智能开关电路及智能开关的制作方法

1.本实用新型涉及智能开关技术领域，特别涉及一种智能开关电路及智能开关。


背景技术：

2.目前，家居设计中经常采用智能开关来控制各种设备，现有家居类智能开关产品，例如：wifi开关、zigbee、433m、电力载波开关以及与天猫精灵配合使用的开关等，都需要通过手机或者额外的网关产品进行控制，对于低年龄孩童、年长人群或者文化层次较低的人群等不善于使用网关的人群来说，使用极其不方便。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种智能开关电路，旨在无需通过网关产品使用智能开关。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种智能开关电路，应用于智能开关中。所述智能开关电路包括：
5.语音输入电路，用于采集声音信号；所述语音输入电路还用于对所述声音信号进行解码处理以确定其表征的设备类型和设备启/停信息并输出；
6.开关电路，所述开关电路的输入端与市电电网连接，所述开关电路具有若干个输出端，每一所述输出端均与至少一个设备的供电端连接；
7.主控制器，所述主控制器分别与所述语音输入电路的输出端和所述开关电路的受控端连接；所述主控制器用于根据接收到的所述设备类型和设备启/停信息控制所述开关电路将对应的设备与所述市电电网连接；
8.或者，根据接收到的所述设备类型和设备启/停信息控制所述开关电路将对应的设备与所述市电电网断开连接。
9.可选地，所述语音输入电路包括：
10.麦克风，用于采集声音信号并输出；
11.语音识别电路，所述语音识别电路的输入端与所述麦克风的输出端连接，所述语音识别电路的输出端与所述主控制器连接；所述语音识别电路用于对所述声音信号进行解码处理以确定其表征的设备类型和设备启/停信息并输出。
12.可选地，所述语音识别电路与所述主控制器串口通讯连接。
13.可选地，所述开关电路包括若干路开关支路；各所述开关支路的输入端均与所述市电电网连接，各所述开关支路的输出端与至少一个所述设备的供电端连接。
14.可选地，所述开关支路为至少一个可控硅。
15.可选地，所述智能开关电路还包括按键电路，所述按键电路的输出端与所述主控制器连接；所述按键电路中具有若干个按键开关，各所述按键开关输出用于控制相应设备启/停的按键信号；
16.所述主控制器，还用于根据接收到的所述按键信号控制所述开关电路将对应的设
备与所述市电电网连接或者断开连接。
17.可选地，所述智能开关电路还包括漏电检测电路；
18.所述漏电检测电路的检测端与各所述设备的供电端连接，所述漏电检测电路的输出端与所述主控制器连接；所述漏电检测电路用于检测输入至各设备的电网电流，并输出相应的漏电检测信号；
19.所述主控制器还用于根据所述漏电检测信号控制所述开关电路断开对应设备与市电电网的连接。
20.可选地，所述智能开关电路还包括电源管理电路，所述电源管理电路的输入端与所述市电电网连接，所述电源管理电路的输出端分别与所述语音输入电路、所述主控制器、所述按键电路及所述漏电检测电路的供电端连接。
21.本实用新型还提出一种智能开关，所述智能开关包括：
22.开关壳体；
23.电路板；以及
24.如上所述的智能开关电路，所述智能开关电路中的语音输入电路、开设关电路及主控制器均设于所述电路板上，所述电路板容置于所述开关壳体中。
25.可选地，所述开关壳体为86盒结构。
26.本实用新型智能开关电路通过设置语音输入电路、开关电路及主控制器，并通过语音输入电路确定其表征的设备类型和设备启/停信息并将之输出至主控制器，以使主控制器可根据设备类型和设备启/停信息控制开关电路将对应的设备与所述市电电网连接或者断开连接。本实用新型智能开关电路通过语音输入电路实时获取用户声音中所表征的设备类型和设备启/停信息，并利用其控制目标设备启停，以实现无需通过网关产品使用智能开关，进而可提高低年龄孩童、年长人群及文化层次较低的人群等用户群体使用智能开关的用户体验。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
28.图1为本实用新型智能开关电路一实施例的功能模块示意图；
29.图2为本实用新型智能开关电路另一实施例中语音输入电路的电路结构示意图；
30.图3为本实用新型智能开关电路另一实施例中开关电路的电路结构示意图。
31.附图标号说明：
[0032][0033][0034]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0036]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0037]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0038]
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0039]
本实用新型提出一种智能开关电路20，应用于智能开关中。
[0040]
参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述智能开关电路20包括：
[0041]
语音输入电路10，用于采集声音信号；所述语音输入电路10还用于对所述声音信号进行解码处理以确定其表征的设备类型和设备启/停信息并输出；
[0042]
开关电路20，所述开关电路20的输入端与市电电网连接，所述开关电路20具有若干个输出端，每一所述输出端均与至少一个设备的供电端连接；
[0043]
主控制器30，所述主控制器30分别与所述语音输入电路10的输出端和所述开关电路20的受控端连接；所述主控制器30用于根据接收到的所述设备类型和设备启/停信息控
制所述开关电路20将对应的设备与所述市电电网连接；
[0044]
或者，根据接收到的所述设备类型和设备启/停信息控制所述开关电路20将对应的设备与所述市电电网断开连接。
[0045]
本实施例中，语音输入电路10中可集成有用于对声音信号进行解码的硬件电路和软件程序或算法，以及可以数据的形式存储有与多种设备对应的预设设备类型和设备启/停信息。语音输入电路10用于采集声音信号，并可通过执行用于解码的硬件电路和软件程序或算法对其进行实时解码，以在解码出声音信号中所包含的设备类型和设备启/停信息时，根据预设设备类型及相应的设备启/停信息确定与之最为接近的预设类型和信息，将该最为接近的预设类型和信息配置为该声音信号所表征的设备类型和设备启/停信息，并将之输出至主控制器30。
[0046]
开关电路20，可由三极管、mos管、igbg或可控硅等开关器件中的一种或多种组合来构建实现。开关电路20通过利用自身中各开关器件的导通/截止状态来控制各设备的供电端与市电电网的连接，进而实现对各设备启停状态的控制。可以理解的是，开关电路20的输出端与需要控制的设备匹配设置即可，在此不做限定，且还可通过将多个设备的供电端分别与开关电路20不同的输出端连接，以实现多个设备的联动启停效果。
[0047]
主控制器30可以为mcu、dsp或者fpga中的一种，或者还可以为专用的控制芯片；在一可选实施例中，优先选为mcu。主控制器30中可集成相应的硬件电路、存储有相应软件程序或算法及数据的存储器和用于调用存储器存储内容的处理器，并可通过引脚或者端口与智能开关电路20中其他功能电路进行连接，以接收其他的功能电路在工作时输出的反馈信号，并可输出相应的控制信号至其他功能电路，以实现对智能开关电路20的整体监控。主控制器30可根据接收到的设备类型和设备启/停信息，输出相应的开关控制信号，例如：pwm控制信号，来控制开关电路20中相应开关器件的通断，以实现将与该设备类型对应的设备接入市电电网或者将该设备与市电电网断开连接，从而实现控制该设备的启停。
[0048]
本实用新型智能开关电路20通过设置语音输入电路10、开关电路20及主控制器30，并通过语音输入电路10确定其表征的设备类型和设备启/停信息并将之输出至主控制器30，以使主控制器30可根据设备类型和设备启/停信息控制开关电路20将对应的设备与所述市电电网连接或者断开连接。本实用新型智能开关电路20通过语音输入电路10实时获取用户声音中所表征的设备类型和设备启/停信息，并利用其控制目标设备启停，以实现无需通过网关产品使用智能开关，进而可提高低年龄孩童、年长人群及文化层次较低的人群等用户群体使用智能开关的用户体验。
[0049]
参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述语音输入电路10包括：
[0050]
麦克风11，用于采集声音信号并输出；
[0051]
语音识别电路12，所述语音识别电路12的输入端与所述麦克风11的输出端连接，所述语音识别电路12的输出端与所述主控制器30连接；所述语音识别电路12用于对所述声音信号进行解码处理以确定其表征的设备类型和设备启/停信息并输出。
[0052]
进一步地，所述语音识别电路12与所述主控制器30串口通讯连接。
[0053]
本实施例中，麦克风11还可以为其他的拾音器件，以用于实时获取用户的声音信号，并将之经声电转换后输出承载声音信息的电信号。
[0054]
语音识别电路12可以采用语音识别芯片u1及存储器u2来构建实现；在一可选实施
例中，语音识别电路12采用nrk10型号的语音识别芯片u1，存储器u2采用w25q16fv型号的闪存器。语音识别电路12用于接收麦克风11输出的电信号，并可通过运行用于解码的电路，例如adc转换电路，以将模拟信号形式的电信号转化为数字信号后再可通过运行相应的解码程序或算法对其实时进行解码；并可在解码过程中，实时调用存储器u2件中所预先存储的表征设备类型和设备启/停信息的相关数据，以对声音信号中表征的设备类型和设备启/停信息进行确定。语音识别电路12可将确定的上述信息经串口通讯发送至主控制器30，以使主控制器30可根据上述信息控制开关电路20工作。在另一可选实施例中，语音识别芯片u1上可设有用于与主控制器30串口通讯的引脚txd和rxd。当然，在其他可选实施例中，语音识别芯片u1及存储器u2件也可以一体设置。
[0055]
在另一可选实施中，语音识别电路12还可以与扬声器ls1连接，以用于在语音识别电路12输出确定的设备类型和设备启/停信息时，使扬声器ls1发出相应的提示音，以提示用户智能开关即将执行的开关动作。
[0056]
参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述开关电路20包括若干路开关支路；各所述开关支路的输入端均与所述市电电网连接，各所述开关支路的输出端与至少一个所述设备的供电端连接。
[0057]
进一步地，所述开关支路为至少一个可控硅u3。
[0058]
本实施例中，每一开关支路的受控端均可与主控制器30的一个端口或引脚进行连接，以使主控制器30可通过不同的端口或引脚来实现各开关支路的导通/截止。而每一开关支路均用于在开启时，将市电电网接入至其输出端所连设备的供电端，以为该设备进行供电，进而实现该设备的启动；每一开关支路也同样用于在断开时，使其输出端所接设备的供电端与市电电网断开连接，以实现该设备的停止工作。在一可选实施例中，可控硅u3选用moc304型号的光耦双向可控硅u3；以用于控制照明灯具lamp的启停；图3所示实施例中pa8为主控制器30的一个端口/引脚。而采用可控硅u3可以满足大多数家用电气设备供电电流的传输要求，可得使本实用新型智能开关电路20所应用的智能开关可对更多的电气设备进行启/停控制。
[0059]
参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述智能开关电路20还包括按键电路40，所述按键电路40的输出端与所述主控制器30连接；所述按键电路40中具有若干个按键开关，各所述按键开关输出用于控制相应设备启/停的按键信号；
[0060]
所述主控制器30还用于根据接收到的所述按键信号控制所述开关电路20将对应的设备与所述市电电网连接或者断开连接。
[0061]
本实施例中，按键电路40中可设置有若干个实体的按键开关，按键开关的数量与开关电路20所连接的设备数量匹配设置即可，在此不做限定。不同按键开关的输出端同样可与主控制器30不同的端口或引脚连接，以使主控制器30可根据按键信号的输入端口或引脚来确定该按键信号所对应的设备。主控制器30还可通过获取各按键信号对应的电压值来判断该按键信号所表征的设备启/停信息，例如：按键信号中的高电平可表征该设备开启，按键信号中的低电平可表征该设备关闭，进而主控制器30可根据判断结果控制开关电路20中相应的开关支路导通/截止，以实现将该设备与市电电网连接或者断开连接。如此设置，可在本实用新型智能开关电路20应用于智能开关中时，使其保留原有的按键触发功能，可进一步提升智能开关的使用便利性。
[0062]
参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述智能开关电路20还包括漏电检测电路50；
[0063]
所述漏电检测电路50的检测端与各所述设备的供电端连接，所述漏电检测电路50的输出端与所述主控制器30连接；所述漏电检测电路50用于检测输入至各设备的电网电流，并输出相应的漏电检测信号；
[0064]
所述主控制器30还用于根据所述漏电检测信号控制所述开关电路20断开对应设备与市电电网的连接。
[0065]
本实施例中，漏电检测电路50可以采用变压器、电阻元件及电容元件等分立的电子元件构建组成。漏电检测电路50中可设有多个一次线圈以及与各一次线圈对应的二次线圈；各一次线圈的两端可分别与开关电路20的各输出端和各设备的供电端一一对应连接，以在每一输出端输出市电交流电至设备供电端时，使各自对应的二次线圈中可产生相应大小的感应电流，并可将该感应电流作为漏电检测信号输出至主控制器30，以使主控制器30可通过漏电检测信号实时判断输入的市电交流电流的零序分量之和是否为零，也即当二次线圈中存在零序互感电流时(正常情况下，零序分量之和为零，也即二次线圈中不存在零序互感电流)，因此，主控制器30可在检测到漏电检测信号确定输入至设备的电网电流存在漏电情况，此时主控制器30可控制开关电路20断开该路连接，以对设备进行漏电保护。
[0066]
参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述智能开关电路20还包括电源管理电路60，所述电源管理电路60的输入端与所述市电电网连接，所述电源管理电路60的输出端分别与所述语音输入电路10、所述主控制器30、所述按键电路40及所述漏电检测电路50的供电端连接。
[0067]
本实施例中，电源管理电路60可采用电源管理集成芯片或者由分立的电子元件搭建组成。电源管理电路60的输入端可通过火线和零线与市电电网连接，以用于接入市电电流电，并用于将接入的交流电流进相应的电源变换，例如，整流变换和升/降压变换等，后输出至智能开关电路20中各功能模块的供电端，以分别为之供电。在本实施例中，电源管理电路60用于为语音输入电路10、主控制器30、按键电路40及漏电检测电路50进行供电，以使上述功能模块可正常行使自身的功能。通过设置电源管理电路60，可直接利用市电电网为智能开关中的各功能模块进行供电，避免了额外接入供电电池，有利于提高智能开关的功能集成度，并降低其成本。
[0068]
本实用新型还提出一种智能开关，所述智能开关包括：
[0069]
开关壳体；
[0070]
电路板；以及
[0071]
如上所述的智能开关电路20，所述智能开关电路20中的语音输入电路10、开设关电路及所述主控制器30均设于电路板上，所述电路板容置于所述开关壳体中。
[0072]
进一步地，所述开关壳体为86盒结构。
[0073]
本实施例中，开关壳体中可设有一容置腔，该容置腔与电路板匹配设置即可。设于电路板上的各功能模块可通过电路板上的走线实现彼此之间的电连接。可以理解的是，开关壳体上还可对应按键电路40中的按键开关设有相应的开口，以使各按键开关可通过开口显露。
[0074]
由于该智能开关包括上述智能开关电路20；所述智能开关电路20的详细结构可参
照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在智能开关中使用了上述智能开关电路20，因此，该智能开关的实施例包括上述智能开关电路20全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
[0075]
本实用新型智能开关通过采用86盒结构的开关壳体，以使其可适配于家居中普通开关的安装口，无需进行额外设计，便于普通家庭的安装使用。
[0076]
可以理解的是，图1中示出的智能开关电路20的功能结构并不构成对本实用新型智能开关电路20的限定，可以包括比图示更多或更少的模块，或者组合某些模块，或者不同的模块布置。
[0077]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。