CN105700396A - 智能开关组件及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能开关组件及其控制方法。其中智能开关组件的控制方法包括：获取启动智能开关组件的触发信号；检测智能开关组件与被控电器设备的通信绑定状态；在智能开关组件未被绑定的情况下，发送带有智能开关组件标识的广播信息；接收被控电器设备响应于广播信息的返回信息，提取并保存返回信息中包含的被控电器设备标识，以进行通信绑定；获取来自于外部的控制指令，并按照控制指令对绑定的被控电器设备进行控制。利用本发明的方案，自动完成绑定，无需用户进行干预，提高了用户的使用感受。

Description

智能开关组件及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种家电控制领域，特别涉及一种智能开关组件及其控制方法。

背景技术

传统家电的控制方法主要是用户利用家电配置的按钮、显示屏等人机交互部件进行设定操作以控制家电。这些家电的控制方法，可以根据用户的需求进行调节，但是需要用户对家电具备一定的了解，存一定的使用门槛，影响了部分用户正常使用。另外，这些家电的控制方法还需要用户在家电本体上进行大量的设置操作，操作繁琐。

智能开关是家居智能化改造中必不可少的部件，其功能为接收用户直接下达的或者远程下发的控制指令，并按照控制指令进行动作，改变被控制的电器设备的工作状态，实现被控制的电器设备的智能控制。

智能开关一项重要的功能是关闭或者开启被控制的电器设备或者调整其工作状态，在现有技术中，需要用户手动配置智能开关与被控的家电设备的关系，为智能开关确定被其控制的家电设备。这就需要用户进行大量的配置工作，给用户使用带来了不便。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的智能开关组件及其控制方法。

本发明一个进一步的目的是自动完成控制绑定提高智能开关组件的使用便利性。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种智能开关组件的控制方法。智能开关组件的控制方法包括：获取启动智能开关组件的触发信号；检测智能开关组件与被控电器设备的通信绑定状态；在智能开关组件未被绑定的情况下，发送带有智能开关组件标识的广播信息；接收被控电器设备响应于广播信息的返回信息，提取并保存返回信息中包含的被控电器设备标识，以进行通信绑定；获取来自于外部的控制指令，并按照控制指令对绑定的被控电器设备进行控制。

可选地，获取启动智能开关组件的触发信号的步骤包括：获取智能开关组件的上电启动信号，作为触发信号；或者获取智能开关组件中手动操作触板的操作信号，作为触发信号。

可选地，获取智能开关中手动操作触板的操作信号的步骤包括：获取与触板连接的压电元件被触板带动发生变形产生的电信号。

可选地，检测智能开关组件与被控电器设备的通信绑定状态的步骤包括：读取智能开关组件中通信寄存器内的绑定标识位，以根据绑定标识位的状态确定通信绑定状态。

可选地，在智能开关组件已完成绑定的情况下，读取绑定的被控电器设备的通信标识，以按照通信标识与绑定的被控电器设备建立通信连接。

可选地，提取并保存返回信息中包含的被控电器设备标识的步骤之后还包括：向家居网关设备上传智能开关组件标识以及被控电器设备标识，以供家居网关设备进行匹配记录。

可选地，智能开关组件通过zigbee通信协议与被控电器设备以及家居网关设备进行数据传输。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种智能开关组件。智能开关组件包括：触发模块，配置成获取启动智能开关组件的触发信号；无线通信模块，配置成检测智能开关组件与被控电器设备的通信绑定状态；在智能开关组件未被绑定的情况下，发送带有智能开关组件标识的广播信息；接收被控电器设备响应于广播信息的返回信息，提取并保存返回信息中包含的被控电器设备标识，以进行通信绑定；控制模块，配置成获取来自于外部的控制指令，并按照控制指令对绑定的被控电器设备进行控制。

可选地，智能开关组件布置于墙面上的开关面板内部，并且还设置有：机械开关，串接于向被控电器设备供电的电源线中，其触点由开关面板表面的触板带动，以改变机械开关的开断状态；并且触发模块，还配置成获取智能开关中手动操作触板的操作信号作为触发信号或将智能开关组件的上电启动信号作为触发信号。

可选地，无线通信模块为Zigbee通信模块，以通过zigbee通信协议与被控电器设备以及家居网关设备进行数据传输。

本发明的智能开关组件及其控制方法，在获取启动其工作的触发信号，在自检过程中，确定是否已绑定有被控电器设备，如果以绑定，则执行控制功能，若智能开关为尚未绑定有被控电器设备，则自动通过广播通信的方式，通过对响应于广播信息的返回信息的获取和解析，自动完成绑定，无需用户进行干预，提高了用户的使用感受。

进一步地，本发明的智能开关组件及其控制方法将上电启动信号或者手动操作触板的操作信号，作为所述触发信号，在获取到该触发信号后执行绑定自检过程。通过被控电器设备的配合，响应广播信息，提供其被控电器设备标识。自检的同时完成绑定，响应快，用户体验好。该过程可以在机械开关被闭合的时刻完成，使得智能开关组件以及被控电器通过上电启动这一事件，作为通信绑定的触发动作，从而无需用户进行任何干预操作。

又进一步地，本发明的智能开关组件及其控制方法，采用Zigbee通讯方式进行控制信号的传输，能耗小、成本低，便于对家电设备的改造和安装。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的智能开关组件适用的家电设备控制***的示意性架构图；

图2是根据本发明一个实施例的智能开关组件的示意图；

图3根据本发明另一实施例的智能开关组件的示意图；以及

图4是根据本发明一个实施例的智能开关组件的控制方法的示意图。

具体实施方式

本发明实施例首先提供了一种智能开关组件，图1是根据本发明一个实施例的智能开关组件100适用的家电设备控制***的示意性架构图。

家电设备控制***可以包括：被控电器设备300、智能开关组件100、电源400、控制终端200、智能家居网关设备500。其中电源400用于向被控电器设备300提供电能，例如可以选择工频的交流电源(一般家庭使用的220V生活用电)。在使用生活用电时，电源400通过零线和火线向被控电器设备300供电。

被控电器设备300可以是各种家用电器(包括冰箱、洗衣机、厨房电器、热水器、多媒体播放设备、灯具等)。被控电器设备300的工作状态(包括供电状态以及运行状态)，可根据智能开关组件100的遥控信号进行调整。以灯具为例，可根据智能开关的控制指令进行关闭、开启、调整亮度、灯光颜色等。被控电器设备300与遥控部件120可以匹配设置的无线通信模块，以用于无线信号的传输。

智能家居网关设备500作为为整套智能家居的控制中心，将***中的各类传感器、智能开关组件等互相联动起来，构建出一个完整的智能家居物联网，实现对住宅内外环境的感知，以及对各项设备的全方位控制。智能家居网关设备500优选Zigbee通信与智能开关组件100进行数据传输。

控制终端200用于自动或者根据用户的操作向通过智能家居网关设备500向遥控部件120发送控制指令，并且还可以对智能家居网关设备500进行配置，在本实施例中，控制终端200优选Wi-Fi与智能开关组件100实现数据连接。控制终端200可以包括各种具备一定数据传输以及数据计算功能的便携式电子设备，例如智能手机、平板电脑等。控制终端200可以根据被控电器设备300的类型和功能配置控制功能，通过屏幕、语音、动作等方式获取用户的操作或者按照预先配置的控制方案，以通过智能家居网关设备500向智能开关组件100发送控制信号，最终使被控电器设备300完成满足用户需要的功能。

图2是根据本发明一个实施例的智能开关组件100的示意图。智能开关组件100包括：触发模块110、无线通信模块120、控制模块130。

在以上部件中，触发模块110配置成获取启动智能开关组件100的触发信号；无线通信模块120配置成检测智能开关组件100与被控电器设备300的通信绑定状态；在智能开关组件100未被绑定的情况下，发送带有智能开关组件100标识的广播信息；接收被控电器设备300响应于广播信息的返回信息，提取并保存返回信息中包含的被控电器设备标识，以进行通信绑定；如果无线通信模块120确定智能开关组件100已与被控电器设备300进行过绑定，则由控制模块130获取来自于外部的控制指令，并按照控制指令对绑定的被控电器设备300进行控制。

本实施例的智能开关组件100自动完成绑定，无需用户进行干预，提高了用户的使用感受。

另外本实施例的本实施例的智能开关组件100还优选布置于墙面上的开关面板内部，其利用机械开关140实现对被控电器部件的电源400进行开断，并由控制模块130实现对被控电气部件的功能进行控制。该开关面板可以是当前广泛应用的86型线盒。图3根据本发明另一实施例的智能开关组件100的示意图。

机械开关140串接于向被控电器设备300供电的电源线中，在电源线敷设在墙壁内的情况下，机械开关140可以布置于墙面上的开关面板内部，并串接于墙体内的电源线上。机械开关140的触点由开关面板表面的触板带动，以改变机械开关140的开断状态，在默认状态下机械开关140可以为常闭状态，以保证被控电器设备300处于与电源400的连通状态。为提高用电安全，机械开关140可以选择使用双触点开关，其双触点分别串接于电源线的火线和零线中，并同时被触板带动。在另一些可选实施例中，机械开关140可以仅对电源线的火线进行开断。

机械开关140的闭合信号可以作为上述触发信号，由于机械开关140闭合时，被控电器设备300以及智能开关组件100均可以获取到机械开关140闭合事件，分别进入各自的自检过程，此时，智能开关组件100如果确定其未被绑定，则可以启动绑定流程，对应的被控电器设备300可以在因机械开关140闭合而上电后的预定时间内允许响应广播信息。从而在无需用户进行任何操作的情况下，完成绑定过程。

供电部件150与电源线隔离设置，以向遥控部件供电。供电部件150可以选择电池等部件，在遥控部件使用低功耗Zigbee进行数据传输时，一般电池即可实现长期供电。由于供电部件150与电源线隔离设置，可以保证遥控部件与电源线路完全隔离，避免了从电源侧取电，隔离措施不到位导致的用电安全隐患，提高了电器设备的工作安全性。

供电部件150中的充电元件152可以优选采用压电原理将对机械开关140的触板施加的动能转换为电能。具体地，充电元件152可以包括：压电片以及调理电路。压电片的一端与机械开关140的触板连接，以被触板带动发生变形，产生电信号。调理电路与压电片连接，用于采集压电片产生的电信号并调理为向储电元件154充电的充电信号。储电元件154可以使用充电电池。

一种可选的结构为：压电片形成悬臂结构，一端固定，另一端随触板振动，触板在***作时，压电片产生形变，利用压电效应产生电荷。该压电片可以包括多层压电双晶片，利用这些电荷产生的电信号，可以进行充电。将机械能转换为电能。压电片产生的电信号除了充电外，还可以向触发模块110指示机械开关140的动作。例如在获取到该电信号后，触发模块110确定获取到触发信号。

机械开关140通过对电源线的切断或闭合实现对被控电器设备300的控制，由于被控电器设备300可能设置有智能部件，如果直接切断电源400可能对这些智能部件造成不良影响，例如破坏控制逻辑，影响下次正常启动，甚至导致被控电器设备300损坏。为了避免这一情况发生，机械开关140可以设置延时部件，在触板***作后，延时一定时间后执行触点动作；触板***作后到触点动作之间的时间内，控制模块130利用压电片产生的电信号确定机械开关140的动作情况，并向被控电器设备300发出关机信号，保证被控电器设备300利用延时时间完成关机或休眠，避免直接断电对其造成不利影响。

机械开关140在正常工作时保持常闭状态，以保证被控电器设备300处于与电源400的连通状态。在被控电器设备300长时间不用、需要进行部件更换、维修、整体更换的情况下，机械开关140将零线、火线全部切断或者将火线切断，避免触电的发生。在机械开关140被闭合时，触发模块110获得触发信号，开始自检以及绑定情况的确定。

例如被控电器设备300可以配置成，在上电预定时间内响应广播信息，向智能开关组件100提供自身的设备标识，而开关组件在上电启动后执行自检，可以通过广播信息查找对应的被控电器设备300以进行通信绑定。

控制模块130对绑定的对被控电器设备300工作状态进行调整，例如按照关机控制信号控制被控电器设备300进入停止工作的休眠状态，按照开机控制信号控制被控电器设备300从休眠状态中被唤醒。控制模块130可以通过一个或多个触控机构获取用户的操作，并相应控制被控电器设备300。触控机构可以为按钮等形式，具体的数量可以根据需要进行选择，并且每个触控机构的作用可被配置。

无线通信模块120可以包括Zigbee通信模块122，以通过zigbee通信协议与被控电器设备300以及家居网关设备500进行数据传输。其中Zigbee通信模块122预先与被控电器设备300建立通信绑定关系。

Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。Zigbee依靠其近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本的特点，特别适合用来组建智能家电控制网络、无线传感器网络等局域网络。在本实施例中，可以利用Zigbee通信模块122实现智能开关的自动组网，以便于对需要控制的智能开关进行控制。

本发明还提供了一种智能开关组件100的控制方法，图4是根据本发明一个实施例的智能开关组件100的控制方法的示意图，该智能开关组件100的控制方法一般性地可以包括：

步骤S402，获取启动智能开关组件100的触发信号；

步骤S404，检测智能开关组件100与被控电器设备300的通信绑定状态；

步骤S406，在智能开关组件100未被绑定的情况下，发送带有智能开关组件100标识的广播信息；

步骤S408，接收被控电器设备300响应于广播信息的返回信息，提取并保存返回信息中包含的被控电器设备300标识，以进行通信绑定；

步骤S410，获取来自于外部的控制指令，并按照控制指令对绑定的被控电器设备300进行控制。

步骤S402的触发信号可以为智能开关组件100的上电启动信号或者手动操作触板的操作信号。其中获取智能开关中手动操作触板的操作信号的步骤包括：获取与触板连接的压电元件被触板带动发生变形产生的电信号。例如机械开关140操作触板的闭合信号作为上述触发信号，此时被控电器设备300以及智能开关组件100在得到该触发信号后分别进入各自的自检过程，

的闭合信号可以作为上述触发信号，由于机械开关140闭合时，被控电器设备300以及智能开关组件100均可以获取到机械开关140闭合事件，分别进入各自的自检过程，此时，智能开关组件100如果确定其未被绑定，则可以启动绑定流程，对应的被控电器设备300可以在因机械开关140闭合而上电后的预定时间内允许响应广播信息。从而在无需用户进行任何操作的情况下，完成绑定过程。

步骤S404可以读取智能开关组件100中通信寄存器内的绑定标识位，以根据绑定标识位的状态确定通信绑定状态。例如绑定标识位预置为“0”，在绑定后置位为“1”，通过读取该标识位即可确定是否已完成绑定。

在步骤S404确定智能开关组件100已完成绑定的情况下，读取绑定的被控电器设备300的通信标识，以按照通信标识与绑定的被控电器设备300建立通信连接，从而可以直接执行步骤S410。

在步骤S408向家居网关设备500上传智能开关组件100标识以及被控电器设备300标识，以供家居网关设备500进行匹配记录，在必要时网关设备500可以将绑定关系向控制终端200提供，以便用户利用控制终端200进行手动调整。智能开关组件100可以通过zigbee通信协议与被控电器设备300以及家居网关设备500进行数据传输。

本实施例的智能开关组件100优先用于对照明灯具进行控制。以下对用于灯具的智能开关的工作原理进行介绍。

机械开关140串接于照明灯具的供电线路中，同时对火线和零线进行控制，在正常工作状态下，机械开关140保证供电线路与灯具连通。

Zigbee通信模块122与灯具的控制器实现通信绑定。在智能开关组件100安装后首次使用时，机械开关140闭合，触发模块110获得触发信号，无线通信模块120通过读取绑定标识位的状态确定处于通信未绑定的状态。无线通信模块120发送带有智能开关组件100标识的广播信息。

被控灯具在机械开关140闭合后得到供电，可以被配置为在预定时间响应上述广播信息，并生成包含的其设备标识的返回信息。无线通信模块120提取并保存返回信息中包含的被控电器设备标识，以进行通信绑定。以上通信绑定信息可被上传至家居网关设备500，以供家居网关设备500提供给控制终端200。在必要时用户可以使用控制终端200对绑定关系进行调整，例如解除绑定等。

在绑定后，用户可以通过控制终端200或者智能开关组件100设置的控制按钮进行操作生成对应的控制指令，控制模块130按照控制指令对绑定的被控灯具进行控制，例如打开或者关闭哪些灯光，改变灯具的照明亮度、改变灯具的光线颜色。

利用以上部件，在使用新安装的智能开关组件100时，通过供电关系就可以确定出该智能开关组件100需要控制的灯具，无需用户进行任何的设定操作，给用户带来更加方便的使用感受。

本实施例的智能开关组件100及其控制方法，在获取启动其工作的触发信号，在自检过程中，确定是否已绑定有被控电器设备300，如果以绑定，则执行控制功能，若智能开关为尚未绑定有被控电器设备，则自动通过广播通信的方式，通过对响应于广播信息的返回信息的获取和解析，自动完成绑定，无需用户进行干预，提高了用户的使用感受。

进一步地，本实施例的智能开关组件100及其控制方法将上电启动信号或者手动操作触板的操作信号，作为触发信号，在获取到该触发信号后执行绑定自检过程。通过被控电器设备300的配合，响应广播信息提供其被控电器设备300标识。自检的同时完成绑定，响应快，用户体验好。另外可以采用Zigbee通讯方式进行控制信号的传输，能耗小、成本低，便于对家电设备的改造和安装。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种智能开关组件的控制方法，其特征在于包括：

获取启动所述智能开关组件的触发信号；

检测所述智能开关组件与被控电器设备的通信绑定状态；

在所述智能开关组件未被绑定的情况下，发送带有所述智能开关组件标识的广播信息；

接收所述被控电器设备响应于所述广播信息的返回信息，提取并保存所述返回信息中包含的所述被控电器设备标识，以进行通信绑定；

获取来自于外部的控制指令，并按照控制指令对绑定的所述被控电器设备进行控制。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取启动所述智能开关组件的触发信号的步骤包括：

获取所述智能开关组件的上电启动信号，作为所述触发信号；或者

获取所述智能开关组件中手动操作触板的操作信号，作为所述触发信号。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，获取所述智能开关中手动操作触板的操作信号的步骤包括：

获取与所述触板连接的压电元件被所述触板带动发生变形产生的电信号。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，检测所述智能开关组件与被控电器设备的通信绑定状态的步骤包括：

读取所述智能开关组件中通信寄存器内的绑定标识位，以根据所述绑定标识位的状态确定所述通信绑定状态。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

在所述智能开关组件已完成绑定的情况下，读取绑定的被控电器设备的通信标识，以按照所述通信标识与绑定的所述被控电器设备建立通信连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制方法，其特征在于，提取并保存所述返回信息中包含的所述被控电器设备标识的步骤之后还包括：

向家居网关设备上传所述智能开关组件标识以及所述被控电器设备标识，以供所述家居网关设备进行匹配记录。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，

所述智能开关组件通过zigbee通信协议与所述被控电器设备以及所述家居网关设备进行数据传输。

8.一种智能开关组件，其特征在于包括：

触发模块，配置成获取启动所述智能开关组件的触发信号；

无线通信模块，配置成检测所述智能开关组件与被控电器设备的通信绑定状态；在所述智能开关组件未被绑定的情况下，发送带有所述智能开关组件标识的广播信息；接收所述被控电器设备响应于所述广播信息的返回信息，提取并保存所述返回信息中包含的所述被控电器设备标识，以进行通信绑定；以及

控制模块，配置成获取来自于外部的控制指令，并按照控制指令对绑定的所述被控电器设备进行控制。

9.根据权利要求8所述的一种智能开关组件，其特征在于，

所述智能开关组件布置于墙面上的开关面板内部，并且还设置有：

机械开关，串接于向被控电器设备供电的电源线中，其触点由所述开关面板表面的触板带动，以改变所述机械开关的开断状态；并且

所述触发模块，还配置成获取所述智能开关中手动操作触板的操作信号作为所述触发信号或将智能开关组件的上电启动信号作为所述触发信号。

10.根据权利要求8所述的一种智能开关组件，其特征在于，

所述无线通信模块为zigbee通信模块，以通过zigbee通信协议与所述被控电器设备以及家居网关设备进行数据传输。