专利名称：两线制智能开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种开关，具体地说是涉及一种尤其适用于两线制传输线路的智 能开关。
背景技术：
目前传统的室内电器的控制方式是通过专用线路由开关实现对电器的一对一控 制，其虽有可靠性等优点，但其施工繁琐，工程量大等缺点。为此，在对如多头灯具等进行分 组控制时，目前已广泛使用一种程序循环分组控制的方式，通过在同一个开关上反复通断 操作的累加循环通电，可实现按所设置顺序依次导通各组的灯头，其优点是安装简单，成本 较低，但由于使用中只能按所设顺序依次循环导通，其控制自由度小，不能根据需要自由选 择和直接一步到位而感到不方便，且每组的控制功率不能太大，否则会因开关体积过大而 失去使用价值。中国专利ZL200720080622. 5提供了 一种电子智能开关装置，通过不同阻值的电 阻性结构(或者频率可控的振荡单元等)组成开关单元，产生不同量值的电压或电流控制 信号，并由各发送支路发送 给MCU，MCU将判断运算结果的执行信号经输出单元输出，控制 相应的电器，从而减少与开关连接的传输线路数量，解决房屋电器控制中的布线，安装，安 全方面的一些问题。然而，由于上述电子智能开关装置的开关单元是采用的模拟量的电压或电流控制 信号作为输入控制信号由MCU进行判断运算，在实际使用中，需要使用带有A/D转换功能的 MCU芯片或是单独设置A/D转换单元，因此成本较高，同时模拟信号的控制方式也容易造成 控制信号出现错误的判断，或者受温度，潮湿等因素的影响。另外，由于开关单元没有用于 指示状态的机构，这样会使得用户不知道电器是否正在运行，在使用上有所不便。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种两线制智能开关，能够在减少传统 开关传输线路的同时，具有更稳定可靠的工作性能及更方便的指示功能，并且成本较低。本实用新型所采取的技术方案是提供一种两线制智能开关，包括与外部电源相连接的直流稳压电源和输出控制单 元，还包括数字量输入单元，与数字量输入单元相连接的编码处理器，分别与编码处理器相 连接的指示单元和解码处理器，所述直流稳压电源分别与编码处理器和解码处理器相连 接，所述输出控制单元与解码处理器的输出端相连接。数字量输入单元将数字量形式的控制信号传输给编码处理器，编码处理器根据输 入的控制信号输出给指示单元显示工作状态，并对控制信号进行编码，通过传输线路传输 给解码处理器，由解码处理器解码成执行信号传输给输出控制单元，控制相应的执行机构 (如家用电器)接通或切断外部电源。进一步，本实用新型智能开关还包括与直流稳压电源相连接的分时复用单元，所述编码处理器与解码处理器之间通过分时复用单元相连接，所述直流稳压电源通过分时复 用单元向编码处理器供电。还包括一个与分时复用单元相连接的储电单元，所述分时复用单元通过该储电单 元向编码处理器供电。所述储电单元是由至少一个电容并联组成。所述编码处理器和解码处理器之间采用两线制传输线路相连接。本实用新型的优点是如上述的结构，本实用新型智能开关采用数字量输入单元来输入控制信号，从而 避免了采用电压或电流模拟量控制信号可能受到温度，潮湿等因素的影响而造成误判的情 况，提高了控制的可靠性和准确性。另外，由于直接采用数字信号输入，相应的编码处理器 也无需采用带有A/D转换功能的微处理器(MCU)芯片，在实际应用于生产制造时，即使本实 用新型智能开关的编码处理器和解码处理器需要两块MCU芯片，但其成本仍然要比市场上 带有A/D转换功能MCU较为低廉。如上述的结构，本实用新型智能开关采用指示单元将开关的控制状态工作情况通 过LED指示灯等形式直观明了的显示出来，便于使用者随时查看，方便使用。如上述的结构，所述编码处理器和解码处理器之间采用两线制传输线路相连接， 减少了与开关连接的传输线路的数量，尤其是可以在不改变现有的室内两线制传输电力线 路布线设置的情况下，只用常规开关的一对控制线路实现对多个不同电器的控制。如上述的结构，所述编码处理器与解码处理器之间通过分时复用单元相连接，使 得一般室内两线制控制线路既能够起到供送电源的作用，又能够在需要传输控制信号时将 编码处理器输出的控制信号传输给解码处理器，提高了电路的工作效率，更适应室内两线 制传输线路的实用需要。
图1是本实用新型智能开关的结构示意图；图2是本实用新型智能开关一实施例的电原理图；图3是本实用新型智能开关另一实施例的电原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的结构特征。图1是本实用新型智能开关的结构示意图。如图1所示，本实用新型两线制智能 开关，它包括与外部电源1相连接的直流稳压电源2和输出控制单元3，还包括数字量输入 单元4，与数字量输入单元4相连接的编码处理器5，分别与编码处理器5相连接的指示单 元6和解码处理器7，所述直流稳压电源2分别与编码处理器5和解码处理器7相连接，所 述输出控制单元3与解码处理器7的输出端相连接。本实用新型智能开关还包括与直流稳压电源2相连接的分时复用单元8，所述编 码处理器5与解码处理器7之间通过分时复用单元8相连接，所述直流稳压电源2通过分 时复用单元8向编码处理器5供电；进一步，还包括一个与分时复用单元8相连接的储电单元9，所述分时复用单元8通过该储电单元9向编码处理器5供电。所述储电单元9是由至少一个电容并联组成。所述数字量输入单元4是由至少一个数字量输入按键组成的数字开关网络。所述指示单元6采用LED显示灯。所述输出控制单元3是继电器或可控硅管。所述编码处理器5和解码处理器7之间采用两线制传输线路相连接。以下结合实施例进一步说明本实用新型智能开关的具体电路结构及工作方式。实施例1图2是本实用新型智能开关一实施例的电原理图。在本实施例中，所述编码处理 器5和解码处理器7均采用由美国微芯公司提供的PIC16C5X系列微处理器芯片。如图2所示，家用交流220V的外部电源1通过直流稳压电源2进行整流和稳压， 输出+5V和Vrc两路直流电压信号供给解码处理器7和输出控制单元3中的各继电器线圈， 并经过分时复用单元8供电给编码处理器5，同时对由电容C3、C6、稳压管DlO组成的储电 单元9充电。本实施例中，数字量输入单元4是由开关Sl S8组成的2*4数字编码网络，使用 者通过开关S1-S8输入控制信号，编码处理器5根据收到的控制信号通过OutO 0ut4管 脚输出给指示单元6，由LED指示灯Dl D8指示相应的控制状态，同时编码处理器5在对 输入的控制信号进行编码以后将编码控制信号通过send管脚输出给分时复用单元8中的 MOS场效应管Ql。分时复用单元8在未收到send管脚传来的编码控制信号时，MOS场效应管Ql的 漏极(A点)处于高电平，分时复用单元8通过二极管D9对编码处理器5和储电单元9供 电；当MOS场效应管Ql的栅极收到send管脚输出的编码控制信号，MOS场效应管Ql的漏 极导通，A点跳变为低电平，将编码控制信号传输给解码处理器7，此时储电单元9中的电 容C3、C6将自动放电，从而承担对编码处理器5的供电，在编码控制信号传输完毕后(即 send脚不再输出信号)，Ql的漏极重新恢复高电平，即重新由直流稳压电源2对编码处理 器5供电，并继续对电容C3、C6充电。这样，两线制传输线路(即图中A、B)在平时充当输 送电源的电源线，在有控制信号时充当数据传输线，大大提高了电路的工作效率，简化了线 路结构。分时复用单元8将编码控制信号输送给解码处理器7，解码处理器7内部的设置与 编码处理器5相匹配，将收到的编码控制信号解码成控制执行信号，通过相应的输出管脚 输出，由U3进行电平转换后输送给输出控制单元3的继电器Kl K7，控制相应继电器的触 点断开或吸合，使相应的电器接通或切断交流220V电源。实施例2图3是本实用新型智能开关另一实施例的电原理图。在本实施例中，所述编码处 理器5和解码处理器7均采用台湾飞凌公司提供的FM8PS系列微处理器芯片。如图3所示，本实施例提供了另一种结构的直流稳压电源2，交流220V的外部电源 1通过该直流稳压电源2进行整流和稳压，输出+5V和两路直流电压信号供给解码处理 器7和输出控制单元3，并经过分时复用单元8供电给编码处理器5，同时对由电容C2、C3、 稳压管D3组成的储电单元9充电。[0040]本实施例中，数字量输入单元4是由开关Sl S4组成的4位数字编码网络，使用 者通过开关S1-S4输入控制信号，编码处理器5根据收到的控制信号进行编码，编码处理器 5通过send管脚输出的编码控制信号分为两路，一路输出给外接的指示单元(例如，外部的 电源管理系统中的指示接口)进行指示或其他监控处理，提高应用灵活度及可扩展性；另 一路则通过send管脚输出到分时复用单元8中MOS场效应管Ql的栅极。分时复用单元8在未收到send管脚传来的编码控制信号时，MOS场效应管Ql的 漏极(A点)处于高电平，分时复用单元8通过二极管D9对编码处理器5和储电单元9供 电；当MOS场效应管Ql的栅极收到send管脚输出的编码控制信号，Ql的漏极导通跳变为 低电平，将编码控制信号传输给解码处理器7，此时储电单元9中的电容C2、C3将自动放电， 从而承担对编码处理器5的供电，在编码控制信号传输完毕后(即send脚不再输出信号)， Ql的漏极将恢复高电平，重新由直流稳压电源2对编码处理器5、指示单元6供电，并对电 容C3、C6充电。同样的，本开关中的两线制传输线路(即图中A、B)平时充当输送电源的电 源线，在有控制信号时充当数据传输线，起到了分时复用的效果。分时复用单元8将编码控制信号输送给解码处理器7，解码处理器7内部的设置与 编码处理器5相匹配，将收到的编码控制信号解码成控制执行信号，通过OUTl 0UT3管脚 分别输出给输出控制单元3的可控硅管(晶闸管)Q1、Q2和继电器K1，控制晶闸管Ql、Q2 及继电器Kl的通路或断路，使电器接通或切断交流220V电源。在本实施例中，根据使用需 要可以采用可控硅管替代继电器作为输出控制单元3中的控制器件，以充分利用可控硅管 体积较小，成本较低的优点。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例。本实用新型的构造特征并不局限于此， 本领域技术人员在本实用新型领域内，依据本实用新型所揭露的技术内容，可轻易思及的 等效变化，均应属于本实用新型的保护范畴。
权利要求两线制智能开关，包括与外部电源相连接的直流稳压电源和输出控制单元，其特征是，包括数字量输入单元，与数字量输入单元相连接的编码处理器，分别与编码处理器相连接的指示单元和解码处理器，所述直流稳压电源分别与编码处理器和解码处理器相连接，所述输出控制单元与解码处理器的输出端相连接。
2.如权利要求1所述的两线制智能开关，其特征是，还包括与直流稳压电源相连接的 分时复用单元，所述编码处理器与解码处理器之间通过分时复用单元相连接，所述直流稳 压电源通过分时复用单元向编码处理器供电。
3.如权利要求2所述的两线制智能开关，其特征是，还包括一个与分时复用单元相连 接的储电单元，所述分时复用单元通过该储电单元向编码处理器供电。
4.如权利要求3所述的两线制智能开关，其特征是，所述储电单元是由至少一个电容 并联组成。
5.如权利要求1或2或3或4所述的两线制智能开关，其特征是，所述数字量输入单元 是由至少一个数字量输入按键组成的数字开关网络。
6.如权利要求1或2或3或4所述的两线制智能开关，其特征是，所述指示单元采用 LED显示灯。
7.如权利要求1或2或3或4所述的两线制智能开关，其特征是，所述输出控制单元是 继电器或可控硅管。
8.如权利要求1或2或3或4所述的两线制智能开关，其特征是，所述编码处理器和解 码处理器之间采用两线制传输线路相连接。
专利摘要两线制智能开关，包括与外部电源相连接的直流稳压电源和输出控制单元，还包括数字量输入单元，与数字量输入单元相连接的编码处理器，分别与编码处理器相连接的指示单元和解码处理器，所述直流稳压电源分别与编码处理器和解码处理器相连接，所述输出控制单元与解码处理器的输出端相连接。本智能开关可以只用常规开关的一对控制线路实现对多个不同电器的控制；同时，采用数字量输入单元来输入控制信号，降低成本的同时提高开关的准确性和可靠性；采用指示单元显示开关状态，方便查看和使用；采用时分复用的方式提高电路工作效率，简化结构。
文档编号G05B19/04GK201741004SQ20102019943
公开日2011年2月9日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者金安新 申请人:金安新