一种数字式智能墙壁开关的制作方法

本实用新型涉及物联网技术领域，涉及一种智能控制墙壁开关，尤其涉及一种基于现有机械式墙壁开关的数字式智能墙壁开关。

背景技术：

物联网(iot，internetofthings)即万物相连的互联网，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在人、机、物的互联互通。

智能家居是物联网在家庭中的基础应用。互联网和智能移动终端的普及，为智能家居的发展提供了必要的技术，人们操作智能移动终端即可通过互联网连接控制家用电器。智能开关是最基本的同时也是极其重要的一种智能家居设备，通过智能开关，用户可远程控制电灯、电动窗帘、电视甚至空调等一系列家用电器。

如今，智能家居和物联网仍旧处于起步阶段，人们家中使用更多是传统的机械式墙壁开关，通过手动拨动机械式墙壁开关来为家用电器供电或者断电。智能家居的普及过程中，需要在墙壁开关上融入智能控制功能，而现有技术中，若要实现智能控制功能，只能取消机械式墙壁开关，转而增设数字式墙壁开关，一方面需要很高的成本，另一方面丧失了手动拨动功能，会给习惯于机械式墙壁开关的用户造成极大不适应。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种数字式智能墙壁开关，在保留机械式墙壁开关基本功能的基础上，新增了数字控制功能，具有能耗低和安全性能高等优点。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种数字式智能墙壁开关，所述数字式智能墙壁开关基于机械式墙壁开关，所述机械式墙壁开关上设置有第一接触电极和第二接触电极，所述数字式智能墙壁开关包括：

开关控制装置，所述控制装置上设置有第一数字控制端口和第二数字控制端口，所述第一数字控制端口和所述第二数字控制端口用于提供高电平或者低电平；

开关执行装置，所述开关执行装置分别通过所述第一数字控制端口和所述第二数字控制端口与所述控制装置相连，所述开关执行装置驱动所述第一接触电极和所述第二接触电极的相互闭合或者相互断开。

与现有技术现比，本技术方案的有益效果是：在保留机械式墙壁开关基本结构和基本功能的基础上，开关控制装置通过第一数字控制端口和第二数字控制端口控制开关执行装置，通过开关执行装置驱动第一接触电极和第二接触电极的相互闭合或者相互断开，从而实现开关功能，具有能耗低和安全性能高等优点。

进一步地，所述开关执行装置为磁控推拉装置，所述磁控推拉装置包括第一磁控单元和第二磁控单元，所述第一磁控单元直接或者间接地设置于所述第一接触电极上，所述第二磁控单元直接或者间接地设置于所述第二接触电极上；

所述开关控制装置控制所述第一磁控单元和所述第二磁控单元的相互吸引或者相互排斥，从而驱动所述第一接触电极和所述第二接触电极的相互闭合或者相互断开。

采用上述方案的有益效果是：采用磁控推拉装置作为开关执行装置，将第一磁控单元和第二磁控单元分别设置于第一接触电极和第二接触电极，通过磁力驱动第一接触电极和第二接触电极的相互吸引或者相互排斥，从而实现开关功能。

进一步地，所述第一磁控单元为电感，所述第二磁控单元为磁铁；

所述磁控推拉装置还包括电流方向转换电路，所述电流方向转换电路与所述电感相连，所述电流方向转换电路通过控制流经所述电感的电流方向，从而控制所述电感产生的磁场方向，进而控制所述第一磁控单元和所述第二磁控单元的相互吸引或者相互排斥。

采用上述方案的有益效果是：采用电感作为第一磁控单元，采用磁铁作为第二磁控单元，结合电流方向转换电路，通过控制流经电感的电流方向即可控制电感的磁场方向，从而与磁铁配合，控制第一接触电极和第二接触电极的相互吸引或者相互排斥，实现开关功能。

进一步地，所述电流方向转换电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

所述第一数字控制端口分别与所述第一开关管和所述第四开关管的基极相连，所述第二数字控制端口分别与所述第二开关管和所述第三开关管的基极相连；

所述第一开关管的漏极外接电源正极，所述第一开关管的源极分别与所述第二开关管的漏极和所述电感的一端相连；

所述第三开关管的漏极外接电源正极，所述第三开关管的源极分别与所述第四开关管的漏极和所述电感的另一端相连；

所述第二开关管和所述第四开关管的源极接地。

采用上述方案的有益效果是：采用第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管作为电流方向转换电路，通过第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的相互配合，即可控制流经电感的电流方向，能够简化数字式智能墙壁开关的电路结构，从而提高其可靠性。

进一步地，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管为场效应管。

进一步地，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的型号为2sk208。

进一步地，所述电感的型号为mmz1608s121a。

进一步地，所述开关执行装置为电机，所述电机通过其动力输出轴驱动所述第一接触电极和所述第二接触电极的相互闭合或者相互断开。

采用上述方案的有益效果是：采用电机作为开关执行装置，电机通过其动力输出轴驱动第一接触电极和第二接触电极的相互闭合或者相互断开，从而实现开关功能，能够缩小数字式智能墙壁开关的体积。

进一步地，特征在于：所述开关执行装置通过所述开关控制装置与智能终端相连。

采用上述方案的有益效果是：便于用户通过智能终端远程控制数字式智能墙壁开关。

进一步地，所述开关控制装置为xr-21a芯片，所述第一数字控制端口为所述xr-21a芯片的tx0管脚，所述第二数字控制端口为所述xr-21a芯片的rx0管脚。

附图说明

图1是本实用新型一种数字式智能墙壁开关的整体示意图。

图2是本实用新型一种数字式智能墙壁开关的一个分解示意图。

图中，各标号所代表的部件列表如下：

开关控制装置1、开关执行装置2；

第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3、第四开关管q4、电感l1。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

物联网、智能家居、智能墙壁开关，科技发展所带来的成果，正在一步步地改变人们的生活，越来越多家庭，也在或快或慢地向智能家居靠拢。然而，一方面，物联网和智能家居等技术尚未高度成熟，贸然将家中所有的机械式墙壁开关一次性更换为数字式墙壁开关，成本极高，可靠性存疑；另一方面，包括老人和小孩在内的一部分用户，已经习惯了用手去拨动机械式墙壁开关的控制方式，取消机械式墙壁开关将会造成此部分用户在一定程度上的不适应。因此，逐步从机械式墙壁开关过渡到数字式墙壁开关，才是普及智能家居的科学方式。现有技术的墙壁开关中，要么机械式墙壁开关，要么是数字式墙壁开关，业界亟需提出一种具备机械式墙壁开关和数字式墙壁开关双重功能的新产品。

如图1所示，为了解决上述问题，本实用新型提供了一种数字式智能墙壁开关，所述数字式智能墙壁开关基于机械式墙壁开关，所述机械式墙壁开关上设置有第一接触电极和第二接触电极；所述数字式智能墙壁开关包括开关控制装置1和开关执行装置2，开关控制装置用于接收用户输入的控制指令，而开关执行装置则用于根据用户输入的控制指令去执行对应的控制功能。

所述控制装置上设置有第一数字控制端口和第二数字控制端口，所述第一数字控制端口和所述第二数字控制端口用于提供高电平或者低电平；所述开关执行装置分别通过所述第一数字控制端口和所述第二数字控制端口与所述控制装置相连，所述开关执行装置驱动所述第一接触电极和所述第二接触电极的相互闭合或者相互断开。

本实用新型是在机械式墙壁开关的基础上，设计了一种新型的数字式智能墙壁开关，简单地说，本技术方案中的数字式智能墙壁开关可通过传统的机械式墙壁开关改造而得，同时具有机械式墙壁开关和数字式墙壁开关的功能，在保留机械式墙壁开关基本结构和基本功能的基础上，开关控制装置通过第一数字控制端口和第二数字控制端口控制开关执行装置，通过开关执行装置驱动第一接触电极和第二接触电极的相互闭合或者相互断开，从而实现开关功能，具有能耗低和安全性能高等优点。

优选地，所述开关执行装置为磁控推拉装置，所述磁控推拉装置包括第一磁控单元和第二磁控单元，所述第一磁控单元直接或者间接地设置于所述第一接触电极上，所述第二磁控单元直接或者间接地设置于所述第二接触电极上。所述开关控制装置控制所述第一磁控单元和所述第二磁控单元的相互吸引或者相互排斥，从而驱动所述第一接触电极和所述第二接触电极的相互闭合或者相互断开。

机械式墙壁开关通过机械结构驱动第一接触电极和第二接触电极的相互闭合或者相互断开，在此基础上，本实用新型的数字式智能墙壁开关则设置有磁控推拉装置，通过磁力来驱动第一接触电极和第二接触电极的相互闭合或者相互断开。采用磁控推拉装置作为开关执行装置，将第一磁控单元和第二磁控单元分别设置于第一接触电极和第二接触电极，通过磁力驱动第一接触电极和第二接触电极的相互吸引或者相互排斥，从而实现开关功能。

具体地，所述第一磁控单元为电感l1，所述第二磁控单元为磁铁；所述磁控推拉装置还包括电流方向转换电路，所述电流方向转换电路与所述电感l1相连，所述电流方向转换电路通过控制流经所述电感l1的电流方向，从而控制所述电感l1产生的磁场方向，进而控制所述第一磁控单元和所述第二磁控单元的相互吸引或者相互排斥。

通过方向不同的电流，会在电感l1上产生方向不同的磁场。基于此原理，本实用新型采用电感l1作为第一磁控单元，采用磁铁作为第二磁控单元，结合电流方向转换电路，通过控制流经电感l1的电流方向即可控制电感l1的磁场方向，从而与磁铁配合，控制第一接触电极和第二接触电极的相互吸引或者相互排斥，实现开关功能。

如图2所示，具体地，所述电流方向转换电路包括第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4；所述第一数字控制端口分别与所述第一开关管q1和所述第四开关管q4的基极相连，所述第二数字控制端口分别与所述第二开关管q2和所述第三开关管q3的基极相连；所述第一开关管q1的漏极外接电源正极，所述第一开关管q1的源极分别与所述第二开关管q2的漏极和所述电感l1的一端相连；所述第三开关管q3的漏极外接电源正极，所述第三开关管q3的源极分别与所述第四开关管q4的漏极和所述电感l1的另一端相连；所述第二开关管q2和所述第四开关管q4的源极接地。

第一磁控单元和第二磁控单元分别设置于第一接触电极和第二接触电极上，即电感l1和磁铁分别固定在机械式墙壁开关的第一接触电极和第二接触电极上，其中，电感l1和磁铁一个需要保持固定，而另一个则需要处于可活动状态。

当第一数字控制端口输出高电平时，第二数字控制端口输出低电平。此时，第一开关管q1和第四开关管q4导通，由于第一开关管q1的漏极外接电源正极，而第四开关管q4的源极接地，所以，电流从第一开关管q1的漏极经第一开关管q1的源极从一个方向流入电感l1后，再经第四开关管q4的漏极和第四开关管q4的源极流出。此时，由于第二数字控制端口输出低电平，第二开关管q2和第二开关管q2处于截止状态。电感l1产生一个方向的磁场，电感l1线圈的磁场与磁铁的磁场发生作用，异性相吸，同性相斥，则电感l1和磁铁相互吸引，通过磁力驱动第一接触电极和第二接触电极的相互吸引，从而控制墙壁开关闭合。

当第一数字控制端口输出低电平时，第二数字控制端口输出高电平。此时，第二开关管q2和第三开关管q3导通，由于第三开关管q3的漏极外接电源正极，而第二开关管q2的源极接地，所以，电流从第三开关管q3的漏极经第三开关管q3的源极从另一个方向流入电感l1后，再经第二开关管q2的漏极和第二开关管q2的源极流出。此时，由于第一数字控制端口输出低电平，第一开关管q1和第四开关管q4处于截止状态。电感l1产生另一方向的磁场，电感l1线圈的磁场与磁铁的磁场发生作用，异性相吸，同性相斥，则电感l1和磁铁相互排斥，通过磁力驱动第一接触电极和第二接触电极的相互排斥，从而控制墙壁开关断开。

总的来说，本实用新型利用磁性物体异性相吸和同性相斥的原理，采用第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4作为电流方向转换电路，通过第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4的相互配合，即可控制流经电感l1的电流方向，能够简化数字式智能墙壁开关的电路结构，从而提高其可靠性。

具体地，所述第一开关管q1、所述第二开关管q2、所述第三开关管q3和所述第四开关管q4为场效应管。更具体地，所述第一开关管q1、所述第二开关管q2、所述第三开关管q3和所述第四开关管q4的型号为2sk208。所述电感l1的型号为mmz1608s121a。所述开关控制装置为xr-21a芯片，所述第一数字控制端口为所述xr-21a芯片的tx0管脚，所述第二数字控制端口为所述xr-21a芯片的rx0管脚。

除了通过磁力来驱动开关的闭合或者断开外，本实用新型中的数字式智能墙壁开关还能通过电机来驱动第一接触电极和第二接触电极的相互闭合或者相互断开。具体地，所述开关执行装置为电机，所述电机通过其动力输出轴驱动所述第一接触电极和所述第二接触电极的相互闭合或者相互断开。电机体积较小，采用电机作为开关执行装置，电机通过其动力输出轴驱动第一接触电极和第二接触电极的相互闭合或者相互断开，从而实现开关功能，能够缩小数字式智能墙壁开关的体积。

具体地，所述开关执行装置通过所述开关控制装置与智能终端相连，用于通过智能终端发送控制指令，从而控制第一数字控制端口和第二数字控制端口输出高电平或者低电平。

综上所述，本实用新型提供了一种数字式智能墙壁开关，基于机械式墙壁开关，所述机械式墙壁开关上设置有第一接触电极和第二接触电极；所述数字式智能墙壁开关包括开关控制装置和开关执行装置；所述控制装置上设置有第一数字控制端口和第二数字控制端口，所述第一数字控制端口和所述第二数字控制端口用于提供高电平或者低电平；所述开关执行装置分别通过所述第一数字控制端口和所述第二数字控制端口与所述控制装置相连，所述开关执行装置驱动所述第一接触电极和所述第二接触电极的相互闭合或者相互断开。与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：在保留机械式墙壁开关基本结构和基本功能的基础上，开关控制装置通过第一数字控制端口和第二数字控制端口控制开关执行装置，通过开关执行装置驱动第一接触电极和第二接触电极的相互闭合或者相互断开，从而实现开关功能，具有能耗低和安全性能高等优点。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。