TWI697184B - 智能控制系統 - Google Patents

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Abstract

一種智能控制系統，包含第一非智能開關，設於第一電源出線盒；第二非智能開關，設於第二電源出線盒；及智能開關，電性串聯於第一非智能開關與第二非智能開關之間，該智能開關未設於電源出線盒。

Description

智能控制系統
本發明係有關一種智能控制系統，特別是關於一種包含智能開關的智能控制系統。
智慧家庭網路(home intelligent network)可控制家庭內的各種設備，例如照明、加熱、通風、空氣調節設備、通信系統、娛樂設備、家庭安全裝置，用以增進便利、舒適、能源效率與安全。智慧家庭網路更可用來作為防災警示，例如偵測火災造成的煙霧或過熱。
傳統的智能控制系統需將同一迴路當中，所有傳統開關從電源出線盒(electrical outlet box或wall box)拆除，再於該些原電源出線盒分別裝入智能開關，最後再以中控器來控制這些智能開關，因此需要耗費許多的時間與人力以執行置換工程。此外，如果中控器故障時，則迴路中的所有智能開關即失去切換功能。
因此亟需提出一種新穎的機制，用以改善傳統智能控制系統的缺失。
鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種智能控制系統，省略了傳統智能控制系統的複雜且耗時的開關置換工程，且不受中控器故障的影響而仍可進行負載的開關切換。
根據本發明實施例之一，智能控制系統包含第一非智能開關、第二非智能開關及智能開關。第一非智能開關設於第一電源出線盒，第二非智能開關設於第二電源出線盒，但智能開關未設於電源出線盒。智能開關電性串聯於第一非智能開關與第二非智能開關之間。
根據本發明另一實施例，智能控制系統包含非智能開關及智能開關。非智能開關設於電源出線盒，但智能開關未設於電源出線盒。智能開關電性串聯於非智能開關。
第一A圖與第一B圖顯示本發明第一實施例之智能(smart)控制系統100的線路圖。第一A圖/第一B圖例示一種雙切換(two-location switching)系統，可由二個位置來控制系統的切換。然而，本發明實施例可普遍應用於多位置(multi-location)切換系統。
在本實施例中，智能控制系統100包含至少二串聯的開關(例如圖示的第一開關11A與第二開關11B)，分別設於牆上的電源出線盒(electrical outlet box或wall box)。值得注意的是，本實施例中的第一開關11A與第二開關11B係為傳統機械式開關，其不能藉由無線信號來控制，因此在本說明書中又稱為非智能(unsmart)開關。在本實施例中，第一開關11A為單極雙投(SPDT)開關(一般又稱為三端開關(3-way switch))，具一輸入端與二輸出端；第二開關11B為單極雙投(SPDT)開關，具二輸入端與一輸出端。第一開關11A的輸入端電性連接市電(mains power)提供的火線(line wire或live wire)，第二開關11B的輸出端電性連接至負載12(例如燈泡)的第一端，且負載12的第二端電性連接至市電提供的水線(neutral wire)或者非市電提供的切換線(switch wire)。亦即，本實施例之智能控制系統100不需連接水線。本實施例之智能控制系統100可用以控制各種電燈，例如白熾(incandescent)燈泡、省電燈泡(compact fluorescent lamp, CFL) 、鎢絲(Tungsten)燈泡、鹵素(Halogen)燈泡或發光二極體(LED)燈泡。本實施例雖以電燈的開關控制作為例示，然而本實施例可用以控制其他種類負載的開關控制，例如風扇開關或電動窗簾開關。
本實施例之智能控制系統100包含智能開關(smart switch)13，電性串聯於第一開關11A與第二開關11B之間，可藉由無線方式來控制其切換。在一實施例中，係使用無線區域網路(WLAN)(例如Zigbee、Z-Wave、Bluetooth(藍牙)、Sub-1GHz協定，或其他適合於智慧家庭網路的協定)來控制智能開關13的切換。根據本實施例的特徵之一，智能開關13未設於牆上的電源出線盒，有別於第一開關11A與第二開關11B係設於牆上的電源出線盒。
第二圖顯示本發明實施例之智能開關13的系統方塊圖。在本實施例中，智能開關13可包含電力偵測單元131(例如電流感測器)，用以偵測是否有輸入電壓或電流。智能開關13可包含電源單元132，例如充電電路。當偵測到輸入電力時，則儲存電源；當偵測到未有輸入電力時，則將所儲存之電源提供給智能開關13的其他電路使用。智能開關13可包含射頻單元133，用以接收或產生射頻訊號。智能開關13可包含微控制器134，其根據射頻單元133所接收的射頻訊號以控制開關的切換，且可控制射頻單元133以產生射頻訊號，用以和中控器進行通訊。
在本實施例中，智能開關13為四端(4-way)開關，具二輸入端(如圖示的1、3)與二輸出端(如圖示的2、4)。當智能開關13處於第一狀態時，輸入端1連接輸出端4且輸入端3連接輸出端2，亦即輸入端對(1、3)與輸出端對(2、4)交叉(cross)連接，如第一A圖所示。當智能開關13處於第二狀態時，輸入端1連接輸出端2且輸入端3連接輸出端4，亦即輸入端對(1、3)與輸出端對(2、4)對應(corresponding)連接，如第一B圖所示。
在本實施例中，智能開關13的二輸入端分別電性連接至第一開關11A的二輸出端，且智能開關13的二輸出端分別電性連接至第二開關11B的二輸入端。如前所述，本實施例之智能開關13未設於牆上的電源出線盒，且第一開關11A與第二開關11B係設於牆上的電源出線盒。然而在傳統的智能控制系統中，必須將同一迴路當中的所有傳統開關從電源出線盒拆除，再於原電源出線盒裝入智能開關，最後再以中控器來控制這些智能開關。本發明實施例省略了傳統智能控制系統的複雜且耗時的開關置換工程，仍可藉由控制智能開關13以進行負載12的開關切換。此外，在傳統的智能控制系統中，如果中控器故障時，則迴路中的所有智能開關即失去切換功能，因而無法進行負載12的開關切換。反觀本發明實施例之智能控制系統100，如果中控器(未顯示)故障時，由於第一開關11A與第二開關11B為傳統機械式開關，因此仍然保有其切換功能，不受中控器故障的影響而仍可進行負載12的開關切換。
第三A圖與第三B圖顯示本發明第二實施例之智能控制系統300A的線路圖。第三A圖/第三B圖例示一種單切換(one-location switching)系統，可由單一位置來控制系統的切換。
在本實施例中，智能控制系統300A包含至少一開關(例如圖示的開關31)，設於牆上的電源出線盒。值得注意的是，本實施例中的開關31係為傳統機械式開關，其不能藉由無線信號來控制，因此在本說明書中又稱為非智能開關。在本實施例中，開關31為單極雙投(SPDT)開關(一般又稱為三端開關(3-way switch))，具一輸入端與二輸出端。開關31的輸入端電性連接市電提供的火線，且負載12(例如燈泡)的第二端電性連接至市電提供的水線或者非市電提供的切換線。
本實施例之智能控制系統300A包含智能開關33，電性串聯於開關31之後，可藉由無線方式來控制其切換。根據本實施例的特徵之一，智能開關33未設於牆上的電源出線盒，有別於開關31係設於牆上的電源出線盒。
在本實施例中，智能開關33為四端(4-way)開關，具二輸入端(如圖示的1、3)與二輸出端(如圖示的2、4)。當智能開關33處於第一狀態時，輸入端1連接輸出端4且輸入端3連接輸出端2，亦即輸入端對(1、3)與輸出端對(2、4)交叉(cross)連接，如第三A圖所示。當智能開關33處於第二狀態時，輸入端1連接輸出端2且輸入端3連接輸出端4，亦即輸入端對(1、3)與輸出端對(2、4)對應(corresponding)連接，如第三B圖所示。
在本實施例中，智能開關33的二輸入端分別電性連接至開關31的二輸出端，且智能開關33的其中一輸出端(例如輸出端2)電性連接至負載12的第一端。
類似於第一實施例，本實施例省略了傳統智能控制系統的複雜且耗時的開關置換工程，仍可藉由控制智能開關33以進行負載12的開關切換。此外，本實施例之智能控制系統300A，如果中控器(未顯示)故障時，由於開關31為傳統機械式開關，因此仍然保有其切換功能，不受中控器故障的影響而仍可進行負載12的開關切換。
第三C圖與第三D圖顯示本發明第二變形實施例之智能控制系統300B的線路圖。在本實施例中，智能開關33為三端(3-way)開關，具二輸入端(如圖示的1、3)與一輸出端(如圖示的2)。當智能開關33處於第一狀態時，輸入端3連接輸出端2，如第三C圖所示。當智能開關33處於第二狀態時，輸入端1連接輸出端2，如第三D圖所示。在本實施例中，智能開關33的二輸入端分別電性連接至開關31的二輸出端，且智能開關33的輸出端電性連接至負載12的第一端。
第四A圖與第四B圖顯示本發明第三實施例之智能控制系統400A的線路圖。本實施例類似於第三A圖/第三B圖的實施例，不同的地方在，智能開關33係電性串聯於開關31之前。在本實施例中，開關31為單極雙投(SPDT)開關(一般又稱為三端開關(3-way switch))，具二輸入端與一輸出端。本實施例之智能開關33的其中一輸入端(例輸入端1)電性連接市電提供的火線，且智能開關33的二輸出端分別電性連接至開關31的二輸入端。開關31的輸出端電性連接至負載12(例如燈泡)的第一端，且負載12的第二端電性連接至市電提供的水線或者非市電提供的切換線。
第四C圖與第四D圖顯示本發明第三變形實施例之智能控制系統400B的線路圖。在本實施例中，智能開關33為三端(3-way)開關，具一輸入端(如圖示的1)與二輸出端(如圖示的2、4)。當智能開關33處於第一狀態時，輸入端1連接輸出端4，如第四C圖所示。當智能開關33處於第二狀態時，輸入端1連接輸出端2，如第四D圖所示。在本實施例中，智能開關33的輸入端電性連接市電提供的火線，且智能開關33的二輸出端分別電性連接至開關31的二輸入端。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
100:智能控制系統 11A:第一開關 11B:第二開關 12:負載 13:智能開關 131:電力偵測單元 132:電源單元 133:射頻單元 134:微控制器 300A:智能控制系統 300B:智能控制系統 400A:智能控制系統 400B:智能控制系統 31:開關 33:智能開關 1、3:輸入端 2、4:輸出端
第一A圖與第一B圖顯示本發明第一實施例之智能控制系統的線路圖。 第二圖顯示本發明實施例之智能開關的系統方塊圖。 第三A圖與第三B圖顯示本發明第二實施例之智能控制系統的線路圖。 第三C圖與第三D圖顯示本發明第二變形實施例之智能控制系統的線路圖。 第四A圖與第四B圖顯示本發明第三實施例之智能控制系統的線路圖。 第四C圖與第四D圖顯示本發明第三變形實施例之智能控制系統的線路圖。
100:智能控制系統
11A:第一開關
11B:第二開關
12:負載
13:智能開關
1、3:輸入端
2、4:輸出端

Claims (8)

  1. 一種智能控制系統，包含：一第一非智能開關，設於第一電源出線盒；一第二非智能開關，設於第二電源出線盒；及一智能開關，電性串聯於該第一非智能開關與該第二非智能開關之間，該智能開關未設於電源出線盒。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之智能控制系統，其中該第一非智能開關與該第二非智能開關係為機械式開關。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之智能控制系統，其中該智能開關為四端開關，具二輸入端與二輸出端。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述之智能控制系統，其中該第一非智能開關為三端開關，具一輸入端與二輸出端；且該第二非智能開關為三端開關，具二輸入端與一輸出端；其中該智能開關的二輸入端分別電性連接至該第一非智能開關的二輸出端，且該智能開關的二輸出端分別電性連接至該第二非智能開關的二輸入端。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之智能控制系統，其中該第一非智能開關的輸入端電性連接火線，該第二非智能開關的輸出端電性連接至一負載的第一端，且該負載的第二端電性連接至水線或切換線。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之智能控制系統，其中該智能開關的切換使用無線區域網路來控制。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述之智能控制系統，其中該無線區域網路的協定包含Zigbee、Z-Wave、藍牙或Sub-1GHz。
  8. 根據申請專利範圍第3項所述之智能控制系統，其中當該智能開關處於第一狀態時，輸入端對與輸出端對呈交叉連接；當該智能開關處於第二狀態時，輸入端對與輸出端對呈對應連接。
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