本發(fā)明屬于電氣控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多用途智能開關(guān)。

技術(shù)背景

在電氣控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的墻壁開關(guān)在安裝完成后，開關(guān)與受控的照明設(shè)備、電氣設(shè)備的控制關(guān)系依賴電氣線路的連接確定，如需要改變控制開關(guān)與受控設(shè)備之間的控制關(guān)系，需要進(jìn)行電氣設(shè)備的線路變更。即使在智能開關(guān)，也大多遵循傳統(tǒng)的控制邏輯關(guān)系，控制開關(guān)與受控設(shè)備之間的控制關(guān)系由開關(guān)與受控設(shè)備的電氣線路連接確定。

隨著家居智能化的趨勢，開關(guān)與受控設(shè)備之間的控制關(guān)系越來越復(fù)雜，比如：照明燈的傳統(tǒng)雙控到三控、多控；場景、群組功能的大量應(yīng)用，均使得傳統(tǒng)的布線確定開關(guān)與受控設(shè)備間的控制關(guān)系的方式越來越難以實(shí)現(xiàn)，布線線路也變得越來越復(fù)雜。而因?qū)嶋H使用時(shí)，在不改變布線的前提下，實(shí)現(xiàn)開關(guān)與受控設(shè)備之間的控制關(guān)系需求變化，以及每一位開關(guān)的功能通過程序可設(shè)定變更，越來越成為智能時(shí)代對(duì)開關(guān)的基本要求之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、控制功能靈活且多樣的多用途智能開關(guān)。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種多用途智能開關(guān)，所述智能開關(guān)連接有軟件控制端和受控設(shè)備，該軟件控制端為可安裝、運(yùn)行應(yīng)用軟件的設(shè)備，用以通過應(yīng)用軟件與智能開關(guān)通訊；

所述開關(guān)包括電聯(lián)接的通訊模塊、微控制模塊、按鍵模塊、微存儲(chǔ)器、顯示模塊和控制模塊，其中：

通訊模塊，用以接收軟件控制端的通訊命令和控制操作命令，并將智能開關(guān)的工作變化及狀態(tài)反饋給軟件控制端；

按鍵模塊，其為可按動(dòng)操作按鍵，用以識(shí)別按鍵、按鍵操作方式并傳輸信號(hào)給微控制模塊；

微存儲(chǔ)器，用以存儲(chǔ)不同的按鍵、按鍵操作方式和功能屬性定義；

微控制模塊，用以接收按鍵模塊傳送的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行判定并對(duì)微存儲(chǔ)器的信息進(jìn)行檢索后，對(duì)控制模塊和顯示模塊發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令；

控制模塊，其為控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用以控制與智能開關(guān)相對(duì)應(yīng)連接的受控設(shè)備；

顯示模塊，用以顯示智能開關(guān)的狀態(tài)指示。

其中，軟件控制端上所用的應(yīng)用軟件用于定義對(duì)應(yīng)智能開關(guān)的按鍵功能屬性及變更；通訊模塊接收軟件控制端的通訊命令，對(duì)智能開關(guān)按鍵模塊的功能屬性重新定義，保存在微存儲(chǔ)器，同時(shí)接收軟件控制端的控制操作命令，以改變控制模塊的工作狀態(tài)和顯示模塊的指示顯示狀態(tài)。

在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案：

所述按鍵模塊與控制模塊間非直接連接，智能開關(guān)的按鍵操作通過微控制模塊判定后輸出信號(hào)來控制控制模塊。

所述按鍵模塊為自復(fù)式開關(guān)。

所述控制模塊為智能開關(guān)中的控制電路，或?yàn)榭刂七壿嬓盘?hào)，該控制邏輯信號(hào)可通過通訊模塊對(duì)智能開關(guān)所連接的受控設(shè)備進(jìn)行控制。通過遠(yuǎn)端的受控設(shè)備來完成控制關(guān)系，可使的智能開關(guān)的控制模塊在物理上不存在，即智能開關(guān)中不存在控制電路部分。

所述控制模塊為智能開關(guān)中的控制電路，該控制電路可通過設(shè)定、或直接被本智能開關(guān)外的智能開關(guān)所控制，且不改變內(nèi)部連接關(guān)系。

所述顯示模塊可為智能開關(guān)中的顯示電路，或?yàn)橥ㄓ嵭盘?hào)，或?yàn)轱@示電路及通訊信號(hào)的結(jié)合。

所述微控制模塊、微存儲(chǔ)器、通訊模塊和按鍵模塊中的二者、或三者、或四者位于同一部件中；或微控制模塊、微存儲(chǔ)器、通訊模塊和按鍵模塊中的二者、或三者、或四者設(shè)于同一集成電路上。

所述微控制模塊所接收的按鍵信號(hào)也可為軟件控制端的控制指令，或?yàn)樗B網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的控制信號(hào)。其中，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備控制信號(hào)可為設(shè)備部件的控制信號(hào)，或?yàn)殡姎庠O(shè)備自身的傳感信號(hào)。

所述智能開關(guān)可通過通訊模塊與其所連網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

所述控制模塊可為開關(guān)量控制，或?yàn)檫B續(xù)線性輸出模塊以實(shí)現(xiàn)對(duì)受控設(shè)備的調(diào)光、調(diào)色等變量調(diào)節(jié)。

具體地說：軟件控制端一般是移動(dòng)端應(yīng)用軟件或帶有顯示的設(shè)備主機(jī)，也可以是帶有顯示等功能的智能開關(guān)自身，包含對(duì)應(yīng)智能開關(guān)的操作及配置頁面，操作頁面為該智能開關(guān)的控制，配置頁面除普通智能開關(guān)外，還具備開關(guān)按鍵控制邏輯關(guān)系定義及功能配置等。

通訊模塊為雙向通訊模塊，可以是Wifi、ZigBee、Lan、RS485等有線或無線通訊模塊，通過此模塊可以在智能開關(guān)操作后的工作狀態(tài)信息、微控制模塊的反饋信息給控制軟件端；或接收來自軟件控制端的操控及按鍵定義配置指令，傳輸給微控制模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能開關(guān)通斷控制或其他命令信息交互。

微控制模塊主要由MCU模塊和相應(yīng)的外圍接口電路組成。MCU模塊內(nèi)置方法處理邏輯，根據(jù)按鍵模塊傳送過來的客戶操作行為信號(hào)，以及存儲(chǔ)模塊功能邏輯定義并結(jié)合產(chǎn)品本身所處的狀態(tài)圖位置確定執(zhí)行的動(dòng)作，并根據(jù)功能定義，輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)顯示模塊和控制模塊進(jìn)行相應(yīng)的操作顯示和動(dòng)作。同時(shí)，把由于動(dòng)作操作后產(chǎn)生變動(dòng)的狀態(tài)等信息通過連接的通訊模塊發(fā)送到軟件控制端中，一般可以是移動(dòng)端或帶顯示設(shè)備的主機(jī)等遠(yuǎn)程控制設(shè)備。

按鍵模塊為智能開關(guān)的用戶操作檢測模塊，通過檢測用戶對(duì)設(shè)備操作的按鍵序列號(hào)以及按鍵的不同操作方式，輸出不同的信號(hào)，由微控制模塊進(jìn)行用戶操作行為和產(chǎn)品狀態(tài)的綜合判斷。

微存儲(chǔ)器為智能開關(guān)按鍵功能的存儲(chǔ)設(shè)備，微控制模塊根據(jù)通訊模塊傳輸?shù)闹噶?，存?chǔ)不同的按鍵及操作方式對(duì)應(yīng)的功能屬性于微存儲(chǔ)器中，并根據(jù)按鍵模塊檢測的按鍵號(hào)及用戶的操作方式檢出對(duì)應(yīng)的功能定義，根據(jù)定義的功能控制輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)顯示模塊和控制模塊進(jìn)行相應(yīng)的操作顯示和動(dòng)作。

顯示模塊和控制模塊為智能開關(guān)的顯示和輸出控制裝置，接收微控制模塊的指令，完成通斷及顯示裝置的輸出。同樣的控制原理下，通斷開關(guān)電路也可以是線性調(diào)節(jié)電路來實(shí)現(xiàn)線性量的調(diào)節(jié)動(dòng)作。輸出模塊的控制內(nèi)容只取決于MCU模塊的物理控制管腳能力以及用戶操作的繁瑣程度。

智能開關(guān)的多用途的功能定義主要通過以下步驟進(jìn)行：

A）、在軟件控制端，進(jìn)入智能開關(guān)的設(shè)置或編輯界面。B）、選擇準(zhǔn)備進(jìn)行功能定義的按鍵。C）、按鍵的操作方式選擇或設(shè)定。D）、開關(guān)的功能屬性選擇或設(shè)定。E）、控制回路選擇，復(fù)雜狀態(tài)的回路一般通過回路代號(hào)確定。F）、顯示及控制定義。G）確認(rèn)配置項(xiàng)，協(xié)議解析并進(jìn)行通訊，完成配置。H）重復(fù)B~G步驟，進(jìn)行其他開關(guān)按鍵及開關(guān)驅(qū)動(dòng)、顯示裝置的配置，直至完成智能開關(guān)的所有配置。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：通過各設(shè)備與智能開關(guān)間的通訊，實(shí)現(xiàn)開關(guān)按鍵功能的控制與邏輯關(guān)系變化的控制，解決了開關(guān)與受控設(shè)備間控制邏輯關(guān)系受限于安裝布線，及控制功能單一、固化、不可變更的問題。并可基于網(wǎng)絡(luò)通訊環(huán)境，通過應(yīng)用程式進(jìn)行設(shè)定、變更智能開關(guān)的初始用途，擴(kuò)展開關(guān)功能。同時(shí)，通過智能開關(guān)智能化程度的提升，實(shí)現(xiàn)智能開關(guān)的多種用途，并解決在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下，使用及維護(hù)的問題。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明一種多用途智能開關(guān)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。。

圖2為本發(fā)明一種多用途智能開關(guān)的多用途定義配置的流程示意圖。

其中，軟件控制端1，通訊模塊2，微控制模塊3，按鍵模塊4，微存儲(chǔ)器5，顯示模塊6，控制模塊7。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明提供的一種多用途智能開關(guān)作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種多用途智能開關(guān)，包括軟件控制端1、通訊模塊2、微控制模塊3、按鍵模塊4、微存儲(chǔ)器5、顯示模塊6和控制模塊7。

其中，軟件控制端1為計(jì)算機(jī)設(shè)備的專屬應(yīng)用軟件或手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用軟件，也可以是具有顯示、信息輸入以及通訊功能的專屬設(shè)備。其至少具有為對(duì)應(yīng)的電氣設(shè)備開發(fā)的顯示界面、信息輸入能力，并對(duì)輸入選擇的信息進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)處理，并按規(guī)定的規(guī)則編碼傳輸至對(duì)應(yīng)的電氣設(shè)備。

通訊模塊2主要由有線或無線通訊芯片和外圍接口電路等組成，可以是wifi、zigbee、藍(lán)牙、LAN、RS485或其他具有雙向信號(hào)傳輸功能的通訊模塊，在具體產(chǎn)品設(shè)備上以獨(dú)立的模塊或PCB的電路組件形式存在。通過通訊模塊2，可以將電氣設(shè)備產(chǎn)品的按鍵控制及工作狀態(tài)反饋給上端控制軟件，也可以接收上端控制軟件的操作指令或按鍵操作方式及功能定義指令給微控制模塊3，實(shí)現(xiàn)按規(guī)定定義的產(chǎn)品操作、狀態(tài)指示。

微控制模塊3主要由MCU處理器和相應(yīng)的外圍接口電路組成。MCU處理器內(nèi)置方法處理邏輯，根據(jù)按鍵模塊4傳送過來的客戶操作行為標(biāo)志信號(hào)，并結(jié)合產(chǎn)品本身所處的狀態(tài)圖位置，按微存儲(chǔ)器5存儲(chǔ)的規(guī)定確定后面需要執(zhí)行的動(dòng)作，并輸出信號(hào)顯示模塊6進(jìn)行相應(yīng)的操作動(dòng)作。輸出的信號(hào)包含回路控制信號(hào)和顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可以根據(jù)顯示模塊6的實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路來確定，例如開關(guān)量輸出就可以用開關(guān)脈沖來驅(qū)動(dòng)，如果是調(diào)光量輸出就可以用PWM波輸出驅(qū)動(dòng)等。同理輸出驅(qū)動(dòng)指示的信號(hào)也可以根據(jù)指示設(shè)備的實(shí)際形式來變更。同時(shí)MCU處理器把由于動(dòng)作操作后產(chǎn)生變動(dòng)的產(chǎn)品狀態(tài)圖信息通過連接的通訊模塊2發(fā)送到上端操作軟件中，一般可以是手機(jī)端應(yīng)用軟件或固定帶顯示設(shè)備的主機(jī)等遠(yuǎn)程控制設(shè)備。

按鍵模塊4主要包括1個(gè)或多個(gè)自復(fù)式按鍵或是類似的觸發(fā)設(shè)備，通過對(duì)按鍵的不同操作方式一般包括單擊短按，雙擊短按，單擊長按等的檢測，模塊可以輸出不同的標(biāo)志信號(hào)提供給微控制模塊3，說明客戶進(jìn)行的不同操作行為，提供給微控制模塊1結(jié)合微存儲(chǔ)器存儲(chǔ)5的對(duì)應(yīng)功能規(guī)定，進(jìn)行綜合判斷確定執(zhí)行的操作動(dòng)作。進(jìn)一步地，按鍵模塊4可以全部或部分為傳感信號(hào)等輸入。

微存儲(chǔ)器5可以是獨(dú)立的存儲(chǔ)器件，也可能是微處理器內(nèi)部的存儲(chǔ)單元，在電氣設(shè)備正常工作中，可以被微處理器控制進(jìn)行讀寫的操作。微存儲(chǔ)器的容量根據(jù)按鍵的數(shù)量，可定義的操作方式數(shù)量和復(fù)雜性以及功能定義的數(shù)量和復(fù)雜性確定。主要作用是根據(jù)按鍵號(hào)及操作方式，存儲(chǔ)用戶規(guī)定定義的功能。

顯示模塊6主要由回路控制輸出和顯示驅(qū)動(dòng)輸出組成，還可以有其他的輸出，如聲音等。回路控制輸出在本發(fā)明中主要由獨(dú)立受控的回路開關(guān)量輸出（如繼電器、可控硅等）、調(diào)光量輸出回路如PWM波、0~10V模擬量信號(hào)等，輸出的回路數(shù)取決于不同的電氣設(shè)備自身的需求以及mcu模塊的物理控制管腳能力。顯示驅(qū)動(dòng)輸出針對(duì)不同的需求不同，以指示燈的不同的顯示狀態(tài)（如點(diǎn)亮、熄滅、閃爍、長亮短滅交替閃爍、短亮長滅交替閃爍），顯示屏的文字或圖案的指示，表明電氣設(shè)備的各回路工作狀態(tài)。

控制模塊7控為控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用以控制與智能開關(guān)相對(duì)應(yīng)連接的受控設(shè)備。控制模塊7為智能開關(guān)中的控制電路，或?yàn)榭刂七壿嬓盘?hào)，該控制邏輯信號(hào)可通過通訊模塊2對(duì)智能開關(guān)所連接的受控設(shè)備進(jìn)行控制。通過遠(yuǎn)端的受控設(shè)備來完成控制關(guān)系，可使的智能開關(guān)的控制模塊7在物理上不存在，即智能開關(guān)中不存在控制電路部分。控制模塊7為智能開關(guān)中的控制電路時(shí)，該控制電路可通過設(shè)定、或直接被本智能開關(guān)外的智能開關(guān)所控制，且不改變內(nèi)部連接關(guān)系。控制模塊7可為開關(guān)量控制，或?yàn)檫B續(xù)線性輸出模塊以實(shí)現(xiàn)對(duì)受控設(shè)備的調(diào)光、調(diào)色等變量調(diào)節(jié)。

如圖2所示，智能開關(guān)的多用途的功能定義主要通過以下步驟進(jìn)行：

步驟S10，開始進(jìn)行按鍵的重新定義。在固定電腦端或可移動(dòng)設(shè)備端或其他具有輸入輸出界面，可運(yùn)行應(yīng)用軟件的設(shè)備上，運(yùn)行應(yīng)用軟件，在設(shè)置界面下選擇準(zhǔn)備進(jìn)行定義的智能開關(guān)。其選擇途徑也可能是在對(duì)應(yīng)設(shè)備欄目下進(jìn)入設(shè)備功能的設(shè)置，或其他的方式。

步驟S11，選擇智能開關(guān)準(zhǔn)備進(jìn)行重新定義的按鍵或驅(qū)動(dòng)回路。該過程可以是在設(shè)備設(shè)置界面直接選擇，也可以是輸入相應(yīng)的名稱、代碼進(jìn)行選擇。

步驟S12，設(shè)定選擇按鍵的操作方式。其過程為設(shè)備預(yù)先定義的按鍵操作方式選擇、通過圖形、文字的選擇及輸入進(jìn)行、解析按鍵的實(shí)際操作過程等。本發(fā)明允許以其他合適的按鍵操作方式錄入替代直接的操作方式選擇。

步驟S13，對(duì)選定按鍵或輸出回路的屬性進(jìn)行選擇定義。按鍵的功能屬性一般指：單回路控制、群組、場景等，取決于智能開關(guān)所歸屬系統(tǒng)的規(guī)定。輸出回路的屬性一般用于定義該輸出回路的歸屬及控制、顯示方式的定義。

步驟S14，控制回路的選擇，指智能開關(guān)按鍵操作對(duì)應(yīng)控制結(jié)果，一般為回路代號(hào)、群組代號(hào)和場景代號(hào)，回路代號(hào)用于表明某個(gè)電氣回路，群組代號(hào)用于某一組具有同樣開關(guān)控制的回路，場景代號(hào)用于標(biāo)明某一種場景，如二路燈的同時(shí)開關(guān)或調(diào)光控制，采用群組代號(hào)，而二路燈自動(dòng)調(diào)節(jié)到某一個(gè)亮度值或其中一路開，另一路關(guān)斷，以場景代號(hào)表明。

步驟S15，顯示及控制定義，一般為單回路輸出時(shí)，智能開關(guān)的顯示內(nèi)容定義；群組、場景等涉及網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的顯示內(nèi)容時(shí)，往往以顯示代號(hào)替代?？刂贫x同顯示定義。在定義過程中，顯示定義與控制定義可以組合，也可以分別規(guī)定。

顯示及控制定義可包含回路通斷、顯示內(nèi)容、信號(hào)反饋、時(shí)間變量、觸發(fā)信號(hào)等一個(gè)或數(shù)個(gè)變量。定義方式包含預(yù)設(shè)的控制功能定義、模板化的控制功能定義、用戶選擇的控制功能定義。顯示及控制功能定義的內(nèi)容及變量一般在產(chǎn)品出廠時(shí)預(yù)設(shè)規(guī)定，功能增加通過軟件版本以及智能開關(guān)中程序版本變更來完成。

步驟S16，設(shè)置正確與否，用于對(duì)智能開關(guān)功能定義的正確性檢查。如輸入有誤，可返回修改。

步驟S17，按系統(tǒng)協(xié)議解釋功能定義，目的是將文字、圖形為基礎(chǔ)的功能定義，以系統(tǒng)預(yù)定的轉(zhuǎn)換規(guī)則，轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的命令格式。命令格式為系統(tǒng)與智能開關(guān)信息交互的基礎(chǔ)，可以是系統(tǒng)與智能開關(guān)之間的規(guī)定，也可以是系統(tǒng)規(guī)定的適用于系統(tǒng)各種部件的命令格式，應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)的部分或全部電氣設(shè)備。功能定義的解析規(guī)則在實(shí)際應(yīng)用中可能隨系統(tǒng)軟件和電氣設(shè)備中程序版本的變更變化。

步驟S18，通訊，定義正確。軟件端與電氣設(shè)備間的數(shù)據(jù)通訊。將符合系統(tǒng)與電氣設(shè)備通訊規(guī)則的智能開關(guān)功能定義信號(hào)傳輸至相應(yīng)的智能開關(guān)和關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備。該傳輸過程的正確性，由系統(tǒng)的某一個(gè)電氣設(shè)備如智能開關(guān)，或系統(tǒng)的管理設(shè)備進(jìn)行。

本發(fā)明規(guī)定了軟件端與相應(yīng)智能開關(guān)間通過通訊完成信號(hào)的傳輸，未限定實(shí)際采用的通訊媒介，其通訊介質(zhì)可能是LAN網(wǎng)絡(luò)、RS485總線、Wifi、zigbee、藍(lán)牙等無線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明規(guī)定直接在電氣設(shè)備帶有軟件交互界面，具有按鍵的操作方式及功能定義為特殊狀態(tài)。

步驟S19，設(shè)定完成，指智能開關(guān)的功能定義操作完成與否，如完成，退出設(shè)置界面。如未完成，進(jìn)行下一項(xiàng)功能設(shè)置。本發(fā)明中規(guī)定智能開關(guān)的按鍵與輸出驅(qū)動(dòng)模塊之間的邏輯關(guān)系可進(jìn)行設(shè)定、變更。在設(shè)定過程中，可能出現(xiàn)開關(guān)不同按鍵的功能定義、不同輸出模塊的功能定義需要分別進(jìn)行。實(shí)際需要設(shè)定的過程數(shù)量，由智能開關(guān)的功能按鍵數(shù)量、輸出回路數(shù)量、顯示能力以及所處網(wǎng)絡(luò)的功能復(fù)雜程度確定。

步驟S20，設(shè)置結(jié)束?？稍试S智能開關(guān)的功能設(shè)定可以分為多次完成。

雖然本發(fā)明已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。