本發(fā)明涉及智能家電領(lǐng)域，具體地說，特別涉及到一種無線智能開關(guān)及管理控制方法。

背景技術(shù)：

目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種不同用途和功能的智能開關(guān)，如延時開關(guān)、輕觸開關(guān)、聲控開關(guān)以及光電開關(guān)等，這幾類智能開關(guān)內(nèi)部或集成了微處理器芯片，或集成了傳感器元件。用戶可根據(jù)所處環(huán)境的需求選擇適當(dāng)?shù)闹悄荛_關(guān)以達到使用方便、節(jié)能環(huán)保等目的。但此類開關(guān)很難實現(xiàn)信息化管理和遠程控制，在融入到智能家居系統(tǒng)應(yīng)用時也存在一定的困難。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，人們對生活質(zhì)量及家居環(huán)境的要求不斷提高，傳統(tǒng)的手動開關(guān)無法再滿足人們生活方便化、快捷化、信息化的要求，現(xiàn)代化的生活空間急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制的智能開關(guān)。

為滿足智能家居系統(tǒng)的要求，需要設(shè)計出一種新型的智能開關(guān)，其必須具有智能化、信息化的特點，除具有原有的電源開關(guān)功能外，還應(yīng)該具備以下功能：1)控制功能：智能開關(guān)應(yīng)能通過無線終端設(shè)備進行控制開啟和關(guān)閉，以控制用電器的供電。2)通信功能；智能開關(guān)要能與智能網(wǎng)關(guān)進行通信，響應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)出的命令，保證智能家居系統(tǒng)的正常工作。智能開關(guān)與智能網(wǎng)關(guān)構(gòu)成有效的通信網(wǎng)絡(luò)，通信應(yīng)快速穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有各類開關(guān)設(shè)計和技術(shù)的局限性，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種無線智能開關(guān)及管理控制方法。該無線智能開關(guān)能夠通過無線方式進行開合控制。

以此為目的設(shè)計的無線智能開關(guān)，包括微型處理器、無線通信模塊、繼電器驅(qū)動電路、繼電器、電源轉(zhuǎn)換電路和機械開關(guān)；所述微型處理器的第一輸出端連接所述繼電器驅(qū)動電路的第二輸入端，所述繼電器驅(qū)動電路的輸出端連接所述繼電器的控制端；所述無線通信模塊的第一輸出端連接所述微型處理器的第二輸入端，所述無線通信模塊用于向所述微型處理器傳輸開關(guān)控制信號；所述繼電器與所述機械開關(guān)用于控制輸出電源的通斷；所述電源轉(zhuǎn)換電路第一輸出端與所述微型處理器的第一輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換電路第二輸出端與所述無線通信模塊的第一輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換電路第三輸出端與所述繼電器驅(qū)動電路的第一輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換電路用于向所述微型處理器、所述無線通信模塊、所述繼電器驅(qū)動電路提供電源。

無線智能開關(guān)包括管理控制系統(tǒng)，管理控制系統(tǒng)管理控制目標無線智能開關(guān)加入無線網(wǎng)絡(luò)并接收開關(guān)控制信號，管理控制系統(tǒng)包括開關(guān)一鍵配置模塊、開關(guān)管理模塊和開關(guān)控制模塊，開關(guān)一鍵配置模塊將目標無線智能開關(guān)加入無線網(wǎng)絡(luò)，開關(guān)管理模塊將加入的目標無線智能開關(guān)設(shè)置名稱并保存在數(shù)據(jù)庫中，開關(guān)控制模塊控制目標無線智能開關(guān)的開閉。

無線智能開關(guān)包括處理器按鈕開關(guān)，處理器按鈕開關(guān)與所述微型處理器相連，用于控制述微型處理器的開關(guān)。

無線智能開關(guān)包括無線通信模塊按鈕開關(guān)，無線通信模塊按鈕與所述無線通信模塊相連，用于控制所述無線通信模塊的開關(guān)。

無線智能開關(guān)還包括發(fā)光二極管；所述微型處理器與所述發(fā)光二極管連接。所述微型處理器發(fā)送信號給所述發(fā)光二極管使其發(fā)亮，以對開關(guān)工作狀態(tài)進行提示，更加直觀。

更進一步地，所述電源轉(zhuǎn)換電路與所述發(fā)光二極管連接，所述電源轉(zhuǎn)換電路發(fā)送信號使其發(fā)亮。

較佳地，所述無線通信模塊為wifi通信模塊。能夠快速地進行入網(wǎng)配置、發(fā)現(xiàn)設(shè)備和更穩(wěn)定的信號傳輸。

特別地，所述繼電器為雙控繼電器；所述機械開關(guān)為雙控開關(guān)；所述繼電器與所述開關(guān)共同構(gòu)成雙控電路。

管理控制系統(tǒng)運行于android平臺。

本發(fā)明還提供一種無線智能開關(guān)管理控制方法，無線通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)接收開關(guān)控制信號后將該信號傳送給微型處理器，微型處理器發(fā)送信號給繼電器驅(qū)動電路控制其通斷，繼電器根據(jù)繼電器驅(qū)動電路的通斷來控制輸出電源的通斷，電源轉(zhuǎn)換電路對市電進行轉(zhuǎn)換，向微型處理器、無線通信模塊和繼電器驅(qū)動電路供電，管理控制系統(tǒng)管理控制目標開關(guān)加入無線網(wǎng)絡(luò)并接收開關(guān)控制信號。

管理控制系統(tǒng)管理控制目標開關(guān)加入無線網(wǎng)絡(luò)并使目標無線智能開關(guān)接收開關(guān)控制信號，包括如下步驟：

(1)通過開關(guān)一鍵配置模塊將目標無線智能開關(guān)配置入無線網(wǎng)絡(luò)中；

(2)開關(guān)管理模塊對配置完成后無線智能開關(guān)進行管理，包括無線終端搜索并登記目標無線智能開關(guān)信息；

(3)用戶通過無線終端對目標無線智能開關(guān)發(fā)送開關(guān)控制信號。

開關(guān)一鍵配置模塊將目標無線智能開關(guān)配置到無線網(wǎng)絡(luò)中，其步驟為：

a、用戶在無線終端上輸入無線網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼；

b、無線終端發(fā)送無線網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼到目標無線智能開關(guān)；

c、目標無線智能開關(guān)收到網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼后配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并保存；

d、目標無線智能開關(guān)在無線網(wǎng)絡(luò)中廣播其ip及mac地址；

e、無線終端接收到廣播后建立開關(guān)對象，并保存無線網(wǎng)絡(luò)名稱、目標無線智能開關(guān)的ip及mac地址及開關(guān)名稱到數(shù)據(jù)庫。

開關(guān)管理模塊對配置完成后無線智能開關(guān)進行管理的步驟為：

(1)獲取當(dāng)前無線終端所在無線網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼；

(2)從數(shù)據(jù)庫中檢索與無線網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼對應(yīng)的無線智能開關(guān)并建立檢索列表；

(3)向所在無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)起廣播；

(4)無線智能開關(guān)收到廣播后發(fā)送其自身mac地址到無線終端；

(5)無線終端建立收到消息隊列；

(6)判斷收到消息隊列是否為空；

(7)當(dāng)隊列不空時，判斷隊頭消息包含的mac地址是否存在于檢索到的mac地址中；

(8)當(dāng)隊頭消息包含的mac地址存在于檢索到的mac地址列表中時，顯示對應(yīng)無線智能開關(guān)狀態(tài)為在線并從檢索列表移除；當(dāng)隊頭消息包含的mac地址不存在于檢索到的mac地址列表中，將mac地址加入到數(shù)據(jù)庫，并在無線終端上顯示新增無線智能開關(guān)；

(9)當(dāng)隊列為空時，判斷檢索列表是否為空；

(10)當(dāng)檢索列表不空時，將檢索列表中無線智能開顯示為離線；

(11)當(dāng)檢索列表為空時，開關(guān)管理模塊關(guān)閉。

開關(guān)控制模塊將控制目標開關(guān)的開閉信號發(fā)送到目標無線智能開關(guān)的無線通信模塊上，其步驟為：

1、無線終端選擇需要控制的目標無線智能開關(guān)；

2、無線終端獲取所選擇的目標無線智能開關(guān)的ip地址；

3、無線終端向所選目標無線智能開關(guān)的ip地址發(fā)送控制開關(guān)開閉的信號。

上述的無線網(wǎng)絡(luò)可以為無線wifi網(wǎng)絡(luò)。

無線智能開關(guān)管理控制方法還包括手動控制無線智能開關(guān)的機械開關(guān)的開閉。

本發(fā)明可以以三種模式進行使用：1、普通開關(guān)模式：該模式下所述智能開關(guān)與普通機械開關(guān)相同，通過雙控開關(guān)控制電源的通斷；2、無線模式：該模式下通過無線通信模塊接收信號后將該信號傳送給所述微型處理器，微型處理器發(fā)送信號給繼電器驅(qū)動電路控制其通斷，繼電器根據(jù)繼電器驅(qū)動電路的通斷來控制輸出電源的通斷，電源轉(zhuǎn)換電路對市電進行轉(zhuǎn)換，向微型處理器、無線通信模塊和繼電器驅(qū)動電路供電；3、混合模式：該模式下既可以使用普通機械開關(guān)也可以使用無線開關(guān)管理控制系統(tǒng)來控制已登記的無線智能開關(guān)的電源通斷。三種模式的使用無需特殊切換。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可通過無線終端對智能開關(guān)進行管理和控制，也能夠與各種用電設(shè)備聯(lián)合使用，實現(xiàn)對用電設(shè)備的無線集中控制。同時本發(fā)明與現(xiàn)有墻壁開關(guān)完全兼容，使用無需附加任何裝置，具有人性化、復(fù)雜度低、自組織性強、功耗低，成本低的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的智能開關(guān)工作原理框圖；

圖2是本發(fā)明的管理控制系統(tǒng)功能示意圖；

圖3是管理控制系統(tǒng)軟件外觀；

圖4是本發(fā)明的控制方法流程圖。

圖5是本發(fā)明一鍵配置功能流程圖

圖6是本發(fā)明開關(guān)管理功能流程圖

圖7是本發(fā)明無線開關(guān)控制功能流程圖

具體實施方式

如圖1所示，無線智能開關(guān)由微型處理器1、無線通信模塊2、繼電器驅(qū)動電路3、繼電器4、電源轉(zhuǎn)換電路5、處理器按鈕開關(guān)6、無線通訊模塊按鈕開關(guān)7和機械開關(guān)8所組成；所述微型處理器1的第一輸出端連接所述繼電器驅(qū)動電路3的第二輸入端，所述繼電器驅(qū)動電路3的輸出端連接所述繼電器4的控制端；所述無線通信模塊2的第一輸出端連接所述微型處理器1的第二輸入端，所述無線通信模塊2用于向所述微型處理器1傳輸控制信號；所述繼電器4與所述機械開關(guān)8相連，所述繼電器3與所述機械開關(guān)8用于控制輸出電源的通斷；所述電源轉(zhuǎn)換電路5第一輸出端與所述微型處理器1的第一輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換電路5第二輸出端與所述無線通信模塊2的第一輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換電路5第三輸出端與所述繼電器驅(qū)動電路3的第一輸入端相連，所述電源轉(zhuǎn)換電路5用于向所述微型處理器1、所述無線通信模塊2、所述繼電器驅(qū)動電路3提供電源；所述處理器按鈕開關(guān)6與所述微型處理器1相連，用于控制述微型處理器1的開關(guān)；所述無線通訊模塊按鈕開關(guān)7與所述無線通信模塊2相連，用于控制所述無線通信模塊2的開關(guān)。無線智能開關(guān)還包括管理控制系統(tǒng)。

如圖2所示，管理控制系統(tǒng)由開關(guān)一鍵配置模塊、開關(guān)管理模塊、開關(guān)控制模塊組成，通過無線終端主界面可以對三種功能模塊進行選擇。開關(guān)一鍵配置功能只需要輸入開關(guān)要加入的無線wifi網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼即可；開關(guān)管理模塊可以搜索未登記無線智能開關(guān)，用戶自定義開關(guān)名稱、圖標、編號，并加入開關(guān)到用戶面板，也可以刪除已登記的開關(guān)信息；開關(guān)控制功能將所有已登記的開關(guān)在用戶面板上列出，通過點擊相應(yīng)圖標實現(xiàn)對開關(guān)的開啟和閉合控制。圖3顯示了管理控制系統(tǒng)的人機交互界面。

本發(fā)明還提供一種無線智能開關(guān)管理控制方法，一種無線智能開關(guān)管理控制方法，無線通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)接收開關(guān)控制信號后將該信號傳送給微型處理器，微型處理器發(fā)送信號給繼電器驅(qū)動電路控制其通斷，繼電器根據(jù)繼電器驅(qū)動電路的通斷來控制輸出電源的通斷，電源轉(zhuǎn)換電路對市電進行轉(zhuǎn)換，向微型處理器、無線通信模塊和繼電器驅(qū)動電路供電，管理控制系統(tǒng)管理控制目標開關(guān)加入無線網(wǎng)絡(luò)并接收開關(guān)控制信號。管理控制系統(tǒng)通過無線方式向無線通信模塊發(fā)送控制信號，如圖4所示，包括如下步驟：

(1)通過開關(guān)一鍵配置模塊將無線智能開關(guān)配置入無線網(wǎng)絡(luò)中；

(2)開關(guān)管理模塊對配置完成后無線智能開關(guān)進行管理，包括無線終端搜索并登記無線智能開關(guān)信息；以及在無線終端中設(shè)定無線智能開關(guān)名稱并保存；

(3)無線終端對選定的無線智能開關(guān)發(fā)送開關(guān)控制信號。

開關(guān)一鍵配置模塊將無線智能開關(guān)配置到無線網(wǎng)絡(luò)中，如圖5所示，其步驟為：

a、用戶在無線終端上輸入無線網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼；

b、無線終端發(fā)送無線網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼到無線智能開關(guān)；

c、無線智能開關(guān)收到網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼后配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并保存；

d、無線智能開關(guān)在無線網(wǎng)絡(luò)中廣播其ip及mac地址；

e、控制端接收到廣播后建立開關(guān)對象，并保存無線網(wǎng)絡(luò)名稱、無線智能開關(guān)的ip及mac地址及開關(guān)名稱到數(shù)據(jù)庫；

如圖6所示，開關(guān)管理模塊對配置完成后無線智能開關(guān)進行管理的步驟為：

(1)獲取當(dāng)前無線終端所在無線網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼；

(2)從數(shù)據(jù)庫中檢索在與無線網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼對應(yīng)的無線智能開關(guān)建立檢索列表；

(3)向所在無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)起廣播；

(4)無線智能開關(guān)收到廣播后發(fā)送其自身mac地址到無線終端；

(5)無線終端建立收到消息隊列；

(6)判斷收到消息隊列是否為空；

(7)當(dāng)隊列不空時，判斷隊頭消息包含的mac地址是否存在于檢索到的mac地址列表中；

(8)當(dāng)隊頭消息包含的mac地址存在于檢索到的mac地址列表中時，顯示對應(yīng)無線智能開關(guān)狀態(tài)為在線并從檢索列表移除；當(dāng)隊頭消息包含的mac地址不存在于檢索到的mac地址列表中，保存無線網(wǎng)絡(luò)名稱、ip及mac地址到數(shù)據(jù)庫，并將新增無線智能開關(guān)加入到檢索列表并在無線終端的用戶界面上顯示該新增無線智能開關(guān)；

(9)當(dāng)隊列為空時，判斷檢索列表是否為空；

(10)當(dāng)檢索列表不空時，將檢索列表中無線智能開顯示為離線；

(11)當(dāng)檢索列表為空時，開關(guān)管理模塊關(guān)閉。

開光控制模塊將控制目標開關(guān)的開閉信號發(fā)送到目標開關(guān)的無線通信模塊上，如圖7所示，其步驟為：

1、無線終端選擇需要控制的無線智能開關(guān)；

2、無線終端獲取所選擇的無線智能開關(guān)的ip地址；無線終端從開關(guān)對象中獲取該ip地址

3、無線終端向所選開關(guān)的ip地址發(fā)送控制無線智能開關(guān)開閉的信號；

4、無線智能開關(guān)收到信號后控制繼電器改變電流，實現(xiàn)開關(guān)的開閉。

在本實施方式中，無線通信模塊2為wifi模塊，采用hlk-m35，支持802.11b/g/n協(xié)議，局域網(wǎng)內(nèi)支持搜索協(xié)議查找模塊，支持smartlink智能聯(lián)網(wǎng)功能，用手機app控制模塊一鍵連接到普通無線路由器。微型處理器選擇stc12c1052，繼電器驅(qū)動電路選擇uln2003，電源轉(zhuǎn)換使用hlk-pm01。

安裝時，市電輸入連接無線智能開關(guān)的輸入端，用電器連接無線智能開關(guān)的輸出端。電源轉(zhuǎn)換電路5對220v交流電進行轉(zhuǎn)換，以向微型處理器和繼電器驅(qū)動電路提供5v的直流電，同時發(fā)送信號給發(fā)光二極管10使其發(fā)亮。微型處理器1通過發(fā)送電平信號給發(fā)光二極管9使其發(fā)亮，以提示無線智能開關(guān)啟動完畢。系統(tǒng)啟動后，利用hlk-m35的smartlink智能聯(lián)網(wǎng)功能，用手機app控制模塊一鍵連接普通無線wifi路由器。

使用時，可以使用雙控機械開關(guān)8對用電器進行電源通斷的控制，也可以使用無線終端，例如手機app、無線網(wǎng)關(guān)，向無線智能開關(guān)發(fā)送信號，無線通信模塊2接收到控制信號后傳輸給微型處理器1，微型處理器1根據(jù)控制信號驅(qū)動繼電器驅(qū)動電路3，控制繼電器4來實現(xiàn)對用電器進行電源通斷的控制。

系統(tǒng)失效時，可長按無線通訊模塊按鈕開關(guān)7使無線通訊模塊恢復(fù)出廠設(shè)置，更進一步地可長按處理器按鈕開關(guān)6使系統(tǒng)重新啟動，并重新安裝。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。