CN205428175U - 一种智能家居开关控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种智能家居开关控制电路，该电路包括负载及交流电源，还包括：滤波开关和判断电路，其中判断电路包括电源转换单元，其取电输入端通过滤波开关与交流电源连接，用于为无线接收模块、单片机和继电器供电；单片机，其第一信号输入端与无线接收模块的输出端连接，第二信号输入端和一过零检测电路的信号输出端连接；继电器，其取电输入端与电源转换单元连接，其控制信号输入端与单片机的信号输出端连接，其输出端与负载的火线接入端连接；负载的零线接入端和电源转换模块的零线接入端连接在同一零线上。通过本实用新型的技术方案能实现在现有单火电路布线的基础上对智能家居的开关控制。

Description

一种智能家居开关控制电路

技术领域

本实用新型涉及电子开关领域，具体涉及一种智能家居开关控制电路。

背景技术

随着计算机网络技术和电子信息技术的高速蓬勃发展及国内消费者生活水平的不断提高，人们更加注重生活质量，对住宅的要求也越来越高，已经上升到了对整个家居智能化、自动化、安全、高效、舒适等更高层面的要求，这些都直接促成了智能家居的诞生。

所谓的智能家居指的是通过综合采用先进的计算机、通信和控制技术，建立一个由家庭安全防护***、网络服务***和家庭自动化***组成的家庭综合服务与管理集成***，从而实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。与传统的家居***相比，更强调人的主观能动性，重视利用高新技术实现与居住环境的协调，能随心所欲地控制居住环境，达到智能化、便捷化、高效舒适化等目的。数据显示，我国2012年智能家居市场规模已达600亿元，预计2013年至2020年平均增长率将达到25％，2020年市场规模将达到3500亿元，从2013年开始，中国智能家居市场已进入快速发展期。

随着智能家居的快速发展，单火线智能开关(只有单火线进/出，不需要零线)成为了传统机械开关的升级换代的替代产品，实现了灯具和电器开关的智能化控制，如声控开关、触摸开关、红外线遥控开关、人体感应开关、手机控制ZigBee智能开关等。但国内外普通家庭开关布线大多为单火线布线，现有的照明用电接线方式是火线直接接照明设备如白炽灯、LED灯等，并且直接给灯具供电，自身形成一个单火电路，灯具的另一头才是零线。在控制灯具的开关位置只有一根火线，没有零线，普通的开关插座通过控制这根火线来控制灯具的开关亮灭。而智能家居无线灯具类控制产品是不能接入控制灯具的，因为此类产品接入时需要有零线和火线。而现有的插座控制面后面只有火线，没有零线，这给智能家居的灯具控制类产品应用带来巨大困难。智能家居的灯具类控制产品一般都由电路、继电器、无线通讯模块构成，而这些设备需要零线接通才能使用。

目前市面上的两种方式实现的：第一种使用智能家居双火灯具控制设备，直接接到现有插座的位置，代替现有的插座，人工为现有的双火灯具控制设备单独拉根零线。第二种方法是使用市面上新近出现的单火取电技术，做一个单火的插座直接放到现有插座位置。相比之下，第一种方式要知道这个建筑的装修图，按装修图拉零线，但遇到装修好的建筑拉零线比较麻烦。第二种方式为了避免“鬼火”在现有灯的位置加上放电卡子，实时放电避免“鬼火”出现，但缩短了灯具的使用寿命。因为单火取电开关使用的是可控硅，而可控硅使用寿命很短，设备本身经常出现问题。现有的方法都没有很好的解决这个问题，第二种方法也不符合国家用电安全用电的要求，使用不安全。所以在升级实现智能化改造时往往要求新智能开关能直接替换旧有的机械开关，更换时无需重新布线。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能家居开关控制电路，实现在现有单火电路布线的基础上对智能家居的开关控制。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案:

本实用新型提供了一种智能家居开关控制电路，包括负载及用于对负载进行供电的交流电源，还包括：滤波开关和判断电路，其中所述判断电路包括电源转换单元、继电器、无线接收模块和单片机，其中所述电源转换单元，其取电输入端通过所述滤波开关与所述交流电源连接，其输出端分别与所述无线接收模块、所述单片机及所述继电器相连，用于为所述无线接收模块、所述单片机和所述继电器供电；

所述单片机，其第一信号输入端与所述无线接收模块的输出端连接，第二信号输入端和一过零检测电路的信号输出端连接；所述过零检测电路的信号输入端通过所述滤波开关和所述交流电源连接；

所述继电器，其取电输入端与所述电源转换单元连接，其控制信号输入端与所述单片机的信号输出端连接，其输出端与所述负载的火线接入端连接；所述负载的零线接入端和所述电源转换模块的零线接入端连接在同一零线上。

优选地，所述滤波开关包括弹簧开关，及与弹簧开关并联的二级管。

优选地，所述弹簧开关为常闭弹簧开关。

优选地，所述电源转换单元包括220V转5V电路，及与所述220V转5V电路连接的5V转3.3V电路。

优选地，所述无线接收模块包括ZigBee模块、蓝牙模块和RF模块中的任一种或多种。

本实用新型采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

1、由于负载是带有火线接入端和零线接入端的，所以将判断电路设置在负载附近，将判断电路的零线接入端和负载的零线接入端连接在同一零线上，实现了在现有单火电路布线的基础上对智能家居的开关控制；由于采用了不改变现有的布线方式，使得智能家居现场安装方便，免去了现场拉零线的麻烦，便于现场施工。

2、现有技术中的单火取电开关使用的是可控硅，而可控硅使用寿命很短，设备本身经常出现问题，而本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路采用滤波开关代替了可控硅等不成熟的元器件产品，相比现有技术，使用寿命更长，可以减少产品更换频率。

3、由于本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路包括由滤波开关、电源转换单元、过零检测电路、单片机、继电器和负载组成的回路，所以可以通过滤波开关的接通和断开实现对智能家居的开关控制；其中过零检测电路一方面可以减小滤波开关在接通和断开交流电源时产生的浪涌电流，减轻浪涌电流对单片机的冲击，另一方面可以对滤波开关输出的信号进行零点相位检测，更精准地对单片机进行中断触发。

另一方面由于本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路还包括由滤波开关、无线接收模块、单片机、继电器和负载组成的回路，所以还可以通过无线接收模块接收到的控制指令实现对智能家居的开关控制。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的一种智能家居开关控制电路结构示意框图；

图2为本实用新型另一实施例提供的一种智能家居开关控制电路结构示意框图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。图1为本实用新型一实施例提供的一种智能家居开关控制电路结构示意框图，参见图1，本实施例提供的一种智能家居开关控制电路，包括负载1及用于对负载进行供电的交流电源2，还包括：滤波开关3和判断电路4，其中判断电路4包括电源转换单元40、继电器41、无线接收模块42和单片机43，其中电源转换单元40，其取电输入端通过所述滤波开关3与交流电源2连接，其输出端分别与无线接收模块42、单片机43及继电器41相连，用于为无线接收模块42、单片机43和继电器41供电(继电器41设置在负载1的火线回路中，电源转换单元40为继电器41供电)；

单片机43，其第一信号输入端与无线接收模块42的输出端连接，第二信号输入端和过零检测电路44的信号输出端连接；过零检测电路44的信号输入端通过滤波开关3和交流电源2连接；

继电器41，其取电输入端与电源转换单元40连接，其控制信号输入端与单片机43的信号输出端连接，其输出端与负载1的火线接入端连接；负载1的零线接入端和电源转换模块40的零线接入端连接在同一零线上。

由上述技术方案可知，由于负载是带有火线接入端和零线接入端的，所以将判断电路设置在负载附近，将判断电路的零线接入端和负载的零线接入端连接在同一零线上，实现了在现有单火电路布线的基础上对智能家居的开关控制；由于采用了不改变现有的布线方式，使得智能家居现场安装方便，免去了现场拉零线的麻烦，便于现场施工。

另外，现有技术中的单火取电开关使用的是可控硅，而可控硅使用寿命很短，设备本身经常出现问题，而本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路采用滤波开关代替了可控硅等不成熟的元器件产品，相比现有技术，使用寿命更长，可以减少产品更换频率。

再者，由于本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路包括由滤波开关、电源转换单元、过零检测电路、单片机、继电器和负载组成的回路，所以可以通过滤波开关的接通和断开实现对智能家居的开关控制；其中过零检测电路一方面可以减小滤波开关在接通和断开交流电源时产生的浪涌电流，减轻浪涌电流对单片机的冲击，另一方面可以对滤波开关输出的信号进行零点相位检测，更精准地对单片机进行中断触发。

另一方面由于本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路还包括由滤波开关、电源转换单元、无线接收模块、单片机、继电器和负载组成的回路，所以还可以通过无线接收模块接收到的控制指令实现对智能家居的开关控制。

优选地，滤波开关3包括弹簧开关，及与弹簧开关并联的二级管。

需要说明的是，弹簧开关按下后，弹簧开关断开电流，交流电源的电流通过二级管流入判断电路；当弹簧开关弹起后，弹簧开关接通电源，交流电源的电流通过弹簧开关流入判断电路。

为了便于理解滤波开关和判断电路对负载的开关控制过程，现以滤波开关包括弹簧开关及与弹簧开关并联的二级管进行举例说明：

假设当前负载处于开启状态，当弹簧开关从按下到弹起的过程中，二级管会向判断电路输出一个正向直流脉冲信号，判断电路中的单片机接收到此直流脉冲信号后，会控制继电器开启，继电器切断由交流电源流向负载的电流，负载处于关闭状态；当弹簧开关再次被按下又弹起后，二级管会向判断电路再输出一个正向直流脉冲信号，判断电路中的单片机接收到此直流脉冲信号后，会控制继电器关闭，继电器使负载连通交流电源，负载处于开启闭状态；以此过程不断循环。

优选地，弹簧开关3为常闭弹簧开关。

可以理解的是，弹簧开关设置为常闭弹簧开关，即默认状态下，弹簧开关是接通电源的，这样可以保证电源转换单元始终为无线接收模块和单片机供电，当无线接收模块接收到开启负载或关闭负载的指令后，单片机能正常控制继电器开启或开闭，从而实现负载开启状态和关闭状态的转换。

优选地，电源转换单元40包括220V转5V电路，及与220V转5V电路连接的5V转3.3V电路。

不难理解的是，无线接收模块和单片机的工作电压范围在3.3V～5V之间，设置电源转换单元可以保证无线接收模块和单片机的正常工作。

优选地，所述的智能家居开关控制电路，无线接收模块42包括ZigBee模块、蓝牙模块和RF(RadioFreqency，射频)模块中的任一种或多种。

图2为本实用新型另一实施例提供的一种智能家居开关控制电路结构示意框图，参见图2，本实施例提供的一种智能家居开关控制电路，包括负载1及用于对负载1进行供电的交流电源2，还包括：滤波开关3和判断电路4，

其中滤波开关3包括常闭弹簧开关，及与弹簧开关并联的二级管。

所述判断电路4包括电源转换单元40、继电器41、ZigBee模块420和单片机43、过零检测电路44，

其中电源转换单元40，其取电输入端通过滤波开关3与交流电源2连接，其输出端分别与ZigBee模块420和单片机43及继电器41相连，用于为ZigBee模块420、单片机43供电和继电器41供电；

单片机43，其第一信号输入端与ZigBee模块420的输出端连接，第二信号输入端和过零检测电路44的信号输出端连接，过零检测电路44的信号输入端通过滤波开关3和交流电源2连接；

继电器41，其取电输入端与电源转换单元40连接，其控制信号输入端与单片机43的信号输出端连接，其输出端与负载1的火线接入端连接；负载1的零线接入端和电源转换模块40的零线接入端连接在同一零线上。

电源转换单元40包括220V转5V电路，及与220V转5V电路连接的5V转3.3V电路。

综上，本实用新型提供的一种智能家居开关控制电路由于负载是带有火线接入端和零线接入端的，所以将判断电路设置在负载附近，将判断电路的零线接入端和负载的零线接入端连接在同一零线上，实现了在现有单火电路布线的基础上对智能家居的开关控制；由于采用了不改变现有的布线方式，使得智能家居现场安装方便，免去了现场拉零线的麻烦，便于现场施工。

另外，现有技术中的单火取电开关使用的是可控硅，而可控硅使用寿命很短，设备本身经常出现问题，而本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路采用滤波开关代替了可控硅等不成熟的元器件产品，相比现有技术，使用寿命更长，可以减少产品更换频率。

再者，由于本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路包括由滤波开关、电源转换单元、过零检测电路、单片机、继电器和负载组成的回路，所以可以通过滤波开关的接通和断开实现对智能家居的开关控制；其中过零检测电路一方面可以减小滤波开关在接通和断开交流电源时产生的浪涌电流，减轻浪涌电流对单片机的冲击，另一方面可以对滤波开关输出的信号进行零点相位检测，更精准地对单片机进行中断触发。

另一方面由于本实用新型提供的这种智能家居开关控制电路还包括由滤波开关、无线接收模块、单片机、继电器和负载组成的回路，所以还可以通过无线接收模块接收到的控制指令实现对智能家居的开关控制。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能家居开关控制电路，包括负载及用于对负载进行供电的交流电源，其特征在于，还包括：滤波开关和判断电路，其中所述判断电路包括电源转换单元、继电器、无线接收模块和单片机，

其中所述电源转换单元，其取电输入端通过所述滤波开关与所述交流电源连接，其输出端分别与所述无线接收模块、所述单片机及所述继电器相连，用于为所述无线接收模块、所述单片机和所述继电器供电；

所述单片机，其第一信号输入端与所述无线接收模块的输出端连接，第二信号输入端和一过零检测电路的信号输出端连接；所述过零检测电路的信号输入端通过所述滤波开关和所述交流电源连接；

所述继电器，其取电输入端与所述电源转换单元连接，其控制信号输入端与所述单片机的信号输出端连接，其输出端与所述负载的火线接入端连接；所述负载的零线接入端和所述电源转换模块的零线接入端连接在同一零线上。

2.根据权利要求1所述的智能家居开关控制电路，其特征在于，所述滤波开关包括弹簧开关，及与弹簧开关并联的二级管。

3.根据权利要求2所述的智能家居开关控制电路，其特征在于，所述弹簧开关为常闭弹簧开关。

4.根据权利要求1所述的智能家居开关控制电路，其特征在于，所述电源转换单元包括220V转5V电路，及与所述220V转5V电路连接的5V转3.3V电路。

5.根据权利要求1～4任一项所述的智能家居开关控制电路，其特征在于，所述无线接收模块包括ZigBee模块、蓝牙模块和RF模块中的任一种或多种。