一種功能可調的智能開關及其實現方法技術

一種功能可調的智能開關及其實現方法，具有嵌入式芯片控制模塊，以及通過引腳線路分別獨立與之連接的物理開關模塊、電源模塊、液晶屏模塊，且該液晶屏模塊上整合有操作輸入模塊；其特征在于：該智能開關還具有一連接芯片控制模塊的開關功能設定模塊；且該芯片控制模塊設有信號采集單元、處理單元、存儲單元，以及控制單元，并存儲有多個執行程序。通過開關功能的預設并藉由液晶顯示的芯片控制，實現了一個智能開關多用途隨意選擇的突破，具有功能完整、成本低廉、操作簡單、故障率低的有益效果，有效降低了產業鏈上、下游各環節的成本，提高了智能開關的利用率，對能源節約及環境保護都有著重大的作用和意義。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種智能開關，尤其涉及一種以液晶顯示、輸入和嵌入式芯片 控制的單線制或雙線制智能開關。
技術介紹
開關的用途在于對燈具等電器設備的開啟和關閉進行控制。目前存在的開 關分為機械式開關和智能開關兩大類，而在現有的生活及工作中，使用的開關 大部分都是機械式開關。該類型開關的特點是通過面板在固定位置的往復運 動，帶動內部金屬片的開合，從而達到整個電路通斷的效果。該類型開關已經 應用多年，發展出塑料結構，木質結構，陶瓷結構，膠木結構等眾多品種。隨 著嵌入式技術及液晶顯示技術的不斷發展，以及人們審美觀點的不斷提高，智 能開關近年來也得到了顯著的發展和應用。該類型開關的特點是以不同尺寸 的液晶顯示屏作為顯示面板，以觸摸屏或其他電控裝置(例如射頻遙控器、聲 控設備、光控設備、網絡設備等)為輸入設備，通過嵌入式芯片系統進行輸入 信號的檢測，邏輯判斷，顯示屏顯示內容控制，以及控制信號的輸出；借助該 輸出控制信號，通過繼電器、可控硅或三極管等電子元件最終實現整個電路通 斷的效果。然而無論是日常通用的機械式開關，還是新穎時尚的單線制或雙線制智能 開關，其都有一個共同的特點，即單個開關的功能在下生產線時就已經被固 定。基于這樣的特點，會給開關的生產廠家、開關的經銷商以及開關的最終用戶帶來以下缺陷及不足1) 、針對開關生產企業前期開發成本增加——根據開關實現的控制功能，可以將開關分為開/關、 調光、只開、只關、延時、漸亮、漸滅、點動八種功能；而根據開關的控制方 式可以將開關分為單控及雙控兩種模式。由于開關功能及控制方式的不同，現 有無論是機械式開關還是智能開關，其開關按鈕、外部面板、內部鍘刀模塊及 結構都需要單獨設計和開模，成本昂貴，且產品一旦確定，改動的成本將同樣 不菲；生產難度及成本增加——不同按鈕功能的開關作為不同系列的產品，其生 產流程及工序都會有所區別，這將導致生產復雜度的增加，進而帶來生產成本 的增加；庫存成本增加——由于不同按鈕功能的各系列開關之間沒有通用性和替代 性，為滿足市場供應需求，生產企業必須在庫存中留有所有系列的開關，導致 庫存成本增加。2) 、針對開關經銷商開關銷售基本通過分布在各地的經銷商渠道完 成，由于開關按鈕功能不同而導致產品型號不同，以及產品之間的不可替換 性，也必然會導致經銷商的資金大量地占用在囤積各種型號的產品上，活動資 金相對減少，從而降低了經銷商的競爭力和靈活性；3) 、針對最終用戶在裝修完成后，若需要更改電路的控制方式，輕則 需要更換現有開關，造成原有開關的浪費；重則需要重新在墻體上切割布線槽及開關槽，破壞室內原有裝修，造成巨大損失。
技術實現思路
針對上述現有機械式開關及智能開關的缺陷，本專利技術的目的旨在提供一種 功能可調的智能開關及其實現方法，解決產品功能單一化，生產、存儲成本高 昂，資金占用高，銷售競爭力和靈活性差以及使用后期擴展性差，不易更改的 問題。為實現上述目的，本專利技術所采取的技術手段是本專利技術的功能可調的智能開關包括硬件與軟件兩部分有機結合而成，總體 來看，硬件系統包括開關功能設定模塊、嵌入式芯片控制模塊、物理開關模 塊、電源模塊、液晶屏模塊、操作輸入共六個模塊；軟件系統包括開關功能硬 件檢測程序、軟件設定開關按鈕功能程序、功能參數設定程序、開關功能程 序、操作輸入方式自識別程序、面板區域位置與按鈕對應程序、開關功能界面 顯示程序共七個程序。其中開關功能程序包括單控/雙控切換子程序、開/關功 能子程序、調光功能子程序、只開功能子程序、只關功能子程序、延時功能子 程序、漸亮/漸滅功能子程序、點動功能子程序。具體深入地說硬件部分所述開關功能設定模塊，其主要作用是通過預先設計好的編碼規則，在該 模塊上進行相應的設定，形成針對不同功能的編碼組合。該開關功能設定模塊 是基于含四開關的雙列直插式撥位開關(DIP開關)制成的單片模塊結構，且 該開關功能設定模塊與所述嵌入式芯片控制模塊通過引腳線路獨立相連；進一 步地，所述按鈕功能編碼采用四位二進制編碼規則，其中所述編碼首位取值對 應單控/雙控的設定，而編碼后三位取值分別對應開/關、調光、只開、只關、 延時、漸亮、漸滅及點動功能的設定。此外，該開關功能設定模塊也可以是基 于通信端口及控制總線(如觸摸屏、紅外、射頻、藍牙、串口、互聯網、GRPS/GSM等)制成的信號接收模塊，實現在線或遠程設定。所述嵌入式芯片控制模塊，是整個智能開關的電信號采集、處理、控制輸 出的核心模塊，與其他所有硬件模塊相連。該芯片控制模塊具有用于讀取按鈕 功能編碼的信號采集單元、用于將所讀取的信號處理匹配對應執行程序的處理 單元、用于記憶一組多個執行程序的存儲單元、依照執行程序向物理開關模塊 輸出指令的控制單元、執行程序寫入/讀取單元、晶振單元、以及看門狗單元等 外圍電路單元。在智能開關上電自檢后，該芯片控制模塊首先通過開關功能硬件檢測程序檢測開關功能設定模塊，由信號采集單元獲得按鈕功能編碼；繼而 由處理單元將之與記憶在存儲單元內對應的執行程序匹配，并由控制單元向液晶屏模塊輸出開關功能界面顯示的指令；最后執行基于操作輸入模塊的按鈕循 環檢測，對發生在操作輸入模塊上的操作信號進行芯片控制模塊的識別，并依 照預設的執行程序，以程序指令驅動物理開關模塊執行相應的功能動作。所述物理開關模塊，是利用光耦、可控硅、繼電器、三極管等電子元件組 成的電子開關電路，在接收到嵌入式芯片發來的通斷控制指令后，可以控制強 電電路的通斷，實現傳統機械開關通斷的作用，完成弱電控制強電的輸出。所述電源模塊，是將220V的交流強電轉換為智能開關各模塊電路運作所 需要的直流低電電路，其口J以為單線制(只有火線)和雙線制(零線、火線) 輸入。所述操作輸入模塊，為基于液晶屏的觸摸屏模塊、射頻遙控模塊、光控模 塊、聲控模塊，或為基于網絡操控的輸入模塊其中一種或多種搭配整合。而其 中所述觸摸屏模塊為指按式輸入，其類型可包括阻抗式、靜電電容式、光學式 及超音波式等觸摸屏。8所述液晶屏模塊，為現有任何可以進行圖像、文字等數據顯示的各種液晶 顯示屏。軟件部分首先通過所述開關功能設定模塊設定對應于不同按鈕功能的編碼信號，并 將該編碼信號通過信號采集單元輸入芯片控制模塊內；繼而由處理單元匹配記 憶在存儲單元內對應的執行程序，并由控制單元向液晶屏模塊輸出開關功能界 面顯示的指令；最后執行基于操作輸入模塊的按鈕循環檢測，對發生在液晶屏 模塊上的操作信號進行芯片控制模塊的識別，并依照預設的執行程序，以程序 指令驅動物理開關模塊執行相應的功能動作。其中所述執行程序包括①開關功 能硬件檢測程序、②軟件設定開關按鈕功能程序、③開關功能界面顯示程序、 ④面板區域位置與按鈕對應程序、⑤開關功能程序、(D操作輸入方式自識別程 序、⑦功能參數設定程序；所述由芯片控制模塊發出的指令包括面向液晶屏模 塊的顯示指令，用于向液晶屏模塊輸出開關功能界面顯示程序和面板區域位置 與按鈕對應程序；以及面向物理開關模塊的執行指令，用于驅動智能開關執行 相應的開關功能。所述開關按鈕功能檢測程序，是該智能開關每次上電通過自檢后由所述芯 片控制模塊自動調用的第一個程序。該程序的主要作用是通過檢測與開關按鈕 功能設定模塊連接的相應引腳，獲得開關本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種功能可調的智能開關，具有嵌入式芯片控制模塊，以及與所述芯片控制模塊分別通過引腳線路獨立連接的物理開關模塊、電源模塊、液晶屏模塊，且所述液晶屏模塊上整合有操作輸入模塊，其特征在于：所述智能開關具有與所述芯片控制模塊連接的開關功能設定模塊，且所述芯片控制模塊設有用于讀取按鈕功能編碼的信號采集單元、用于將所讀取的信號處理匹配對應執行程序的處理單元、用于記憶一組多個執行程序的存儲單元，以及依照執行程序向物理開關模塊輸出指令的控制單元。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：程抒一，竇曉鳴，莊松林，
申請(專利權)人：程抒一，竇曉鳴，蘇州工業園區和嘉光電技術有限公司，莊松林，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]