專利名稱：數(shù)控開關系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種開關系統(tǒng)，更具體的說是把一個或多個開關操作單元的開與關操控指令，在一對傳輸線線路上傳輸，將一個或多個開關執(zhí)行單元所相連的照明燈具、用電設備及電源插座的電源輸入進行控制，使它們與市電供電線之間的連接執(zhí)行開與關。
背景技術(shù)：
目前絕大部分照明燈具及部分電器設備、電源插座的電源供給，需開關串聯(lián)在電源線路上用一對一的開與關控制通斷，如控制十幾路或上百路時，也需在相應開關與用電器之間敷設十幾條或上百條線路，按裝施工時每個線路間需編號，易出錯，二地與多地控制一線路更需要復雜的線路，產(chǎn)生施工繁瑣工程量大。而且經(jīng)施工完成的開關操作位置，很難改變用電器控制目標。同時消耗大量的有色金屬，增加線路電力的損耗。除此之外目前也有采用無線電遙控控制方式，但缺點控制易受距離限制和墻與金屬物的阻擋，傳輸信號不易達到負載開關控制器，同時會在空中產(chǎn)生較多的電磁波污染。也還有用電力載波開關控制方式，但是隨著電器產(chǎn)品的多樣化及負載大小的不斷變化，對載波控制信號衰減大小不穩(wěn)定，可能會產(chǎn)生開關操作控制失敗，同時易對電力電網(wǎng)輸電線路產(chǎn)生干擾污染。雖然無線遙控控制及電力載波控制能簡化電源線路，但傳輸控制有一定的缺陷和局限性。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上的不足，本發(fā)明專利提供一種數(shù)控開關系統(tǒng)，是把一個或多個開關指令操作單元的開與關按鍵操作指令，用一對傳輸線，對一個或多個開關執(zhí)行單元所控制的照明燈具、用電設備及電源插座所需的電源輸入進行控制，使它們與市電供電線之間執(zhí)行開與關的連接。本發(fā)明數(shù)控開關系統(tǒng)的實施方案，包括由開關操作編碼模塊和指令調(diào)制發(fā)送模塊相連組合成的開關操作單元與解調(diào)模塊、譯碼識別模塊和開關執(zhí)行模塊相連組合成的開關執(zhí)行單元在傳輸線的線路上連接；由低壓供電模塊與相并聯(lián)的電阻Rl和電感LI電路，串聯(lián)組合成的系統(tǒng)供電單元也與上述傳輸線的線路相連接；外部的照明燈具、用電設備、電源插座所需的電源輸入端與市電供電線之間，由上述開關執(zhí)行單元的開關輸出端執(zhí)行開關連接。上述的在低壓供電模塊電源輸出端與傳輸線線路之間，用電阻Rl和電感LI，為各單元所需工作用電的輸送及避免低壓供電模塊電路對編碼調(diào)制指令吸收與衰減的電路連接。同時電阻Rl與電感LI與相連的三極管Q1、電阻R2及傳輸線VCC、CSX-組成調(diào)制輸出電路。這種設計方案解決了在只需用一對相連接的傳輸線線路上，既可以為整個數(shù)控開關系統(tǒng)提供工作用電供給輸送，又可以解決在整個數(shù)控開關系統(tǒng)中所有開關操作單元對開關執(zhí)行單元的操控編碼調(diào)制指令傳輸。由于信號在傳輸線上閉合傳輸，作用在開關指令操作單元與負載開關執(zhí)行單元之間傳輸時信號最強。對空中沒有電磁波幅射與電力供電網(wǎng)無高頻干擾?？垢蓴_能力強及傳輸距離遠，可靠性高的優(yōu)點。
所述開關操作編碼模塊與譯碼識別模塊，只要編碼電路的編碼開關與譯碼電路的譯碼開關所設定地址數(shù)字碼相一致，就可以完成控制目的。對開關操作與控制對象可很方便的配對組合，可以用一個開關操作單元一路或多路開關，對一個開關執(zhí)行單元或多個開關執(zhí)行單元的執(zhí)行開關控制。也可以用一個開關操作單元的一路或其中一路開關，與多個開關執(zhí)行單元的執(zhí)行同步開關控制。還可以用多個開關操作單元的一路或其中一路開關，對同一個開關執(zhí)行單元單獨執(zhí)行開關控制及對上一次開關操作變更，取代傳統(tǒng)復雜的雙聯(lián)與多聯(lián)開關線路。由于編碼電路與譯碼電路所設定地址數(shù)字碼可很方便配對變更，可以在施工時與用戶所需的所控對象線路隨意變換，不需重敷控制線路。為了解決開關操作編碼模塊的編碼電路數(shù)據(jù)輸出與譯碼識別模塊的譯碼電路數(shù)據(jù)輸入，直接在傳輸線上傳輸存在抗干擾性差的缺點，本發(fā)明專利所提供的數(shù)控開關系統(tǒng)，設置了對編碼信號進行調(diào)制的指令調(diào)制發(fā)送模塊與對調(diào)制信號進行解調(diào)的解調(diào)模塊電路，明顯提高了抗干擾的可靠性。本發(fā)明專利所提供的數(shù)控開關系統(tǒng)，在開關操作單元上，為所控制的這路開關執(zhí)行單元開關連接狀態(tài)結(jié)果設有發(fā)光指示燈指示。用解調(diào)模塊與相連接的傳輸線線路上獲取編碼調(diào)制指令，經(jīng)解調(diào)后由譯碼識別模塊識別后，驅(qū)動發(fā)光指示燈工作，為開關操作不可見的負載及多開關相互控制同一負載電源開關時有更直觀實用的所控結(jié)果顯示。本發(fā)明專利所提供的數(shù)控開關系統(tǒng)，在環(huán)境比較黑暗的情況下，人體移動檢測控制單元所能夠在可探測范圍內(nèi)檢測到人體所移動產(chǎn)生的信號，人體移動檢測控制單元輸出開關編碼調(diào)制指令，經(jīng)傳輸線傳輸，對所需控制的開關執(zhí)行單元與相連接的照明燈具執(zhí)行開關控制?？捎迷跇翘?、過道等人員經(jīng)常走動不需按開關鍵而自動亮燈的自動感應開關。


圖1是本發(fā)明的原理方框圖。圖2是本發(fā)明開關操作、開關執(zhí)行及系統(tǒng)供電原理圖。圖3是開關操作單元的組合形式之一。圖4是開關操作單元的組合形式之二。圖5是開關操作單元的組合形式之三。圖6是開關操作單元的組合形式之四。圖7是開關執(zhí)行單元的組合形式之一。圖8是開關執(zhí)行單元的組合形式之二。圖9是人體感應編碼I旲塊原理圖。圖10是人體移動檢測控制單元內(nèi)模塊組合方式。圖11是本發(fā)明數(shù)控開關系統(tǒng)布局方框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的說明。圖1是本發(fā)明的原理方框圖包括由低壓供電模塊直流輸出端VCC和相并聯(lián)的電阻Rl與電感LI電路串聯(lián)組合成的系統(tǒng)供電單元、由帶開關鍵的開關操作編碼模塊和指令調(diào)制發(fā)送模塊組合的開關操作單元、由解調(diào)模塊、譯碼識別模塊和開關執(zhí)行模塊組合的開關執(zhí)行單元及傳輸線、市電供電線。開關操作單元的開關操作指令，經(jīng)傳輸線傳輸給開關執(zhí)行單元，對所相連的用電器電源輸入進行控制，使它們與市電供電線之間的連接執(zhí)行開關。系統(tǒng)供電單元向整個數(shù)控開關系統(tǒng)各單元提供工作用電供給。圖2是本發(fā)明開關操作、開關執(zhí)行及系統(tǒng)供電原理圖所示開關操作編碼模塊所組成的ICl是編碼集成電路，由設定編制一組數(shù)字碼的編碼開關，與ICl的AO-An地址輸入端相連。在DO-Dn數(shù)據(jù)輸入端與開關按鍵連接后再與VDl-VDn相連，為ICl提供開關按鍵操作指令。當按下開關按鍵操作時，在ICl的Dout數(shù)據(jù)輸出端輸出一組電平高低變化的編碼信號，經(jīng)線路Al與指令調(diào)制發(fā)送模塊所組成的IC2振蕩集成電路電源VCC端相連，當Dout數(shù)據(jù)輸出端輸出高電平時，IC2得電振蕩，Dout數(shù)據(jù)輸出端輸出低電平時，IC2失電停振。ICl的輸出編碼信號經(jīng)過IC2振蕩集成電路調(diào)制后在U0輸出端輸出，驅(qū)動三極管Q1，與電阻R2和低壓供電模塊VCC直流輸出端連接的電阻R1、電感LI，用傳輸線CSX+、CSX-相連，組成調(diào)制輸出電路，當U0輸出端為調(diào)制波的低電平時，三極管Ql導通，CSX+的節(jié)點電位等于LI的感抗、Rl與R2的阻抗在供電單元VCC和GSX-之間電壓的分壓比。當uo輸出端為調(diào)制波的高電平時，三極管Ql截止，CSX+端電壓為VCC的高電平。CSX+的節(jié)點電位在上述電平高低變化過程形成編碼調(diào)制波信號輸出，為傳輸線線路相連的解調(diào)模塊提供一個輸入信號。解調(diào)模塊所組成的IC3為單穩(wěn)態(tài)重觸發(fā)集成電路，傳輸線的編碼調(diào)制波信號，通過電容C1、C2、電阻R4、R6組成的選頻匹配電路，輸入給IC3集成電路的TR-輸入端，與決定脈沖寬度的電容C3與電阻R5組成單穩(wěn)態(tài)重觸發(fā)電路，為編碼調(diào)制波整形、波形重疊復合還原，在IC3的Q輸出端，輸出一組與編碼集成電路ICl的Dout數(shù)據(jù)輸出端輸出波形基本一致編碼信號，經(jīng)線路BI在譯碼識別模塊的IC4譯碼集成電路Din輸入端輸入。在譯碼識別模塊所組成的編碼開關與譯碼集成電路IC4地址輸入端AO-An端相連接，由編碼開關為譯碼集成電路IC4編制設定一組與編碼集成電路ICl的編碼開關所設定相一致數(shù)字碼，可以為Din輸入的編碼信號在譯碼電路譯碼，由DO-Dn數(shù)據(jù)輸出端輸出指令信號，經(jīng)Sl-Sn線路連接輸入給開關執(zhí)行模塊，由組成開關執(zhí)行模塊的繼電器驅(qū)動電路去控制繼電器J，使C1、C2線路連接的Jl常開觸點通斷工作，執(zhí)行市電供電線D1、D2相連的照明燈具、用電設備、電源插座所需電源執(zhí)行開關控制。上述的開關執(zhí)行模塊也可以用可控硅驅(qū)動電路與可控硅組成的開關執(zhí)行模塊替代。圖中系統(tǒng)供電單元所組成的低壓供電模塊，市電供電線在D1、D2端輸入，低壓直流在VCC、VSS端輸出。所述的低壓供電模塊，在電源直流輸出端VCC與傳輸線CSX+之間串有相并聯(lián)的電阻Rl與電感LI，電感LI主要為整個數(shù)控開關系統(tǒng)的單元提供工作用電供給，電阻Rl主要是與三極管Q1、電阻R2、電感LI及傳輸線VCC、CSX-組成產(chǎn)生調(diào)制波信號的電路，也可以單獨用電感LI或電阻Rl在傳輸線VCC與CSX+之間串聯(lián)，起到類似于電感LI和電阻Rl并聯(lián)的作用。低壓供電模塊和相并聯(lián)的電阻R1、電感LI串聯(lián)組合，能扼制低壓供電模塊對調(diào)制編碼信號吸收與衰減。圖3是開關操作單元的組合形式之一可以由一組只有一路開與關按鍵的一個開關操作編碼模塊和一個指令調(diào)制發(fā)送模塊連接組成，也可以用上述的多組組合組成，匯總到輸出端CSX+和CSX-輸出開關操作調(diào)制信號；同時CSX+和CSX-端也是本單元的工作電源輸入端。圖4是開關操作單元的組合形式之二由多個只有一路開與關按鍵的開關操作編碼模塊與一個指令調(diào)制發(fā)送模塊連接組成，在輸出端CSX+和CSX-輸出開關操作調(diào)制信號；同時CSX+和CSX-端也是本單元的工作電源輸入端。圖5是開關操作單元的組合形式之三由包含多個開與關按鍵的一個開關操作編碼模塊和一個指令調(diào)制發(fā)送模塊連接組成，在輸出端CSX+和CSX-輸出開關操作調(diào)制信號；同時CSX+和CSX-端也是本單元的工作電源輸入端。圖6是開關操作單元的組合形式之四在圖3、圖4與圖5組合形式的開關操作單元，增加了解調(diào)模塊、譯碼識別模塊及指示燈。用解調(diào)模塊與相連接的傳輸線線路上獲取編碼調(diào)制指令，經(jīng)解調(diào)由譯碼識別模塊識別與上述開關操作單元組成的開關操作編碼模塊相一致編碼信號，譯碼識別模塊S1、Sn輸出端連接的發(fā)光指示燈，為開關操作單元所控制的這路開關執(zhí)行單元開關連接狀態(tài)結(jié)果指示。圖7是開關執(zhí)行單元的組合形式之一在與CSX+、CSX-的輸入端連接的一個解調(diào)模塊、一個譯碼識別模塊和一個有Cl、C2開關控制端的開關執(zhí)行模塊組合；也可以在一個開關執(zhí)行單元中重復上述組合。同時CSX+和CSX-端也是本單元的工作電源輸入端。圖8是開關執(zhí)行單元的組合形式之二 在與CSX+、CSX-的輸入端連接的一個解調(diào)模塊、一個譯碼識別模塊和有Cl、C2開關控制端的多個開關執(zhí)行模塊組合。同時CSX+和CSX-端也是本單元的工作電源輸入端圖9是人體感應編碼模塊原理圖在0T0001數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐稩C8的in端輸入用熱釋電PIR傳感器檢測人體移動信號，vc端連接著電阻R7與光敏電阻R8檢測環(huán)境對比照度的比較值。在熱釋電PIR傳感器所能夠探測范圍內(nèi)檢測到人體所移動產(chǎn)生的信號，經(jīng)IC8組成的電路處理，在環(huán)境比較黑暗的情況下，發(fā)出一個開關信號在VO輸出端輸出，與編碼電路IC7的DO-Dn數(shù)據(jù)輸入端連接，用編碼開關編制設定一組與所需控制的開關執(zhí)行單元譯碼電路相一致的數(shù)字碼，在與Dout端相連的Al線路上輸出一組編碼指令信號。圖10是人體移動檢測控制單元內(nèi)模塊組合方式用人體感應編碼模塊將人體移動信號轉(zhuǎn)換成開關控制的編碼信號由Al輸出端與指令調(diào)制發(fā)送模塊連接，組合成人體移動檢測控制單元。在輸出端CSX+和CSX-輸出開關操作調(diào)制信號；同時CSX+和CSX-端也是本單元的工作電源輸入端。圖11是本發(fā)明數(shù)控開關系統(tǒng)布局方框圖在用一對傳輸線CSX+與CSX-的線路上，為系統(tǒng)供電單元向多個開關操作單元、人體移動檢測控制單元和開關執(zhí)行單元提供工作用電的輸電，同時還為開關操作單元和人體移動檢測控制單元向開關執(zhí)行單元傳輸調(diào)制編碼控制信號。在這一對傳輸線CSX+與CSX-的線路上，可以用一個開關操作單元的開關鍵，控制一個開關執(zhí)行單元的一路用電器和市電供電線之間開與關連接，也可以用多處多個開關操作單元的開關鍵對一個開關執(zhí)行單元的一路用電器和市電供電線之間開與關連接控制。人體移動檢測控制單元也可以替代開關操作單元，在這一對傳輸線CSX+與CSX-的線路上對一個開關執(zhí)行單元控制。上述實施方式組成的系統(tǒng)供電單元、開關操作單元、人體移動檢測控制單元、開關執(zhí)行單元所完成的編碼、調(diào)制、解調(diào)、譯碼直到開關執(zhí)行，以及在系統(tǒng)供電單元內(nèi)電阻L1、電感LI所起的作用，所有組成電路的方式、原理均是屬于本發(fā)明保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控開關系統(tǒng)，是把一個或多個開關指令操作單元上的開與關按鍵操作指令， 用一對傳輸線，對一個或多個開關執(zhí)行單元所控制的照明燈具、用電設備及電源插座所需的電源輸入進行控制，使它們與市電供電線之間執(zhí)行開與關的連接；其特征在于由開關操作編碼模塊和指令調(diào)制發(fā)送模塊相連組合成的開關操作單元與解調(diào)模塊、譯碼識別模塊和開關執(zhí)行模塊相連組合成的開關執(zhí)行單元在傳輸線的線路上連接；由低壓供電模塊與相并聯(lián)的電阻Rl和電感LI電路，串聯(lián)組合成的系統(tǒng)供電單元也與上述傳輸線線路相連接；外部的照明燈具、用電設備、電源插座所需的電源輸入端與市電供電線之間，由上述開關執(zhí)行單元的開關輸出端執(zhí)行開關連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控開關系統(tǒng)，其特征在于上述系統(tǒng)供電單元組成的電阻Rl 與電感LI可單獨用電阻Rl或電感LI，也可以用相并聯(lián)的電阻Rl與電感LI電路，或用等效于和電阻R1與電感LI起相同原理組成的電路，串聯(lián)在低壓供電模塊電源輸出與傳輸線線路之間，與指令調(diào)制發(fā)送模塊組成向傳輸線線路上發(fā)送開關操作編碼調(diào)制指令的調(diào)制輸出電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控開關系統(tǒng)，其特征在于用電阻Rl和電感LI，在低壓供電模塊電源輸出端與傳輸線線路之間，為各單元所需工作用電的輸送及避免低壓供電模塊電路對編碼調(diào)制指令吸收與衰減的電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控開關系統(tǒng)，其特征在于開關操作單元的調(diào)制信號輸出與開關執(zhí)行單元調(diào)制信號的輸入，包括上述各單元工作用電輸送，只需一對相連接的傳輸線線路完成。
5.根據(jù)據(jù)權(quán)利要求1所述特征的開關操作單元可以由一組只有一路開與關按鍵的一個開關操作編碼模塊和一個指令調(diào)制發(fā)送模塊連接組成，也可以用上述的多組組合組成； 由多個只有一路開與關按鍵的開關操作編碼模塊與一個指令調(diào)制發(fā)送模塊連接組成；由包含多個開與關按鍵的一個開關操作編碼模塊和一個指令調(diào)制發(fā)送模塊連接組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述特征的開關執(zhí)行單元可以由一個解調(diào)模塊、一個譯碼識別模塊和一個開關執(zhí)行模塊連接組成；由一個解調(diào)模塊、一個譯碼識別模塊和多個開關執(zhí)行模塊連接組成。
7.根據(jù)據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求5所述特征的開關操作單元上，為所控制的這路開關執(zhí)行單元開關連接狀態(tài)結(jié)果設有發(fā)光指示燈指示；其特征在于用解調(diào)模塊與相連接的傳輸線線路上獲取編碼調(diào)制指令，經(jīng)解調(diào)由譯碼識別模塊識別后，驅(qū)動發(fā)光指示燈工作。
8.根據(jù)據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求5所述特征的開關操作單元，可由人體移動檢測控制單元替代開關操作單元組成人體移動自動控制燈開關。
全文摘要
本發(fā)明涉及電器開關領域的一種數(shù)控開關系統(tǒng)，包括由低壓供電模塊和相并聯(lián)的電阻R1與電感L1電路串聯(lián)組合成的系統(tǒng)供電單元，由開關操作編碼模塊和指令調(diào)制發(fā)送模塊相連組合成的開關操作單元，由解調(diào)模塊、譯碼識別模塊和開關執(zhí)行模塊相連組合成的開關執(zhí)行單元及傳輸線、市電供電線。是把一個或多個開關操作單元的開與關操控指令，在一對傳輸線線路上傳輸，將一個或多個開關執(zhí)行單元所相連的照明燈具、用電設備及電源插座的電源輸入進行控制，使它們與市電供電線之間執(zhí)行開關連接。可以達到簡化用電器開關控制線路，大幅度降低安裝材料成本，方便施工人員施工。
文檔編號G05B19/04GK103019126SQ20131000668
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者范仲金 申請人:范仲金