TWI443502B - 智慧型開關模組及其操控方法 - Google Patents

Description

智慧型開關模組及其操控方法

本發明係有關於開關模組，尤其更有關於可儲存群組中所有開關模組的電源狀態的智慧型開關模組。

一般來說，開關(Switch)是每一棟建築物中必須的物品，使用者可通過開關，輕易地切換建築物中的各式電子裝置，例如燈炮、電器用品等的電源狀態。是以，於一般民眾的生活週遭，絕少不了開關的運用。

以電燈為例，目前建築物中多以一個開關控制一盞燈的做法，來切換電燈的明滅狀態。然而，於一特定環境，例如一住宅之中，若具有十盞燈，即意謂著具有十個開關。當使用者欲將所有的電燈皆切換成所需的狀態(例如五明五滅)時，使用者係需親自操控該十個開關，藉以依序將該十盞燈皆切換為所需的狀態。若該十個開關的距離過遠，或者該住宅中的開關數量遠大於十個時，對於使用者，尤其是老年人或行動不方便的人來說，實相當麻煩。

是以，目前市場上亦出現許多飯店式管理的設計，係可將多個開關集中連接至一台控制器上，藉此，使用者可直接操控該控制器，一次切換多個開關的狀態。若使用者於住宅中設置該控制器， 並由該控制器連接分散在住宅各處的多個開關，即可輕易地切換該些開關之狀態。

惟，該類控制器一般係為固定式，設置於住宅中的某一特定位置，使用者欲切換各該開關，即，各該燈炮的狀態時，仍需起身至該控制器的設置處，相當不方便。再者，該控制器的製造成本較高，若使用者為了方便，於住宅內的多個位置，例如客廳、臥室、及走廊，皆設置該控制器，則需花費一筆可觀的費用。並且，該住宅中的所有開關皆需集中連接至該控制器上，如此將會增加佈線成本，並且還會造成施工上的麻煩。

是以，市場上實應提出一種新穎的開關，不但能夠由任一個開關來直接切換其他多個開關的狀態，並且不會增加各個開關佈線時的麻煩。

本發明之主要目的，在於提供一種智慧型開關模組及其操控方法，係可由群組中的任一開關模組做為主開關模組，以進入學習模式來記錄群組中的各個開關模組目前的電源狀態，並啟動回復模式來切換群組中的各個開關模組的電源狀態，以回復當時進入學習模式時記錄的電源狀態。並且，每一個開關模組皆可儲存一組以上的記錄。

為達上述目的，本發明的開關模組主要係具有：開關單元、微控制單元、電源偵控單元、及訊號收發單元。多個開關模組可構成一個群組，使用者可隨時將其中任一開關模組當做一主開關模組，並驅動主開關模組進入一學習模式。此時，在同一群組內的各 開關模組會偵測本身的電源狀態，並將電源狀態資訊傳送至主開關模組中儲存。當使用者再次操控此主開關模組，令此主開關模組啟動一回復模式時，此主開關模組依據當時所儲存的電源狀態資訊來下達切換指令至群組內的各開關模組，以令各開關模組回復為當時進入學習模式時所記錄之狀態。

本發明對照先前技術所能達成之功效在於，一群組中可包括有多個開關模組，並且群組中的每一個開關模組皆可做為一個主開關模組。每一個主開關模組皆可用來記錄群組中的所有開關模組的電源狀態資訊，並可下達切換指令來切換各該開關模組的電源狀態；再者，群組中的每一個開關模組，皆可被主開關模組所操控。意即，群組中的每一個開關模組皆可主動地操控其他開關模組，亦可被動地接受其他開關模組的操控。

有鑑於此，本發明的智慧型開關模組實可增加開關模組的實用性，並且增加使用上的彈性，對使用者實有極大的益處。

1‧‧‧開關模組

1A、1B、1C、1D、1E‧‧‧開關模組

11‧‧‧開關單元

12‧‧‧微控制單元

13‧‧‧電源偵控單元

14‧‧‧負載座

15‧‧‧訊號收發單元

16‧‧‧記憶單元

17‧‧‧顯示單元

2‧‧‧電源線

3‧‧‧負載元件

3A、3B、3C、3D、3E‧‧‧負載元件

I1‧‧‧電源狀態資訊

S1‧‧‧切換指令

C1‧‧‧控制指令

C2‧‧‧電流量資訊

S10~S18、S90~S24‧‧‧步驟

第一圖係本發明之一較佳具體實施例之方塊圖。

第二圖係本發明之一較佳具體實施例之系統架構圖。

第三圖係本發明之一較佳具體實施例之設置環境示意圖。

第四圖A係本發明之一較佳具體實施例之流程圖。

第四圖B係本發明之一較佳具體實施例之另一流程圖。

第五圖係本發明之另一較佳具體實施例之方塊圖。

茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。

首請參閱第一圖，為本發明之一較佳具體實施例之方塊圖。本發明主要係為一種智慧型開關模組1(下面將於說明書內文中簡稱為該開關模組1)，該開關模組1係連接至一電源線2(例如市電的電源線2)，並且可於其上設置一負載元件3，例如為一燈炮，藉以將該電源線2所供給之電能提供給該負載元件3，令該負載元件3作動(例如燈炮的明滅)。

該開關模組1主要包括一開關單元11、一微控制單元(Micro Control Unit,MCU)12、一電源偵控單元13、一負載座14、一訊號收發單元15、及一記憶單元16。其中，該微控制單元12電性連接該開關單元11、該電源偵控單元13、該訊號收發單元15、及該記憶單元16，而該負載座14則與該電源偵控單元13電性連接。本實施例中，該開關模組1通過該負載座14連接該負載元件3，該負載座14可例如為一燈座，該負載元件3可為一燈炮；再例如，該負載座14可為一電源插座，該負載元件3可為通過電源插頭與該負載座14連接之電子裝置，但不可加以限定。

該微控制單元12主要用以對該開關單元11、該電源偵控單元13、該訊號收發單元15、及該記憶單元16進行控制，並對該開關單元11、該電源偵控單元13、該訊號收發單元15、及該記憶單元16所傳輸之訊號與資料進行處理。

該電源偵控單元13主要係與該電源線2連接，該開關模組1通過該電源偵控單元13來切換並偵測本身的電源狀態。其中，該電源狀態主要包括斷除與導通，而若該開關模組1具有微調功能，則當 該開關模組1導通時，該電源狀態還包括通過該開關模組1的電能的百分比。當該開關模組1的電源狀態為導通時，該負載元件3可接收該電源線2所供給之電能，因而得以作動(例如燈炮亮起，而通過的電能的百分比將影響燈炮亮起的程度)；當該開關模組1的電源狀態為斷除時，該負載元件3無法接收該電源線2所供給之電能，因而無法作動(例如燈炮熄滅)。

於本實施例中，該開關單元11主要可為一觸控式開關，然而該開關模組1係可視實際所需而定，使用按鍵開關、切換開關或滑動開關等機械式開關，不應以此為限。使用者可對該開關模組1上的該開關單元11進行操控，以控制該電源偵控單元13，進而切換該開關模組1的電源狀態。意即，使用者可直接操控該開關單元11，以切換該開關模組1的電源狀態為導通或斷除，或者微調通過該開關模組1的電能的百分比，以控制該負載元件3的作動程度。

本實施例中，該開關模組1除了可通過電源狀態的切換來影響該負載元件3的作動之外，還可通過該訊號收發單元15，對外發送該開關模組1目前的一電源狀態資訊I1；反之，亦可通過該訊號收發單元15，接收外部的其他開關模組所傳來的該電源狀態資訊I1，並且經過該微控制單元12處理後，儲存於該記憶單元16之中。其中，該電源狀態資訊I1主要係記錄該開關模組1本身的電源狀態為導通或斷除，並且若電源狀態為導通，則該電源狀態資訊I1更可記錄通過該開關模組1的電能的百分比。

請同時參閱第二圖及第三圖，為本發明之一較佳具體實施例之系統架構圖與設置環境示意圖。本發明的該開關模組1，主要係用 以連接並控制單一個該負載元件3，然而，於一特定環境，例如第三圖所示的住宅中，係可由領域中的多個該開關模組1來構成一個群組4。例如第二圖中所示，由該領域中的複數個開關模組1A、1B、1C、1D、及1E，共同構成該群組4，並且各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E係分別連接並控制一個負載元件3A、3B、3C、3D、及3E的作動。

該群組4中的各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E，彼此係通過數位可定址照明介面(Digital Addressable Lighting Interface,DALI)協定互相連接，以進行定址動作。是以，各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E可知悉該群組4中的各個開關模組的位址，藉以能夠通過該訊號收發單元15來互相傳輸指令與資訊。

本實施例中，該訊號收發單元15主要為一Zigbee訊號收發單元，該開關模組1通過Zigbee協定來無線傳輸指令與資訊，並且，通過該訊號收發單元15所傳輸之指令與資訊，係符合DALI協定之規定。然而，該訊號收發單元15尚可為其他的無線傳輸介面，例如藍牙(Bluetooth)傳輸介面或Wi-Fi傳輸介面等；再者，該開關模組1亦可通過DALI資料線或電力線(Power Line Communication,PLC)等傳輸介面，以直接通過該電源線2來傳輸上述指令與資訊，但不加以限定。

若該群組4中具有複數的該開關模組1，則任一個該開關模組1皆可被使用者用來做為一主開關模組，當該主開關模組被驅動以進入一學習模式時，該群組4中的各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E係分別偵測自身目前的電源狀態，並且分別產生該電源狀態 資訊I1並回傳至該主開關模組，以儲存於該主開關模組的該記憶單元16中。其中，該主開關模組所儲存的該些電源狀態資訊I1中，係包括該主開關模組本身的該電源狀態資訊I1。

爾後，各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E係可被使用者各別操控，以切換與之連接的各該負載元件3A、3B、3C、3D、及3E的作動(On)與不作動(Off)。並且，若各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E具有微調功能，則更可被使用者操控，以切換通過的電能的百分比，進而控制各該負載元件3A、3B、3C、3D、及3E的作動程度(例如燈炮亮起的程序)。

當該主開關模組被驅動以啟動一回復模式時，該主開關模組依據該記憶單元16中儲存的當時的該些電源狀態資訊I1，下達一切換指令S1(如第一圖中所示的該切換指令S1)至該群組4中的各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E，以將各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E回復成當時進入該學習模式時的電源狀態(包括On或Off，並且若為On，則更回復當時通過的電能的百分比)。更具體而言，該主開關模組依據該開關模組1A當時所傳送的該電源狀態資訊I1，來下達該切換指令S1給該開關模組1A、並且依據該開關模組1B當時所傳送的該電源狀態資訊I1來下達該切換指令S1給該開關模組1B等等，以此類推。

舉例來說，當該主開關模組進入該學習模式時，該開關模組1A及1B的電源狀態為導通(即，該負載元件3A及3B作動)，而該開關模組1C、1D、1E的電源狀態為斷除(即，該負載元件3C、3D、3E不作動)，則該主開關模組將該些電源狀態資訊I1儲存於該記憶單元16中。之後，即使各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E的電源 狀態皆被使用者切換為斷除(即，各該負載元件3A、3B、3C、3D、3E皆不作動)，此時只要驅動該主開關模組以啟動該回復模式，即可立即回復成該開關模組1A及1B的電源狀態為導通，而該開關模組1C、1D、1E的電源狀態為斷除之狀態。意即，使用者只要操控單一個該主開關模組，即可同時切換該群組4中的所有該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E的電源狀態，如此將為使用者帶來相當大的便利。

例如，若使用者操作臥室中的該開關模組1，令該開關模組1記錄了住宅中的所有該開關模組1皆為關閉之電源狀態，則當使用者欲將住宅中的所有該開關模組1全部關閉時，只要令臥室中的該開關模組1啟動該回復模式即可，即是說，使用者不需離開臥室即可輕易地將住宅中的所有開關皆關閉。

值得一提的是，該群組4中的各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E皆可被使用者用來做為該主開關模組，並且各個主開關模組內的該記憶單元16，係可儲存不同時間點的該電源狀態資訊I1。藉此，只要事先經過學習模式的記錄，使用者即可操控不同的主開關模組，輕鬆將該群組4中的各該開關模組1A、1B、1C、1D、及1E切換為不同時間點的狀態。

續請參閱第四圖A，為本發明之一較佳具體實施例之流程圖。首先，使用者係選取該群組4中的任一個該開關模組1，以做為該主開關模組(步驟S10)，接著，驅動該主開關模組進入該學習模式(步驟S12)。更具體而言，該步驟S12中，使用者主要係對該主開關模組上的該開關單元11進行特殊操控，例如連續觸碰該開關單元11三下，以令該主開關模組進入該學習模式。然而以上所述僅 為本發明之較佳具體實施例，不應以此為限。

該主開關模組進入該學習模式時，該主開關模式即可接收該群組4中的所有該開關模組1所傳來的該電源狀態資訊I1，並且予以儲存。更具體而言，該主開關模組被驅動而進入該學習模式時，係發出一控制指令C1(如第一圖中所示的該控制指令C1)至該群組4中的所有該開關模組1(步驟S14)，接著，各該開關模組1依據該控制指令C1，偵測目前的電源狀態(為導通或斷除，若為導通，則更可包括通過的電能的百分比)，並分別將各自的該電源狀態資訊I1回傳給該主開關模組(步驟S16)。最後，該主開關模組儲存該群組4中的所有該開關模組1目前的該電源狀態資訊I1(步驟S18)。

步驟S18之後，該主開關模組中儲存有該群組4中的所有該開關模組1的該電源狀態資訊I1，而該些電源狀態資訊I1的產生時間點為該主開關模組進入該學習模式的時間點。

參閱第四圖B，為本發明之一較佳具體實施例之另一流程圖。首先，使用者係驅動該主開關模組，以啟動一回復模式(步驟S20)，更具體而言，使用者主要係對該主開關模組上的該開關單元11進行特殊操控，例如連續觸碰該開關單元11五下，以令該主開關模組啟動該回復模式，但不加以限定。

步驟S20後，該主開關模組係依據該記憶單元16中所儲存的當時的該些電源狀態資訊I1，下達該切換指令S1給該群組4中的所有該開關模組1(步驟S22)。各該開關模組1係通過其上的該訊號收發單元15接收該切換指令S1，並且根據所接收的該切換指令S1來 切換各自的電源狀態，以回復成當時進入該學習模式時的電源狀態(步驟S24)。

最後請參閱第五圖，為本發明之另一較佳具體實施例之方塊圖。於本實施例中，該開關模組1中更可包括一顯示單元17，電性連接該微控制單元12，該顯示單元17主要用以顯示該開關模組1的各項資訊。舉例而言，當該開關模組1上設置有該負載元件3，例如一燈炮時，使用者可直接由該負載元件3來得知該開關模組1的電源狀態係為導通或斷除，並得知通過該開關模組1的電能的百分比，而當該開關模組1上未設置任何的該負載元件3時，即可由該顯示單元17來以燈號或文字顯示該開關模組1的電源狀態(為導通或斷除，若為導通，更可顯示通過的電能的百分比)。

再者，該開關模組1還可通過該電源偵控單元13來偵測自身所消耗的電流量，並產生一電流量資訊C2，以通過該顯示單元17來顯示。並且，該開關模組1還可直接依據該電流量資訊C2來計算本身的使用電量，並於該顯示單元17上顯示。藉此，使用者可通過該顯示單元17，輕鬆得知該開關模組1上的該負載元件3所耗費之電能。

以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

1‧‧‧開關模組

11‧‧‧開關單元

12‧‧‧微控制單元

13‧‧‧電源偵控單元

14‧‧‧負載座

15‧‧‧訊號收發單元

16‧‧‧記憶單元

2‧‧‧電源線

3‧‧‧負載元件

I1‧‧‧電源狀態資訊

S1‧‧‧切換指令

C1‧‧‧控制指令

Claims (15)

1. 一種智慧型開關模組，用以對外連接一電源線及一負載元件，以將該電源線所供給之電能提供給該負載元件，該智慧型開關模組包括：一電源偵控單元，連接該電源線，用以切換並偵測該智慧型開關模組的電源狀態係為導通或斷除，以及通過該智慧型開關模組的電能的百分比；一微控制單元(Micro Control Unit,MCU)，電性連接該電源偵控單元；一開關單元，電性連接該微控制單元，係受外部操控，以控制該電源偵控單元進行電源狀態的切換；及一訊號收發單元，電性連接該微控制單元，用以對外發送該智慧型開關模組目前的電源狀態資訊，並用以接收其他智慧型開關模組所傳來的電源狀態資訊，其中該電源狀態資訊記錄各該智慧型開關模組目前的電源狀態為導通或斷除；其中，當該智慧型開關模組受外部驅動而進入一學習模式時，係接收並儲存所在領域內的所有智慧型開關模組所傳來的電源狀態資訊；當該智慧型開關模組受外部驅動而啟動一回復模式時，係依據所儲存的該些電源狀態資訊，操控所在領域內的所有智慧型開關模組切換電源狀態，進而令所有智慧型開關模組回復成進入該學習模式時的電源狀態。
2. 如請求項1所述的智慧型開關模組，其中該電源狀態資訊更記錄 通過該智慧型開關模組的電能的百分比。
3. 如請求項1所述的智慧型開關模組，其中該開關單元為觸控式開關、按鍵開關、切換開關、及滑動開關的其中之一。
4. 如請求項1所述的智慧型開關模組，其中該智慧型開關模組係通過數位可定址照明介面(Digital Addressable Lighting Interface,DALI)協定與其他智慧型開關模組互相連接，以進行定址動作。
5. 如請求項4所述的智慧型開關模組，其中該訊號收發單元為一Zigbee訊號收發單元，該智慧型開關模組通過Zigbee協定無線傳輸該控制指令、該切換指令及該電源狀態資訊，並且通過該訊號收發單元所傳輸之資料符合DALI協定。
6. 如請求項1所述的智慧型開關模組，其中更包括一負載座，電性連接該電源偵控單元，該智慧型開關模組通過該負載座連接該負載元件。
7. 如請求項6所述的智慧型開關模組，其中該負載座為一電源插座或一燈座。
8. 如請求項1所述的智慧型開關模組，其中更包括一記憶單元，電性連接該微控制單元，該記憶單元用以於該智慧型開關模組進入該學習模式時，儲存所在領域內的所有智慧型開關模組的電源狀態資訊。
9. 如請求項1所述的智慧型開關模組，其中更包括一顯示單元，電性連接該微控制單元，該電源偵控單元偵測該智慧型開關模組所消耗之電流量，並通過該顯示單元來顯示電流量資訊，或顯示依據該電流量資訊計算出來的該智慧型開關模組的使用電量。
10. 一種智慧型開關模組的操控方法，係運用於一由複數智慧型開關 模組所組成的群組中，該智慧型開關模組的操控方法包括：a)選取其中之一該智慧型開關模組，以成為該群組中的一主開關模組；b)當該主開關模組進入一學習模式時，接收該群組中的所有智慧型開關模組的電源狀態資訊並加以儲存，其中該電源狀態資訊記錄各該智慧型開關模組目前的電源狀態為導通或斷除；c)當該主開關模組啟動一回復模式時，係依據所儲存的該些電源狀態資訊下達一切換指令，令該群組中的所有該智慧型開關模組根據該切換指令切換各自的電源狀態，以回復成進入該學習模式時之電源狀態。
11. 如請求項10所述的智慧型開關模組的操控方法，其中該步驟b中，該主開關模組係發出一控制指令至該群組中的所有該智慧型開關模組，以令所有該智慧型開關模組偵測並回傳自身的該電源狀態資訊。
12. 如請求項10所述的智慧型開關模組的操控方法，其中該群組中的各該智慧型開關模組係通過數位可定址照明介面(Digital Addressable Lighting Interface,DALI)協定互相連接，以進行定址動作。
13. 如請求項12所述的智慧型開關模組的操控方法，其中該群組中的各該智慧型開關模組係通過Zigbee協定無線傳輸該控制指令、該切換指令及該電源狀態資訊。
14. 如請求項10所述的智慧型開關模組的操控方法，其中更包括一步驟d：各該智慧型開關模組偵測所消耗之電流量，並分別通過各該智慧型開關模組上的顯示單元來顯示電流量資訊，或顯示依據該電流量資訊計算出來的該智慧型開關模組的使用電量。
15. 如請求項10所述的智慧型開關模組的操控方法，其中步驟b中及步驟c中，係於該主開關模組上的一開關單元受特殊操控時，驅動該主開關模進入該學習模式與啟動該回復模式。