CN204116901U - 一种用于zigbee技术的智能开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于zigbee技术的智能开关，它包括zigbee通信模块、微控单元模块、开关电路模块和多用途接口模块，所述微控单元模块分别与所述zigbee通信模块和所述多用途接口模块连接，所述开关电路模块用于给所述微控单元模块、所述zigbee通信模块和所述多用途接口模块连接供电。本实用新型用于克服现有产品功能单一、无法与现有空调、安防产品、各种传感器相集成的缺点，其设计的多用途接口模块，用户只需将现有的空调控制器、安防产品、各种传感器通过多用途接口与本申请中的产品相接，即可实现远程无线智能控制设备与空调、安防产品的对接。

Description

一种用于zigbee技术的智能开关

技术领域

本实用新型涉及一种智能开关，特别涉及一种用于zigbee技术的智能开关，属于zigbee无线通信领域。 

背景技术

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中设备的可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。zigbee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。 

市场上现有的无线智能开关产品大多采用315M/433M无线传输协议，该协议通信距离短，无线传输速率低。而在同样使用Zigbee无线传输协议的产品中，有些产品只能实现远程控制，而无法实时获取被控设备的当前状态；有些产品只能实现智能抄表，远程获取数据的功能，而无法进行精确控制与智能化管理。 

由此可见现有产品功能单一，无法满足复杂的智能控制需求，且市面上的智能控制***与安防管控***相互独立，难以集成。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于zigbee技术的智能开关，用于克服现有产品功能单一、无法与现有空调、安防产品、各种传感器相集成的缺点，其设计的多用途接口模块，用户只需将现有的空调控制器、安防产品、各种传感器通过多用途接口与本申请中的产品相接，即可实现远程无线智能控制设备与空调、安防产品的对接。 

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案： 

一种用于zigbee技术的智能开关，它包括zigbee通信模块、微控单元模块、开关电路模块和多用途接口模块，所述微控单元模块分别与所述zigbee通信模块和所述多用途接口模块连接，所述开关电路模块用于给所述微控单元模块、所述zigbee通信模块和所述多用途接口模块连接供电。 

优选的，它还包括电源模块，所述电源模块输出端与所述开关电路模块输入端连接，所述输入端接220V市电。 

优选的，所述电源模块输出电压为5V，所述开关电路模块输入电压为5V。 

优选的，它还包括断路模块，所述断路模块电源输入端接入220V市电，所述微控单元模块与所述断路模块连接，用于控制所述断路模块。 

尤为优选的，所述开关电路模块输出电压为3.3V。 

优选的，所述微控单元模块采用单片机CC2530芯片，但不局限于此芯片。 

优选的，所述多用途接口模块包括空调控制器接口、温湿度传感器接口、烟雾报警器接口、浸水报警器接口、煤气报警器接口及红外报警器接口，但不局限于上述各模块。 

其中，开关电路模块可直接5V直流电源(如，蓄电池)，也可将5V直流电源当做备用电源。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于： 

1)实现将智能控制、能耗监控、节能减排、安防监控四大功能集于一身，大大加强产品模块的可扩展性； 

2)克服了现有产品功能单一、无法与现有空调、安防产品及各种传感器相集成的缺点，设计了多用途接口，用户只需将现有的空调控制器、安防产品、各种传感器通过多用途接口与本申请中的产品相接，即可实现远程无线智能控制设备与空调、安防产品的对接； 

3)与计量式电度表相连接，对办公室电能消耗进行实施监控，又可结合微控单元模块中的智能控制***进行科学的用电管理，即可达到节能减排，降低能耗的目的； 

4)本智能开关所采用的空调控制器接口可与任何空调控制器连接，结合温度传感器接口连接的温度传感器，可对空调工作温度进行远程设定，实现远程监管(如：设定夏天不低于26度C，冬天不高于20度C)，从而达到节能的目的。与人体红外传感器相接，一方面 可用于安防，另一方面可用来控制空调和照明设备，保证办公室没有人员的时候自动关闭用电设备，避免不必要的浪费； 

5)本智能开关可对用电设备的用电时间进行监控，可对办公室设备的用电情况进行查询(例如，使用时间)，更有效的进行节能监管。 

附图说明

图1是实施例中1用于zigbee技术的智能开关的结构框图； 

图2是图1实施例中电源模块的电路图； 

图3是图1实施例中断路模块的电路图； 

图4是图1实施例中开关电路模块的电路图； 

图5是图1实施例中微控单元模块的电路图； 

图6是图1实施例中空调控制器接口的电路图； 

图7是图1实施例中红外报警器接口的电路图； 

图8是图1实施例中温度传感器接口的电路图； 

图9是图1实施例中烟雾报警器接口的电路图； 

图10实施例中2用于zigbee技术的智能开关的结构框图； 

图11是实施例2中断路模块的电路图； 

图12是实施例2中光照度传感器接口的电路图； 

图13是实施例2中电度表检测接口的电路图。 

具体实施方式

实施例1参阅图1-9，该用于zigbee技术的智能开关包括zigbee通信模块，电源模块，断路模块，微控单元模块，开关电路模块，空调控制器接口，红外报警器接口，温度传感器接口和烟雾报警器接口； 

微控单元模块，包括CC2530芯片U3、第一电阻R1、第一电容C1和第二电容C2，CC2530芯片U3复位端RESET分别与第一电阻R1一端和第一电容C1一端连接，第一电阻R1另一端和CC2530芯片U3电源端VCC接3.3V电源，第一电容C1和CC2530芯片U3接地端接地，CC2530芯片U3电源端VCC经第二电容C2接地； 

开关电路模块，包括电源接口P1、三端集成稳压器U2和第三～第五电容，电源接口P1正极端1、三端集成稳压器U2输入端VIN和第三电容一端接电源电压VCC，三端集成稳压器U2输出端VOUT与第四电容C4一端和第五电容C5一端连接，并作为开关电路模块输出端，输出3.3V电压，电源接口P1负极端2、第三电容C3另一端、第四电容C4另一端、第五电容C5另一端和三端集成稳压器U2接地端GND接地； 

电源模块，包括保险丝F、整流桥BD、第六～十二电容、第二～六电阻、第一～三二极管、开关电源专用芯片U3、光电耦合器U4、多绕组变压器T1和小外形晶体管U5，整流桥BD一输入端经保险丝F接220V市电火线，另一端接零线，负输出端接机壳保护PGND，正输出端与第六电容C6一端、第七电容C7一端、第二电阻R2一端和多绕组变压器T1一主绕组一端连接，第六电容C6另一端接机壳保护PGND，第七电容C7另一端与第二电阻R2另一端和第一二极管D1 负极连接，第一二极管D1正极与多绕组变压器T1一主绕组另一端和开关电源专用芯片U3连接端口5～8连接，多绕组变压器T1一副绕组一端与第二二极管D2正极连接，第二二极管D2负极与第八电容C8一端和第九电容C9一端连接，并输出5V电压，多绕组变压器T1一副绕组另一端、第八电容C8另一端和第九电容C9另一端接地GND；多绕组变压器T1另一主绕组一端接机壳保护PGND，另一端与第三二极管正极连接，第三二极管D3负极与第十电容C10一端、光电耦合器U4集电极和开关电源专用芯片U3连接端口4连接，第十电容C10另一端接机壳保护PGND，光电耦合器U4发射极与开关电源专用芯片U3连接端口3和第十二电容C12一端连接，阳极经第三电阻R3接直流电源，阴极与第十一电容C11一端和小外形晶体管U5基极连接，第十一电容C11另一端与第五电阻R5一端连接，小外形晶体管U5集电极与第五电阻R5另一端、第六电阻R6一端和第四电阻R4一端连接，第四电阻R4另一端接直流电源，第六电阻R6另一端和小外形晶体管U5发射极接地，第十二电容C12另一端和开关电源专用芯片U3连接端口1～2接机壳保护PGND；优选的，机壳保护PGND经一电容接地GND； 

空调控制器接口，包括接口P4、第七电阻R7、第一三极管Q1、第十三电容C13、第四二极管D4和可变电阻RP，接口P4连接端1与第一三极管Q1集电极连接，连接端2与第四二极管D4正极连接，第四二极管负极与第十三电容C13一端和可变电阻RP一端连接，第一三极管Q1基极经第七电阻R7与CC2530芯片双向I/O口P0.2连接， 可变电阻RP可调端与CC2530芯片双向I/O口P1.3连接，第一三极管Q1发射极、第十三电容C13另一端和可变电阻RP另一端接地，其中，接口P4连接端1与空调的控制开关线路连接，连接端2空调的指示的状态线路连接； 

红外报警器接口，包括接口P2，接口P2连接端1接3.3V电源，连接端2与CC2530芯片双向I/O口P2.0连接，连接端3与CC2530芯片双向I/O口P0.1连接，连接端4与CC2530芯片双向I/O口P0.0连接，连接端5接地； 

温度传感器接口，包括接口P3，接口P3连接端1与CC2530芯片双向I/O口P0.5连接，连接端4与CC2530芯片双向I/O口P0.3连接，连接端2接直流电源，连接端3接地； 

烟雾报警器接口，包括接口P5，接口P5连接端1与CC2530芯片双向I/O口P0.4连接，连接端1与CC2530芯片双向I/O口P1.4连接，连接端3与CC2530芯片双向I/O口P0.7连接，连接端4与CC2530芯片双向I/O口P1.5连接； 

断路模块，断路开关为与灯连接的三位开关，包括三个电路相同的开关电路，其中一开关电路包括继电器KA、第五二极管D5、第八电阻R8、第九电阻R9和第二三极管Q2，继电器KA触点两端分别接220V市电火线和灯，线圈一端接直流电源，另一端与第五二极管D5正极和第二三极管Q2集电极连接，第二三极管Q2发射极接地，基极与第八电阻一端连接，第五二极管D5负极和第九电阻R9一端接直流电源，第八电阻R8另一端和第九电阻R9另一端连接形成控制 端，该控制端与CC2530芯片双向I/O口P0.6连接，另外两个开关的控制端分别与CC2530芯片双向I/O口P1.0和双向I/O口P1.2连接。 

本实施例中与断路开关连接的灯由微控单元模块控制，微控单元模块通过空调控制器接口控制空调控制器，通过温度传感器接口连接的温度传感器对室内温度进行监控；在办公室没有人员的情况下，可通过远程控制将该办公室的灯和空调关闭，而且还可根据室内温度来控制空调的开关，例如，在夏天，温度监控器检测到室温低于26℃时，将温度信息反馈给微控单元模块，微控单元模块再通过空调控制器接口控制空调控制器将空调关闭；在冬天，室内温度高于22℃时，微控单元模块将空调关闭。 

实施例2参阅图10-13，该用于zigbee技术的智能开关包括zigbee通信模块，电源模块，断路模块，微控单元模块，开关电路模块，光照度传感器接口，温度传感器接口，电度表检测接口和红外报警器接口，其与实施例1的区别在于断路模块的电路、电度表检测接口和光照度传感器接口； 

光照度传感器接口，包括接口P2’，接口P2’连接端1接3.3V直流电，连接端2与CC2530芯片时钟信号端DCLOCK连接，连接端3与CC2530芯片数据传输端DATA连接，连接端4与CC2530芯片数字复位端RESET连接，连接端5接地； 

电度表检测接口，包括接口P5’，接口P5’连接端1与CC2530芯片双向I/O口P1.5连接，连接端2接地； 

断路模块，包括第一继电器KA1、第二继电器KA2、第六二极管D6、第三三极管Q3和第十电阻R10，第一继电器KA1触点一端和第二继电器KA2触点一端均接220V市电火线，第一继电器KA1触点另一端和第二继电器KA2触点另一端连接后与负载连接，第一继电器KA1线圈一端和第二继电器KA2线圈一端均接直流电源，第一继电器KA1线圈另一端与第二继电器KA2线圈另一端、第六二极管D6正极和第三三极管Q3集电极连接，第三三极管Q3发射极接地，基极经第十电阻R10与CC2530芯片双向I/O口P0.6连接，第六二极管D6负极接电源电压。 

微控单元模块通过电度表检测接口与计量式电度表相连接，对办公室电能消耗进行实施监控，又可结合微控单元模块中的智能控制***进行科学的用电管理，即可达到节能减排，降低能耗的目的。 

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种用于zigbee技术的智能开关，它包括zigbee通信模块，其特征在于，它还包括微控单元模块、开关电路模块和多用途接口模块，所述微控单元模块分别与所述zigbee通信模块和所述多用途接口模块连接，所述开关电路模块用于给所述微控单元模块、所述zigbee通信模块和所述多用途接口模块连接供电。 

2.根据权利要求1所述的用于zigbee技术的智能开关，其特征在于，它还包括电源模块，所述电源模块输出端与所述开关电路模块输入端连接，所述输入端接220V市电。 

3.根据权利要求2所述的用于zigbee技术的智能开关，其特征在于，所述电源模块输出电压为5V，所述开关电路模块输入电压为5V。 

4.根据权利要求1所述的用于zigbee技术的智能开关，其特征在于，它还包括断路模块，所述断路模块电源输入端接入220V市电，所述微控单元模块与所述断路模块连接，用于控制所述断路模块。 

5.根据权利要求1所述的用于zigbee技术的智能开关，其特征在于，所述开关电路模块输出电压为3.3V。 

6.根据权利要求1所述的用于zigbee技术的智能开关，其特征在于，所述微控单元模块采用单片机CC2530芯片。 

7.根据权利要求1所述的用于zigbee技术的智能开关，其特征在于，所述多用途接口模块包括空调控制器接口、温湿度传感器接口、 烟雾报警器接口、浸水报警器接口、煤气报警器接口、红外报警器接口。