專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，更具體講是一種無(wú)源的無(wú)線遙控電源開(kāi) 關(guān)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種交流供電電路的通斷和/或?qū)╇娀芈冯娏鲝?qiáng)度大小進(jìn)行控制的開(kāi)關(guān)系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常見(jiàn)的交流供電控制開(kāi)關(guān)可有有線控制開(kāi)關(guān)和無(wú)線控制開(kāi)關(guān)之分。有線控制開(kāi)關(guān)需 借助布放相應(yīng)的導(dǎo)線將開(kāi)關(guān)與交流電負(fù)載連接在一起，這種布線施工需要消耗材料和人 工。而傳統(tǒng)的采用有源無(wú)線遙控器控制的交流供電控制開(kāi)關(guān)，其遙控器工作需要電池供 電，不僅經(jīng)常會(huì)因電池蓄電用完后不能繼續(xù)工作及更換電池帶來(lái)麻煩，而且被丟棄的廢 舊電池還易構(gòu)成對(duì)環(huán)境的污染。此外，其在對(duì)電源進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制時(shí)，也難以對(duì)流過(guò)負(fù)載 回路的電流大小進(jìn)行控制，在不需要大電流的情況下也造成了電能的浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本實(shí)用新型提供一種無(wú)源的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種交流 供電電路的通斷控制，和/或?qū)╇娀芈返碾娏鞔笮∵M(jìn)行控制的遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括有信號(hào)發(fā)送單元和信號(hào)接收控制單元兩 部分結(jié)構(gòu)，其中的信號(hào)發(fā)送單元中有用于提供工作電能的換能結(jié)構(gòu)，以及分別由換能結(jié) 構(gòu)提供電能進(jìn)行身份或地址編碼的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)，和將其所形成的身份或地址編碼以及 對(duì)負(fù)載電源開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)經(jīng)天線發(fā)送出去的信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)；信號(hào)接收控制單元中有與 外電源連接的供電結(jié)構(gòu)，以及分別由其提供工作電能進(jìn)行工作的無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)和受 其控制并設(shè)置在外電源與負(fù)載供電回路中用于對(duì)負(fù)載供電進(jìn)行控制的負(fù)載回路控制結(jié) 構(gòu)。所說(shuō)的無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)中包括有對(duì)天線接收信號(hào)的放大電路、解調(diào)、解碼還原電 路，以及對(duì)所接收的由信號(hào)發(fā)送單元中的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)所形成的身份或地址編碼進(jìn)行學(xué) 習(xí)和存儲(chǔ)電路。
如果與被遙控位置的信號(hào)接收控制單元的距離較遠(yuǎn)或過(guò)遠(yuǎn)，在上述的信號(hào)發(fā)送單元 和信號(hào)接收控制單元間還可以按目前已有報(bào)道和/或廣泛使用的常規(guī)方式加設(shè)置有至少 一個(gè)用于對(duì)傳送信號(hào)進(jìn)行放大和傳送的中繼單元。
在上述的信號(hào)發(fā)送單元中，設(shè)置有用于提供工作電能的換能結(jié)構(gòu)，以及分別由換能結(jié)構(gòu)供電進(jìn)行身份或地址編碼的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)和將其所形成的身份或地址編碼及對(duì)負(fù)載 電源開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)經(jīng)天線發(fā)送出去的信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)。
所說(shuō)信號(hào)發(fā)送單元中的該換能結(jié)構(gòu)，用于向信號(hào)發(fā)送單元的各工作結(jié)構(gòu)單元提供工 作所需的電壓/電流等工作電能，可以采用目前已有報(bào)道和/或使用的可由機(jī)械按壓開(kāi)關(guān) 部件和線圈部件組成、通過(guò)按壓開(kāi)關(guān)的機(jī)械能和電磁轉(zhuǎn)換方式轉(zhuǎn)換為電能的電磁機(jī)械轉(zhuǎn) 換結(jié)構(gòu)，或者是可包括如光電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、壓電結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能光電池、半導(dǎo)體溫差發(fā)電元 件等方式可以將機(jī)械能、光能、熱能轉(zhuǎn)換為電能而實(shí)現(xiàn)自己產(chǎn)生電能的集成式或分離式 的電路或器件中的一種。
信號(hào)發(fā)送單元中的該開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)，可為每個(gè)信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)的被控開(kāi)關(guān)提供一個(gè)獨(dú) 一無(wú)二的身份/地址代碼，以保證其與被控制開(kāi)關(guān)間的惟一對(duì)應(yīng)，避免相互干擾和誤控制， 在現(xiàn)有技術(shù)中，可以通過(guò)如單片機(jī)、存儲(chǔ)型元器件、DSP器件、FPGA器件、CPLD器 件等任一種方式實(shí)現(xiàn)。例如，在一個(gè)可供參考實(shí)例中是通過(guò)已將換能結(jié)構(gòu)、開(kāi)關(guān)編碼結(jié) 構(gòu)、信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)同時(shí)被組裝在開(kāi)關(guān)內(nèi)的RCM110無(wú)線收發(fā)模塊對(duì)組合開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的。
所形成的該身份/地址代碼和用于對(duì)負(fù)載電源開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)，由信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)經(jīng)常 用的拉桿天線、印制板天線等可以完成無(wú)線信號(hào)發(fā)送任務(wù)的各種天線，向信號(hào)接收控制 單元發(fā)送出去。所說(shuō)的信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)，可以采用nrf系列(如nrf240、 nrf2401、 nrf24L、 nrf905等)、或者是包括如Chipcon的SmartRF 04系列(如CC2500和CC2550等)無(wú)線 收發(fā)對(duì)模塊、PTR2030無(wú)線收發(fā)對(duì)模塊等適當(dāng)形式的無(wú)線收發(fā)對(duì)模塊中的發(fā)信部分中的 任一何種。
上述結(jié)構(gòu)中所說(shuō)的信號(hào)接收控制單元中，設(shè)置有與外電源連接的供電結(jié)構(gòu)，以及分 別由其提供工作電能、并與信號(hào)發(fā)送單元中結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)和與之連接、 并設(shè)置在外電源與負(fù)載供電回路中用于對(duì)負(fù)載供電進(jìn)行控制的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)。
所說(shuō)信號(hào)接收控制單元中的該無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)，包括有用于對(duì)天線所接收的無(wú)線 信號(hào)進(jìn)行放大的放大電路和對(duì)應(yīng)的解碼還原電路，以及用于對(duì)所接收的由信號(hào)發(fā)送單元 的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)所形成的身份或地址編碼進(jìn)行學(xué)習(xí)存儲(chǔ)的相應(yīng)電路。這些都可以通過(guò)采 用目前已有的相應(yīng)成熟技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
所說(shuō)信號(hào)接收控制單元中的該負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的使用需要，可以有能 對(duì)負(fù)載供電回路的電流大小進(jìn)行分檔位控制的步進(jìn)控制器，或是無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)控制的連續(xù) 控制器。其中，所說(shuō)的步進(jìn)控制器中可以包括有由單片機(jī)、CPU、 DSP、 FPGA或具有數(shù)
字信號(hào)處理芯片中的任一種構(gòu)成的微處理單元，以及由該微處理單元控制的包括可由光 電耦合器或繼電器等元器件或電路構(gòu)成的負(fù)載分步控制單元；連續(xù)控制器可以采用現(xiàn)有可實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載供電回路的電流大小等被控對(duì)象進(jìn)行無(wú)級(jí)控制的相同或類(lèi)似電路等實(shí)現(xiàn)。
所說(shuō)信號(hào)接收控制單元中的供電結(jié)構(gòu)一般可以采用在外電源的連接接口后以并聯(lián)方 式分別連接有由變壓器降壓后經(jīng)包括橋堆整流器和三端穩(wěn)壓集成電路等構(gòu)成的用于提供 工作電流的直流穩(wěn)壓輸出電源結(jié)構(gòu)(根據(jù)需要，該直流電源也可以采用電池方式供電)， 以及設(shè)置有所說(shuō)負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)的交流負(fù)載供電回路。其中的外電源可以是iiov、 220V或380V等多種不同的交流電源
本實(shí)用新型上述無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的基本工作過(guò)程，是由信號(hào)發(fā)送單元中的換能結(jié) 構(gòu)的機(jī)械開(kāi)關(guān)(或其它形式的能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu))自己產(chǎn)生的工作所需的電能，向信號(hào)發(fā)送 單元中的相應(yīng)電子器件提供工作電源，電子器件正常工作時(shí)將開(kāi)關(guān)的身份代碼和控制信 號(hào)，通過(guò)編碼與調(diào)制的方式經(jīng)天線發(fā)送出去；信號(hào)接收控制單元接收到這些無(wú)線信號(hào)并 經(jīng)解調(diào)制和解碼還原信號(hào)發(fā)送單元所提供的身份/地址代碼和相應(yīng)的控制信號(hào)，并以此為 依據(jù)控制負(fù)載供電回路的通斷和導(dǎo)通程度，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電器負(fù)載消耗功率的控制。
由于本實(shí)用新型上述無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)省去了傳統(tǒng)遙控器工作時(shí)所必需的電池，可 以由按壓開(kāi)關(guān)的機(jī)械能量(或其它方式)轉(zhuǎn)換為電能為信號(hào)發(fā)送單元供電，就可以遙控 負(fù)載回路的導(dǎo)通，還可以起到限制電流大小的作用，從而達(dá)到節(jié)能目的。對(duì)不同的信號(hào) 發(fā)送單元，信號(hào)接收控制單元的智能學(xué)習(xí)可具有識(shí)別不同的信號(hào)發(fā)送單元的能力。例如 用于電燈時(shí)，可在需要弱光時(shí)減小電流；用于電飯煲時(shí)可遙控溫度。該開(kāi)關(guān)系統(tǒng)無(wú)需布 放從開(kāi)關(guān)到交流供電負(fù)載之間的控制線路，只需將信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)用雙面膠粘貼在墻 上，就能夠滿意地實(shí)現(xiàn)室內(nèi)電燈控制、實(shí)現(xiàn)墻體結(jié)構(gòu)不固定、玻璃墻等難于布線的場(chǎng)合。 本實(shí)用新型的上述開(kāi)關(guān)系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)人員不易接觸或到達(dá)的高空、水域、高壓線、爆 破區(qū)、有毒氣體等區(qū)域的電源、遠(yuǎn)程爆破、高壓電源，或其他危險(xiǎn)區(qū)域的電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行 遠(yuǎn)程控制。當(dāng)負(fù)載與信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)間的距離超過(guò)有效控制距離時(shí)，根據(jù)需要，通過(guò) 相應(yīng)的中繼器還可以延長(zhǎng)其實(shí)現(xiàn)遙控的距離。
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的 詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離 本實(shí)用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換 或變更，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。


圖1是本實(shí)用新型一種無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型另一種無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是本實(shí)用新型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中的一種無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4是本實(shí)用新型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中步進(jìn)控制器中的一種微處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中步進(jìn)控制器中的一種分步控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實(shí)用新型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中的一種連續(xù)控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本實(shí)用新型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中的一種供電的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1所示的是本實(shí)用新型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)形式，由信號(hào)發(fā)送單元和信 號(hào)接收控制單元兩部分結(jié)構(gòu)組成。在信號(hào)發(fā)送單元中設(shè)置有用于提供工作電能的換能結(jié) 構(gòu)，以及分別由換能結(jié)構(gòu)提供電能進(jìn)行身份或地址編碼的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)，和將其所形成 的身份或地址編碼以及對(duì)負(fù)載電源開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)經(jīng)天線發(fā)送出去的信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)。信 號(hào)發(fā)送單元中的該換能結(jié)構(gòu)，可以采用目前已有報(bào)道和/或使用的電磁機(jī)械轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、光 電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、壓電結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能光電池、半導(dǎo)體溫差發(fā)電元件等可以將機(jī)械能、光能或 熱能等其它形式的能源轉(zhuǎn)換為電能的換能器等，具體的結(jié)構(gòu)可以為集成電路形式或者分 離元件的形式。
信號(hào)接收控制單元中包括有無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)和由其控制、并設(shè)置在外電源與負(fù)載 供電回路中用于對(duì)負(fù)載供電進(jìn)行控制的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)，以及向這些工作電路提供工 作電能的供電結(jié)構(gòu)。所說(shuō)的無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)中有可以采用常規(guī)通用形式的對(duì)天線接收 信號(hào)的放大電路、解碼還原電路，以及對(duì)所接收的由信號(hào)發(fā)送單元中的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)所 形成的身份或地址編碼進(jìn)行學(xué)習(xí)和存儲(chǔ)電路。所說(shuō)的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)可以有兩種不同 的實(shí)現(xiàn)方法， 一種是步進(jìn)控制，另一種是連續(xù)控制。實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制功能的步進(jìn)控制器中 含有微處理單元和負(fù)載分步控制單元，可使流經(jīng)負(fù)載的電流按若千檔位進(jìn)行離散數(shù)值的 調(diào)節(jié)；實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)式的連續(xù)控制功能的連續(xù)控制器中含有連續(xù)控制單元結(jié)構(gòu)，可以使流經(jīng) 負(fù)載的電流按連續(xù)變化的數(shù)值調(diào)節(jié)。
信號(hào)接收控制單元中的供電結(jié)構(gòu)是一種用于向各工作單元提供穩(wěn)定的低壓直流電源 和為負(fù)載工作提供交流市電的供電結(jié)構(gòu)。可以采用如圖7所示的形式，在外電源的連接 接口后以并聯(lián)方式分別連接有向各工作單元提供穩(wěn)定直流工作電壓的穩(wěn)壓輸出電源結(jié)構(gòu) 和設(shè)置有所說(shuō)負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)的負(fù)載供電回路。如圖7所示，在提供穩(wěn)定直流電壓的 供電單元中，包括有變壓器T1、整流器U6構(gòu)成的降壓整流結(jié)構(gòu)；電容C5、 7805三端 穩(wěn)壓集成電路U9、電容C6構(gòu)成的穩(wěn)壓輸出電源結(jié)構(gòu)；電阻RIO、發(fā)光二極管LED1構(gòu) 成的直流輸出顯示電路。U6、 U9可以是分離元件或集成元件，或其他能達(dá)到整流、穩(wěn)壓功能的器件。Tl可以是變壓器、電阻或電容或電感組成的分壓電路、或其他能達(dá)到降 壓功能的器件。向負(fù)載提供交流的電路可包括220V交流市電插口 Pl、總開(kāi)關(guān)S、4A250V 保險(xiǎn)管F1。電阻R12、發(fā)光二極管LED3為交流供電指示電路，F(xiàn)l為熔絲管保護(hù)電路， 或其他當(dāng)負(fù)載電流過(guò)大時(shí)阻斷電路的保護(hù)電路器件。來(lái)自Pl插口的交流市電，經(jīng)總開(kāi) 關(guān)S和熔絲管保護(hù)電路和交流供電指示電路后，從Powerl、 Power2輸出到負(fù)載回路控 制單元。向負(fù)載提供交流供電，可以是提供220V交流市電，也可以是將各相關(guān)電路結(jié) 構(gòu)和部件作適當(dāng)調(diào)整后提供其他數(shù)值的交流市電，如110V、 380V等。
對(duì)上述結(jié)構(gòu)可以采用一種更方便形式，是采用已將包括換能器、開(kāi)關(guān)編碼與信號(hào)發(fā) 送單元三個(gè)部分都組裝在開(kāi)關(guān)內(nèi)、并與接收控制系統(tǒng)中的無(wú)線信號(hào)接收單元中的P2 (圖 3)構(gòu)成的RCM110無(wú)線收發(fā)模塊對(duì)。或采用如nrf240、 nrf2401、 nrf24L、 nrf905、 CC2500、 CC2550、 PTR2030等無(wú)線收發(fā)對(duì)模塊。
圖2所示的是本實(shí)用新型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)形式，即在圖1中的信號(hào) 發(fā)送單元和信號(hào)接收控制單元之間，根據(jù)需要還設(shè)置有一個(gè)或若干個(gè)中繼器等中繼單元。 其中包括信號(hào)接收放大和再發(fā)送電路和直流供電電路。該直流供電電路可與圖7供電電 路中的直流供電部分電路相同。
圖3是上述接收控制系統(tǒng)中的無(wú)線信號(hào)接收單元的一種具體的電路結(jié)構(gòu)。無(wú)線信號(hào) 接收單元中，模塊P2為RCM110模塊對(duì)的接收部分，其中含有接收天線、無(wú)線信號(hào)接 收放大、解調(diào)、解碼輸出電路?？刂瓢l(fā)信系統(tǒng)發(fā)出的無(wú)線信號(hào)從無(wú)線信號(hào)接收單元中的 P2模塊的天線輸入，經(jīng)P2進(jìn)行解調(diào)、解碼，從P2的引腳8輸出控制信號(hào)。P2的引腳8 還經(jīng)電阻Rll與直流電源正極相連，以增加對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)能力。P2的第5腳具人工智能 學(xué)習(xí)功能。引腳5經(jīng)按鍵K1接地，當(dāng)按下按鍵K1，使P2的第5腳與地連通時(shí)，P2進(jìn) 入學(xué)習(xí)狀態(tài)，此時(shí)按下控制發(fā)信系統(tǒng)上的開(kāi)關(guān)，P2會(huì)接收并保存接收到的控制發(fā)信系統(tǒng) 開(kāi)關(guān)的身份代碼，學(xué)習(xí)狀態(tài)持續(xù)約30秒結(jié)束(此學(xué)系過(guò)程也可以通過(guò)編制的適當(dāng)程序以 遙控方式進(jìn)行和完成)。當(dāng)學(xué)習(xí)結(jié)束后，人工智能學(xué)習(xí)到的控制發(fā)信系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的身份代碼 會(huì)一直保存在P2中。只有被接收控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)的控制發(fā)信系統(tǒng)才能對(duì)接收控制系統(tǒng) 進(jìn)行有效控制。而且，接收控制系統(tǒng)可以對(duì)多個(gè)控制發(fā)信系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，以此實(shí)現(xiàn)多開(kāi) 關(guān)控制同一負(fù)載(如電燈)的目的。清除學(xué)習(xí)功能是由P2的第7腳完成的。P2的引腳 7經(jīng)按鍵K2后地線相接。當(dāng)按下按鍵K2，使P2的第7腳與地接通時(shí)，將清除以前學(xué)習(xí) 到并保存在P2中的發(fā)信系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的身份代碼。P2的引腳9經(jīng)發(fā)光二極管LED2、電阻 R9與引腳15和直流電源正極相聯(lián)，當(dāng)P2收到控制信號(hào)后，引腳9輸出低電f， LED2 燈亮。上述電路單元中的P2可以是集成電路模塊或分離元件組件構(gòu)成的具有接收天線、無(wú)線信號(hào)接收放大、解調(diào)、解碼輸出電路功能的其他形式的電路，如P2可用nrf240、 nrf2401、 nrf24L、 nrf905、 CC2500、 CC2550、 PTR2030無(wú)線收發(fā)對(duì)模塊的收信部分，此 時(shí)其引腳連接應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整。
圖4是上述信號(hào)接收控制單元中的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)采用步進(jìn)控制器時(shí)的一種微處 理單元的結(jié)構(gòu)形式。其中的U8為89C2051單片機(jī)，U8引腳6從P2的第8引腳獲取控 制信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解釋。解釋信號(hào)從引腳2、 13、 14、 15、 16端輸出，相應(yīng)于P3.0、 Pl.O、 Pl.l、 P1.2、 P1.3，這5個(gè)控制信號(hào)作為負(fù)載分步控制單元的控制信號(hào)。當(dāng)解釋信 號(hào)為長(zhǎng)時(shí)間按下開(kāi)或長(zhǎng)時(shí)間按下關(guān)時(shí)，U8的引腳13、 14、 15、 16端根據(jù)發(fā)信系統(tǒng)開(kāi)關(guān) 按下時(shí)間的長(zhǎng)短，使Pl.O、 Pl.l、 P1.2、 P1.3分別為低或高電位。當(dāng)解釋信號(hào)為短促開(kāi) 或短促關(guān)時(shí)，U8的引腳2端P3.0輸出低電平或高電平。晶振XTAL、電容C2、 C3與 U8的引腳4、 5相接，為U8提供時(shí)鐘。電阻R8、電容C4為U8工作的復(fù)位電路。上述 電路單元中的單片機(jī)可以是各種具有數(shù)字信號(hào)處理或運(yùn)算能力的集成電路，如各種型號(hào)
的單片機(jī)、DSP、 FPGA、 CPLD器件等。晶振XTAL、電容C2、 C3組成的時(shí)鐘電路也 可由外部時(shí)鐘直接輸入來(lái)替換。電阻R8、電容C4組成的復(fù)位電路也可以是其他形式的 復(fù)位電路。P3.0、 P3.2、 Pl.O、 Pl.l、 P1.2、 P1.3也可以通過(guò)變更軟件程序換為是其他引 腳。
圖5是上述步進(jìn)控制器中的分步控制單元的一種結(jié)構(gòu)形式。輸入端P1.0、P1.1、 P1.2、 P1.3、 P3.0為低電平時(shí)，導(dǎo)致MOC3020光電耦合器U1、 U2、 U3、 U4、 U5分別導(dǎo)通。 其中U1、 U2、 U3、 U4的是否導(dǎo)通，控制了 R5.1-5.4的大小，使由電阻R2、 R3、 R4、 R5.1~5.4、 R6、電容C1以及BT33雙基極二極管Q1組成的張弛振蕩器受到控制，控制 了可控硅的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制負(fù)載(如電燈等)的功率，使電燈按不同的控制檔位發(fā) 光。P3.0為低電平時(shí)，導(dǎo)致MOC3020光電耦合器U5的導(dǎo)通，BT33雙基極二極管Ql 導(dǎo)通、使NEC2P4M可控硅SCR獲得偏壓而接通，電燈亮。Rl為分壓電阻。P12為與 負(fù)載相接的電源插座。U7為整流橋堆，使從Powerl、 Power2輸入的220V交流市電經(jīng) 負(fù)載后能通過(guò)單向可控硅SCR形成交流供電回路。上述電路單元中的Ul、 U2、 U3、 U4、 U5也可以是繼電器等具有輸入端為弱電，輸出端可通過(guò)強(qiáng)電，輸出與輸入之間具 有隔離性的類(lèi)似器件。由U7、 R2、 R3、 R4、 R5.1~5.4、 R6、 Cl以及Q1、 SCR構(gòu)成的 控制負(fù)載回路電流大小的電路結(jié)構(gòu)，也可是其他具有相同功能的電路，如采用控制雙向 可控硅導(dǎo)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)相同功能的電路結(jié)構(gòu)。
負(fù)載分步控制單元是這樣工作的當(dāng)解釋信號(hào)為短促開(kāi)或短促關(guān)時(shí)，89C2051單片 機(jī)U8的引腳2端P3.0輸出低電平或高電平，導(dǎo)致MOC3020光電耦合器U5輸出的通或斷，弓l起Power3、 Power4之間的通或斷，使SCR接通或阻斷，使流過(guò)負(fù)載回路的電 流導(dǎo)通或截止，完成電燈的亮或滅控制。當(dāng)解釋信號(hào)為長(zhǎng)時(shí)期開(kāi)或長(zhǎng)時(shí)期關(guān)時(shí)，U8的引 腳13、 14、 15、 16端依控制發(fā)信系統(tǒng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)間的長(zhǎng)短，使Pl.O、 PU、 P1.2、 P1.3 分別為低或高電位，導(dǎo)致U1、 U2、 U3、 U4分別導(dǎo)通或斷開(kāi)，控制了電阻R5.1 5.4的 大小。電阻R2、 R3、 R4、 R5.1~5.4、 R6、 Cl以及Ql組成張弛振蕩器，作為可控硅SCR 的同步觸發(fā)電路，通過(guò)控制電阻R5.1 5.4是否接入電路來(lái)控制可控硅的導(dǎo)通時(shí)間，從而 控制流過(guò)負(fù)載的電流。220V交流市電經(jīng)Power2到P12的1端、負(fù)載(電燈)、負(fù)載插 座P12的2端、整流橋U7的4端、U7的1端、NEC2P4M可控硅SCR的源漏極、U7 的2端、U7的3端、Powerl回到交流市電的另一端。當(dāng)停止按壓控制發(fā)信系統(tǒng)開(kāi)關(guān)時(shí)， 微處理單元記住控制發(fā)信系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的最后狀態(tài)，這樣，當(dāng)關(guān)燈后重新開(kāi)燈時(shí)，電燈恢復(fù) 關(guān)燈時(shí)的亮度。
圖6是上述信號(hào)接收控制單元中的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)采用連續(xù)控制器時(shí)的一種連續(xù) 控制單元的結(jié)構(gòu)形式。連續(xù)控制單元的卯13晶體管Q2接收從RCM110模塊對(duì)的接收部 分P2的第8引腳輸出的控制信號(hào)，電阻R7、 R8為Q2提供偏置電壓。當(dāng)控制發(fā)信系統(tǒng) 的開(kāi)關(guān)壓下時(shí)，P2的第8引腳有信號(hào)輸出，使Q2導(dǎo)通，TP151光耦管U1導(dǎo)通。電阻 R9、 Rll、電容C4以及BT33雙基極二極管Q3組成張弛振蕩器，作為NEC2P4M可控 硅SCR的同步觸發(fā)電路，電阻R10為分壓電阻。通過(guò)控制U1導(dǎo)通平均時(shí)長(zhǎng)，可控制可 控硅的平均導(dǎo)通時(shí)間，從而控制負(fù)載的平均功率。220V交流市電經(jīng)Power2到負(fù)載接口 P12的l端、負(fù)載(如電燈等)、負(fù)載插座P12的2端、整流橋U7的4端、U7的l端、 可控硅SCR的源、漏極、U7的2端、U7的3端、Powerl回到交流市電的另一端。當(dāng) 停止按壓控制發(fā)信系統(tǒng)開(kāi)關(guān)時(shí)，無(wú)線信號(hào)接收單元中的P2記住遙控器開(kāi)關(guān)當(dāng)前的狀態(tài)， 這樣，當(dāng)關(guān)燈后重新開(kāi)燈時(shí)，電燈恢復(fù)關(guān)燈時(shí)的亮度。上述電路單元中的Q2可以是NPN 晶體管及偏置電路，也可以是PNP晶體管及偏置電路。Ul可以是光耦管、繼電器等具 有輸入端為弱電，輸出端可通過(guò)強(qiáng)電，輸出與輸入之間具有隔離性的類(lèi)似器件。由電阻 R9、 Rll、電容C4、雙基極二極管Q3、可控硅SCR組成的控制負(fù)載回路電流大小的電 路結(jié)構(gòu)，也可是其他具有相同功能的電路，如采用控制雙向可控硅導(dǎo)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)相同功 能的電路結(jié)構(gòu)。
采用上述的步進(jìn)控制方式時(shí)，開(kāi)關(guān)按下時(shí)間的長(zhǎng)短，決定了對(duì)電源開(kāi)關(guān)控制的不同 方式。當(dāng)短促的按下開(kāi)關(guān)的一邊后可以使燈點(diǎn)亮(或其它負(fù)載開(kāi)始工作)，短促的按下另 一邊則可以使燈熄滅(或其它負(fù)載停止工作)。持續(xù)按住開(kāi)關(guān)使燈點(diǎn)亮的一邊，能夠使燈 的亮度按檔位刻度從弱到強(qiáng)變化(如處于最亮狀態(tài)則無(wú)變化)直到松開(kāi)開(kāi)關(guān)，此時(shí)電燈保持在松開(kāi)按鍵時(shí)刻的亮度。持續(xù)按住開(kāi)關(guān)使燈熄滅的一邊，能夠使燈的亮度按檔位刻 度從強(qiáng)到弱變化(如果處于最暗狀態(tài)則無(wú)變化)直到松開(kāi)開(kāi)關(guān)。調(diào)好后，如有需要，可 以反復(fù)用以上方法繼續(xù)調(diào)節(jié)亮度，直到滿意為止。亮度調(diào)好后，仍可對(duì)燈進(jìn)行熄滅或點(diǎn) 亮操作。當(dāng)燈再次點(diǎn)亮?xí)r，其亮度為燈熄滅前調(diào)好的亮度。采用連續(xù)控制方式時(shí)，則電 燈亮度的變化是連續(xù)的，沒(méi)有檔位變化的感覺(jué)。
權(quán)利要求1.無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是包括信號(hào)發(fā)送單元和信號(hào)接收控制單元兩部分結(jié)構(gòu)，其中的信號(hào)發(fā)送單元中有用于提供工作電能的換能結(jié)構(gòu)，以及分別由換能結(jié)構(gòu)提供電能進(jìn)行身份或地址編碼的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)，和將其所形成的身份或地址編碼以及對(duì)負(fù)載電源開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)經(jīng)天線發(fā)送出去的信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)；信號(hào)接收控制單元中有與外電源連接的供電結(jié)構(gòu)，以及分別由其提供工作電能進(jìn)行工作的無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)和受其控制并設(shè)置在外電源與負(fù)載供電回路中用于對(duì)負(fù)載供電進(jìn)行控制的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)，所說(shuō)的無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)中包括有對(duì)天線接收信號(hào)的放大電路、解調(diào)、解碼還原電路，以及對(duì)所接收的由信號(hào)發(fā)送單元中的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)所形成的身份或地址編碼進(jìn)行學(xué)習(xí)和存儲(chǔ)電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是在所說(shuō)的信號(hào)發(fā)送單元和信號(hào) 接收控制單元還設(shè)置有信號(hào)放大傳送的中繼單元。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是所說(shuō)信號(hào)發(fā)送單元中的換 能結(jié)構(gòu)為包括電磁機(jī)械轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、光電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、壓電結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能光電池、半導(dǎo)體溫 差發(fā)電元件在內(nèi)的可將機(jī)械能、光能、熱能轉(zhuǎn)換為電能的集成式或分離式的電路或器件 中的一種。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是所說(shuō)信號(hào)發(fā)送單元中的開(kāi) 關(guān)編碼結(jié)構(gòu)可以采用單片機(jī)、存儲(chǔ)型元器件、DSP器件、FPGA器件、CPLD器件中的任一種。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是所說(shuō)信號(hào)發(fā)送單元中的信 號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)可以采用nrf系列、或包括Chipcon的SmartRF 04系列無(wú)線收發(fā)對(duì)模塊、 PTR2030無(wú)線收發(fā)對(duì)模塊在內(nèi)的無(wú)線收發(fā)對(duì)模塊中的發(fā)信部分。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是所說(shuō)信號(hào)接收控制單元中 的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)為可對(duì)負(fù)載供電回路的電流大小進(jìn)行分檔位控制的步進(jìn)控制器。
7. 如權(quán)利要求6所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是所說(shuō)的步進(jìn)控制器中包括有由 單片機(jī)、微處理器、CPU、 DSP、 FPGA或具有數(shù)字信號(hào)處理芯片中的任一種構(gòu)成的微 處理單元，以及由微處理單元控制的包括可由光電耦合器或繼電器構(gòu)成的負(fù)載分步控制 單元。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是所說(shuō)信號(hào)接收控制單元中 的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)為可對(duì)負(fù)載供電回路的電流大小進(jìn)行無(wú)級(jí)控制的連續(xù)控制器。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是所說(shuō)信號(hào)接收控制單元中 的供電結(jié)構(gòu)為在外電源的連接接口后以并聯(lián)方式分別連接有由變壓器(Tl)降壓后經(jīng)包 括橋堆整流器(U6)和三端穩(wěn)壓集成電路(U9)構(gòu)成的用于提供工作電流的直流穩(wěn)壓輸 出電源結(jié)構(gòu)，和設(shè)置有所說(shuō)負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)的負(fù)載交流供電回路。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，其特征是所說(shuō)信號(hào)接收控制單 元中的外電源可以是110V、 220V或380V交流電源中的任一種。
專(zhuān)利摘要無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，包括信號(hào)發(fā)送單元和信號(hào)接收控制單元兩部分。信號(hào)發(fā)送單元中有提供工作電能的換能結(jié)構(gòu)、進(jìn)行身份或地址編碼的開(kāi)關(guān)編碼結(jié)構(gòu)和信號(hào)發(fā)送結(jié)構(gòu)；信號(hào)接收控制單元中有與外電源連接的供電結(jié)構(gòu)，無(wú)線信號(hào)接收結(jié)構(gòu)和受其控制并設(shè)置在外電源與負(fù)載供電回路中用于對(duì)負(fù)載供電進(jìn)行控制的負(fù)載回路控制結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)中的信號(hào)發(fā)送單元為無(wú)需電池提供工作電能的無(wú)源結(jié)構(gòu)。其在實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載供電進(jìn)行通斷控制的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)供電回路電流大小的調(diào)整和控制，可用于對(duì)日常照明、各種用電器負(fù)載或難于布線的場(chǎng)合，以及對(duì)人員不易接觸或到達(dá)的高空、水域、高壓電源、爆破區(qū)、有毒氣體等區(qū)域的電源、遠(yuǎn)程爆破或其他危險(xiǎn)區(qū)域的電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
文檔編號(hào)G08C17/00GK201364641SQ20092007884
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
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