CN204067198U - 基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置 - Google Patents

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李春光
严强
徐佳伟
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Abstract

本实用新型提供一种基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，包括无线无源开关和执行器，无线无源开关包括按键、磁生电装置、整流模块、低功耗蓝牙芯片和蓝牙天线模块；执行器包括电源模块、微处理器、继电器控制模块、按键与指示灯模块和第二蓝牙天线模块；低功耗蓝牙芯片和执行器的微处理器均为DA14580型号的低功耗蓝牙芯片；无线无源开关通过磁生电装置将按键的机械能转换为工作用的电能；无线无源开关与执行器通过蓝牙天线模块通信收发报文。本实用新型使用方便，可靠性好；总体结构简单，成本较低、适用性和可推广性强；采用低功耗蓝牙4.0（BLE）无线通信协议，通信更加稳定，兼容性好。

Description

基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置
技术领域
本实用新型涉及电器开关技术领域，具体涉及一种基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置。
背景技术
无线无源开关是一种节能环保的新型开关，其通过将机械能、太阳能或温差能等微弱的能量转化成稳定的电能，用于开关工作和无线通信。无线无源开关使用时需要和与其配套的执行器相配合，用于控制电灯等电器的开与关。执行器通过有线电源供电，工作时执行器能够接收无线无源开关发送的无线信号，执行对电灯等电器的打开与闭合操作。无源无线开关与执行器之间不需要布线，且在开关的整个使用寿命中无需任何电池，应用十分方便。利用低功耗蓝牙4.0（BLE）技术作为无线无源开关与执行器之间无线通信协议，使得设备之间的无线通信更加稳定，设备的兼容性将得到提升。智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者其他具有BLE模块的设备通过应用程序连接执行器，能够控制执行器对电路进行打开/闭合操作。
低功耗蓝牙4.0（BLE）具有省电、极低的运行和待机功耗的特点，一粒纽扣电池就可以让低功耗蓝牙4.0模块工作一年甚至是数年。目前市场上绝大部分主流的智能手机都具备了BLE模块，用户能够通过手机与具有BLE模块的设备进行通信。
现有的无线无源开关采用的无线通信方式存在着通信不够稳定的问题，从而影响开关的使用效果，其兼容性和安全性相对较差，且难以利用智能手机、平板电脑、笔记本电脑等设备通过低功耗蓝牙4.0（BLE）技术进行控制。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种结构简单、成本较低、使用时无线无源开关与执行器之间无线通信稳定可靠且能够利用智能手机等具有低功耗蓝牙4.0（BLE）模块的设备对执行器进行控制的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置。
本实用新型的技术方案是：本实用新型的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，包括无线无源开关和执行器，其结构特点是：
上述的无线无源开关包括按键、磁生电装置、整流模块、低功耗蓝牙芯片和蓝牙天线模块；
按键，用于发出开/关控制信号并为磁生电装置提供机械能；按键与低功耗蓝牙芯片的I/O口相连；且按键与磁生电装置传动连接；
磁生电装置，用于将按键的机械能转换为峰值为9v以上、持续5ms时间的三角波电源；
整流模块，用于将磁生电装置所产生的三角波电源进行整流为直流电为按键、低功耗蓝牙芯片和蓝牙天线模块提供工作电源；
蓝牙天线模块，用于将低功耗蓝牙芯片传输的蓝牙报文进行广播发送；蓝牙天线模块与低功耗蓝牙芯片相连；
上述的执行器包括电源模块、微处理器、继电器控制模块、按键与指示灯模块和第二蓝牙天线模块；
电源模块，用于将AC220V市电转换成5V直流电和3V直流电输出；5V直流电为继电器控制模块供电；3V直流电为微处理器、按键与指示灯模块和第二蓝牙天线模块供电；
第二蓝牙天线模块，用于接收无线无源开关的蓝牙天线模块发送的蓝牙报文并上传给微处理器；第二蓝牙天线模块与微处理器相连；
继电器控制模块，用于接受微处理器的命令实现对2路电路的打开与关闭控制；继电器控制模块与微处理器相连；
按键与指示灯模块，用于实现无线无源开关与执行器之间的配对。
进一步的方案是：上述的无线无源开关的低功耗蓝牙芯片和执行器的微处理器均为DA14580型号的低功耗蓝牙芯片。
进一步的方案是：上述的按键共设有4个，该4个按键分别与无线无源开关的低功耗蓝牙芯片的I/O口相连；且该4个按键均与磁生电装置传动连接。
进一步的方案还有：上述的按键与指示灯模块包括2个按键和2个指示灯；该2个按键分别为学习按键与清除按键。
本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，其无线无源开关与执行器之间采用低功耗蓝牙4.0（BLE）无线通信协议，使得设备之间的无线通信更加稳定，设备的兼容性得到提升，使得用户可通过智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者其他具有BLE模块的设备能够程序连接执行器对电灯等电器进行打开/闭合控制操作。（2）本实用新型的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，其无线无源开关采用磁生电装置为低功耗蓝牙芯片提供工作电源，无需电池和外加电源，使用方便，可靠性好。（3）本实用新型的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，总体结构简单，成本较低、适用性和可推广性强。
附图说明
图1为本实用新型的无线无源开关的结构示意图；
图2为本实用新型的执行器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
（实施例1）
见图1和图2，本实施例的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，包括无线无源开关和执行器。
见图1，无线无源开关主要由按键、磁生电装置、整流模块、低功耗蓝牙芯片和蓝牙天线模块组成。
低功耗蓝牙芯片可采用DA14580、CC2540、CC2541、NRF51822、NRF8002、CSR8811等系列的低功耗蓝牙芯片。本实施例中，优选采用DA14580型号的低功耗蓝牙芯片。
按键设置在无线无源开关的面板上。本实施例中，按键共设有4个，该4个按键分别与低功耗蓝牙芯片上的I/O口相连，同时，该4个按键均与磁生电装置传动连接。
磁生电装置为机械装置，能够将用户按下无线无源开关的按键的机械能转化为三角波电源，磁生电装置中包含了磁性材料和导磁材料，磁性材料随着用户按压按键而运动，导磁材料贯穿与线圈内部并与磁性材料相连。用户按下按键时，将使磁生电装置中的磁性材料的位置发生定向移动，松开按键时，磁性材料将恢复到原来的位置。在按键松开和按下的过程中，导磁材料的两端的磁性发生反转，从而使磁生电装置内的线圈内部的磁场发生反转，等效于线圈切割磁性材料产生的磁感线，线圈内将产生一个峰值为9V、持续5ms时间的交流电。
整流模块用于将磁生电装置所产生的三角波电源进行整流后，为按键、低功耗蓝牙芯片和蓝牙天线模块提供稳定的直流工作电源。当设置在无线无源开关面板上的4个按键中的某一个被按下时，与该按键相连的低功耗蓝牙芯片的I/O口将得到一高电平，低功耗蓝牙芯片识别到I/O口的电平变化后，将该按键变化信息转换成相应的蓝牙信号通过蓝牙天线模块广播发送。
蓝牙天线模块与低功耗蓝牙芯片相连，用于实现将低功耗蓝牙芯片传输的蓝牙报文进行广播发送。 
见图2，执行器主要由电源模块、微处理器、继电器控制模块、按键与指示灯模块和第二蓝牙天线模块组成。
电源模块用于将AC220V市电转换成5V直流电和3V直流电输出；5V直流电为继电器控制模块供电；3V直流电为微处理器、按键与指示灯模块和第二蓝牙天线模块供电。
微处理器可采用DA14580、CC2540、CC2541、NRF51822、NRF8002、CSR8811等系列的低功耗蓝牙芯片；本实施例中，优选采用DA14580型号的低功耗蓝牙芯片。
第二蓝牙天线模块用于实现蓝牙信号的接收；使用时，第二蓝牙天线模块将接收的无线无源开关的蓝牙天线模块发送的蓝牙报文上传给微处理器。
继电器控制模块用于接受微处理器的命令实现对2路电路的打开与关闭的控制。从而实现对该2路电路上的电灯等电器设备通电的打开与关闭的控制。
按键与指示灯模块由2个按键和2个指示灯组成：2个按键分别为学习按键与清除按键；按键与指示灯模块用于实现无线无源开关与执行器之间的配对。
本实施例的执行器，能够响应设置有与其配对的蓝牙4.0（BLE）模块的智能手机、笔记本电脑等设备的命令信号，具有蓝牙4.0（BLE）模块的智能手机、笔记本电脑等设备与本实施例的执行器适配连接好后，即能够通过手机控制执行器对电路进行打开/闭合操作。
综上所述，本实施例的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，其无线无源开关与执行器之间采用低功耗蓝牙4.0（BLE）无线通信协议，使得设备之间的无线通信更加稳定，设备的兼容性得到提升，使得用户可通过智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者其他具有BLE模块的设备能够程序连接执行器对电灯等电器进行打开/闭合控制操作；其无线无源开关采用磁生电装置为低功耗蓝牙芯片提供工作电源，无需电池和外加电源，使用方便，可靠性好；总体结构简单，成本较低、适用性和可推广性强。
以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。

Claims (4)

1. 一种基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，包括无线无源开关和执行器，其特征在于：
所述的无线无源开关包括按键、磁生电装置、整流模块、低功耗蓝牙芯片和蓝牙天线模块；
按键，用于发出开/关控制信号并为磁生电装置提供机械能；按键与低功耗蓝牙芯片的I/O口相连；且按键与磁生电装置传动连接；
磁生电装置，用于将按键的机械能转换为峰值为9V以上、持续5ms时间的三角波电源；
整流模块，用于将磁生电装置所产生的三角波电源进行整流为直流电为按键、低功耗蓝牙芯片和蓝牙天线模块提供工作电源；
蓝牙天线模块，用于将低功耗蓝牙芯片传输的蓝牙报文进行广播发送；蓝牙天线模块与低功耗蓝牙芯片相连；
所述的执行器包括电源模块、微处理器、继电器控制模块、按键与指示灯模块和第二蓝牙天线模块；
电源模块，用于将AC220V市电转换成5V直流电和3V直流电输出；5V直流电为继电器控制模块供电；3V直流电为微处理器、按键与指示灯模块和第二蓝牙天线模块供电；
第二蓝牙天线模块，用于接收无线无源开关的蓝牙天线模块发送的蓝牙报文并上传给微处理器；第二蓝牙天线模块与微处理器相连；
继电器控制模块，用于接受微处理器的命令实现对2路电路的打开与关闭控制；继电器控制模块与微处理器相连；
按键与指示灯模块，用于实现无线无源开关与执行器之间的配对。
2.根据权利要求1所述的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，其特征在于：所述的无线无源开关的低功耗蓝牙芯片和执行器的微处理器均为DA14580型号的低功耗蓝牙芯片。
3.根据权利要求1所述的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，其特征在于：所述的按键共设有4个，该4个按键分别与无线无源开关的低功耗蓝牙芯片的I/O口相连；且该4个按键均与磁生电装置传动连接。
4.根据权利要求1所述的基于低功耗蓝牙技术的无线无源开关与执行器装置，其特征在于：所述的按键与指示灯模块包括2个按键和2个指示灯；该2个按键分别为学习按键与清除按键。
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