本发明涉及一种开关技术领域，尤其涉及一种带电量计量的智能触摸开关及系统。
背景技术：
开关作为与人们生活息息相关的装置，在人们常及工作中扮演着不可或缺的角色。随着5g的发展和互联网技术的不断成熟,人类已经进入到了一个万物互联的“大连接”时代。开关自然也成为万物互联中的重要组成部分。
目前智能开关种类繁多，但存在易吸合、继电器寿命短等问题，致使用户体验不佳。主流无线技术方案有wifi、zigbee等无线方案，但都存在不足，如采用wifi方案，最大的问题是安全性非常低，无线稳定性较差，同时其功耗高、组网能力低也是极大制约了其推广及应用。采用zigbee方案在组网能力上表现尚可，但信号穿墙能力不足，开发难度大，产品成本高。同时用户无法了解用电设备电能损耗。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种带电量计量的智能触摸开关及系统，其中该带电量计量的智能触摸开关可以避免无法实时了解用电设备用电量，不利于节能环保。
为了解决上述问题，本发明提供一种带电量计量的智能触摸开关，该带电量计量的智能触摸开关包括：计量单元、射频单元、电源单元、控制单元、触摸单元以及微处理器，其中所述微处理器分别与计量单元、射频单元、控制单元、触摸单元电信号相连，所述电源模块给微处理器、触摸单元、控制单元、计量单元提供电源。
进一步说，所述控制单元包括继电器、驱动继电器工作的继电器驱动电路、检测交流市电过零点的过零检测电路。
进一步说，所述电源单元包括ac-dc模块和dc-dc模块，其中ac-dc模块将～220v交流市电转换为5v直流电，分别给控制单元、计量单元提供工作电压，dc-dc模块将5v直流电转换为3.3v直流电压，分别给微处理器、触摸单元提供工作电源。
进一步说，所述触摸单元包括感应有无人体接触的感应盘和触摸芯片。
进一步说，所述过零检测电路光耦隔离方案。
进一步说，所述计量单元包括hlw8012。
进一步说，所述射频模块sub1g无线收发通信芯片。
进一步说，所述智能触摸开关还包括与微处理器信号连接的自组网射频模块,该自组网射频模块直接或间接通过主节点设备与服务器建立无线通讯。
进一步说，所述主节点设备包括实现与服务器通信的网关。
本发明还提供一种带电量计量的智能触摸开关系统,智能触摸开关系统包括至少一触摸开关、服务器和实现触摸开关与服务器通信的网关，其中触摸开关包括实时采集设备用电量的计量单元、控制形成开关回路的控制单元、用于外部开关信号入的触摸单元和实现自组网的射频模块，以及协调输入的开关信号和交流市电过零点信号控制的控制单元工作的微处理器，还包括为计量单元、控制单元、触摸单元和微处理器提供工作电源的电源单元，以及实现与服务器通信的网关，所述微处理器分别与计量单元、射频单元、控制单元、触摸单元电信号相连，所述电源模块给微处理器、触摸单元、控制单元、计量单元提供电源。
进一步说，所述控制单元包括继电器、驱动继电器工作的继电器驱动电路、检测检测交流市电过零点的过零检测电路。
进一步说，所述电源单元包括ac-dc模块和dc-dc模块，其中ac-dc模块将～220v交流市电转换为5v直流电，分别给控制单元、计量单元提供工作电压，dc-dc模块将5v直流电转换为3.3v直流电压，分别给微处理器、触摸单元提供工作电源。
使用时,当人体接触触摸单元时，将产生有效的开关信号有效发给微处理器，微处理器接根据开关信号和过零检测电路检测的过零信号时,控制继电器驱动电路控制驱动继电器,实现回路的开关。同时,微处理器通过自组网无线射频模块将开关状态信息发送至服务器，并实时接收来自服务器下发的控制信息,用户可通过移动通讯终端下发控制指令、预设不同场合的情景模式等远程操作。
带电量计量的智能触摸开关具有以下优点：
集成计量功能，将能耗监测细化到“最后1米”的终端设备单元，精细化统筹计量，为能耗管控，能源精细化管理提供了便利，降低了人工成本、提升了效率，减少了能耗。
增加了过零检测电路，针对继电器吸合的延时性，配合延时算很好的解决了触点间因拉弧、浪涌等情况引起的触点烧蚀现象，延长了继电器的使用寿命。
无线rf技术有着低成本、低功耗、传输距离远等优势，结合自主研发的无线rf自组网技术，可以高效可靠实现对家居及大厦等不同应用环境的组网，用户可通过智能设备登陆app、web等界面实现对终端设备单元实现远程操控、数据处理、预设情景模式等智能化管控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是带电量计量的智能触摸开关实施例原理方框示意图。
下面结合实施例，并参照附图，对本发明目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，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做出创造性劳动的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，本发明提出一种带电量计量的智能触摸开关实施例。
该带电量计量的智能触摸开关，包括实时采集设备用电量的计量单元、控制形成开关回路的控制单元、用于外部开关信号入的触摸单元，以及协调输入的开关信号和交流市电过零点信号控制的控制单元工作的微处理器，还包括为计量单元、控制单元、触摸单元和微处理器(mcu)提供工作电源的电源单元，所述微处理器分别与计量单元、控制单元、触摸单元电信号相连，所述电源模块给微处理器、触摸单元、控制单元、计量单元提供电源。
具体地说，所述计量单元可以采用现有技术，实现对设备用电量的采集，如采用hlw8012,高度精确且成本低。
所述控制单元包括继电器、驱动继电器工作的继电器驱动电路和检测交流市，如检测～220v交流市电过零点的过零检测电路,其中所述过零检测电路采用光耦隔离计数，误差小，结合延时算法，大大延长了继电器的使用寿命。所述过零检测电路可以采用现有技术来实现，在本实例中，过零检测电路采用带有光耦隔离方案，实现对交流市电过零点的采集，并将该过零信号发送至微处理器处理。
所述电源单元包括ac-dc模块和dc-dc模块，其中ac-dc模块采用现有技术，如现有的非隔离电源，将～220v交流市电转换为5v直流电，并分别给控制单元、计量单元提供工作电压，dc-dc模块将5v直流电转换为3.3v直流电压，分别提供给微处理器、触摸单元作为工作电源。
所述触摸单元可以采用现有技术来实现，本实施例中，该触摸单元包括感应有无人体接触的电容式感应盘和根据电容式感应盘输出的信号确定是否为有效开关信号的触摸芯片。使用时，当人体接触触摸单元的感应盘时，该电容式感应盘的电容量将会发生改变，感应盘将该信号传送至电气相连的触摸芯片,由触摸芯片对感应盘输出的信号进行判断，确定是否是一个有效的开关信号。
使用时,触摸单元时刻检测有无手接触，当人体接触时，触摸单元感应盘上的电容量将会发生改变，感应盘将该信号传送至电气相连的触摸芯片，触摸芯片通过自带的算法判断是否为有效接触，并将该开关信号上传至微处理器，微处理器接收到开关信号后，结合接受到的过零检测电路检测到的过零信号，在过零点时将控制指令下发至与之电气相连的继电器驱动电路，以驱动继电器动作，最终实现回路的开关。
换句话说,当人体接触触摸单元时，先确定接触是否有效,再将产生有效的开关信号有效发给微处理器，微处理器接根据开关信号和过零检测电路检测的过零信号时,控制继电器驱动电路控制驱动继电器,实现回路的开关。
所述带电量计量的智能触摸开关具有以下优点：
集成计量功能，将能耗监测细化到每个终端设备，用户可以直观了解每个用电设备用户量，有利于能耗控制。
通过增加过零检测电路，针对继电器吸合的延时性，配合延时算法很好的解决了触点间因拉弧、浪涌等情况引起的触点烧蚀现象，延长了继电器的使用寿命。
本发明琮提供一种带电量计量的智能触摸开关系统，该带电量计量的智能触摸开关系统可以将室内每个触摸开关组网，实现远程控制或显示。
该带电量计量的智能触摸开关系统包括：至少一触摸开关、服务器和实现触摸开关与服务器通信的网关，其中触摸开关包括实时采集设备用电量的计量单元、控制形成开关回路的控制单元、用于外部开关信号入的触摸单元和实现自组网的射频模块，以及协调输入的开关信号和交流市电过零点信号控制的控制单元工作的微处理器，还包括为计量单元、控制单元、触摸单元和微处理器提供工作电源的电源单元，以及实现与服务器通信的网关，所述微处理器分别与计量单元、射频单元、控制单元、触摸单元电信号相连，所述电源模块给微处理器、触摸单元、控制单元、计量单元提供电源。
所述触摸开关采用上述实施例结构，即包括计量单元、控制单元、触摸单元和微处理器提供工作电源的电源单元，所述微处理器分别与计量单元、射频单元、控制单元、触摸单元电信号相连，所述电源模块给微处理器、触摸单元、控制单元、计量单元提供电源。
与微处理器信号连接的自组网射频模块，如rf模块,该自组网射频模块直接或间接通过主节点设备，如网关与服务器建立无线通讯。
具体地说,结合现有无线rf自组网技术，该rf自组网技术采用现在技术来实现，即使各射频模块的子节点能够快速地接收到邻近节点的无线信号，根据当时的相邻节点位置，启动路由算法，自动调整节点之间的通信关系，形成新的网络拓扑结构，最后整个拓扑网络通过主节点设备连至服务器,，用户可以任意时间地点通过web界面或app等形式通过服务器进行管理、查询系统设备运行状态。
该自组网的射频模块采用现有技术,如sub1g频段无线收发通信芯片，该sub1g无线收发通信芯片通信距离远，穿墙能力强，适合楼宇家居组网。所述主节点设备包括实现与服务器通信的网关。
使用时,微处理器通过自组网无线射频模块将开关状态信息发送至服务器，并实时接收来自服务器下发的控制信息.用户可通过手机、平板或电脑等移动通讯终端下发控制指令、预设不同场合的情景模式，接收状态信息、查阅能耗历史数据表等远程操作。
采用rf技术有着低成本、低功耗、传输距离远等优势，结合无线rf自组网技术，可以高效可靠实现对家居及大厦等不同应用环境的组网，用户可通过智能设备登陆app、web等界面实现对终端设备单元实现远程操控、数据处理、预设情景模式等智能化管控。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。