcu_k2、mcu_k3、mcu_k4信号输入主控模块。

进一步地，如图1所示，本实施例中，所述控制电路还包括干接点输出电路，所述主控模块输出的干接点信号经所述干接点输出电路和干接点输入输出接口输出，用于输出信号控制干节点设备指示灯的开关。如图6所示，为本实施例中干接点输出电路的电路原理图。其中，4路干接点信号mcu_d1、mcu_d2、mcu_d3、mcu_d4从主控模块输出，然后经干接点输出电路转化为do1、do2、do3和do4信号后通过干接点输入输出接口输出，控制干节点设备指示灯的开关。

进一步地，如图7所示，本实施例中，所述主控模块与载波通信模块之间，所述干接点输入检测电路与主控模块之间，以及干接点输出电路和干接点输入输出接口之间均设置有esd防护电路。esd防护电路能吸收释放的静电，防止静电释放时对电子元器件的冲击。

如图8所示，为本实施例中主控模块的电路原理图。干接点信号输入时，通过干接点输入检测电路，主控模块检测到干接点信号输入,进行相应逻辑处理后，输出控制信号对本地控制模块，联动控制模块进行控制，完成相应功能。gpio控制光耦moc3063s，进而控制可控硅输出，实现对灯具或者其他可匹配干接点设备的本地控制及远程控制。此外，主控模块还接收温度传感器的温度信号，当温度高于90℃时，关闭可控硅，避免可控硅温度过高，可控硅被烧坏。

如图9所示，本实施例的一种基于hplc通信的干接点开关，还包括下壳2和上壳3，所述主板1设置在下壳2内，并通过所述上壳3将下壳2封闭，所述下壳1一侧设置有4个接线端子4，4个接线端子可连接4方及以下尺寸电线，其中1个端子连接零线，1个端子连接火线，另外2个端子为火线输出端子，连接灯具火线。所述上壳表面3设置有干接点输入输出接口5。本实施例中，4路干接点信号输入输出接口位于系统组成示意图中上壳右下角，干接点信号输入输出电路包括4路干接点信号输入，4路干接点信号输出，干接点信号输入接口用来检测像普通机械开关，开关面板、sos设备、插卡取电设备、燃气报警器、窗磁门磁等各种可输出干接点信号的设备发出的干节点信号，干接点信号输出接口用来控制干节点设备指示灯的开关。

本发明实施例提供的一种干接点开关，可以放到标准86盒内，不影响正常开关面板使用，能够支持4路干接点信号输入和输出，12v对外供电，自带2路控制执行器，能够通过hplc(宽带电力线载波)通信。产品外观尺寸设计为58mm(l)*62.45mm(w)*17mm(h)。如图10所示，为本实施例的干接点开关的安装示意图，安装时，将本实施例的干接点开关强电接好线放到86暗盒10中，干接点开关6和开关面板下壳7使用弱电控制线8连接，通过两颗螺丝9将开关面板下壳7固定在86暗盒上，然后扣好开关面板上盖10，完成干接点开关和开关面板的安装。

本发明提供了一种基于hplc通信的干接点开关，其采用零火线接入方式，无需从单火线上取电，通过控制可控硅实现对灯具的控制，兼容性好，对灯要求低，无单火线开关存在的微亮和闪烁现象。此外，本发明使用hplc(宽带载波通信)实现不同智能设备之间的通信，无需重新布线，成本低，信号传输稳定，传输距离远，不存在覆盖死角问题。而且，集成干接点模块和执行器功能，可实现2路灯具或者其它干接点设备的本地/远程控制，设备小型化，能够放到86盒内，降低了设备成本，同时，用户可以根据自己喜好和房间装修风格，自由选择各种开关面板、插卡取电设备、燃气报警器等各种可使用干接点信号的设备。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。