一种功能可调的智能开关及其实现方法技术

一种功能可调的智能开关及其实现方法，具有嵌入式芯片控制模块，以及通过引脚线路分别独立与之连接的物理开关模块、电源模块、液晶屏模块，且该液晶屏模块上整合有操作输入模块；其特征在于：该智能开关还具有一连接芯片控制模块的开关功能设定模块；且该芯片控制模块设有信号采集单元、处理单元、存储单元，以及控制单元，并存储有多个执行程序。通过开关功能的预设并藉由液晶显示的芯片控制，实现了一个智能开关多用途随意选择的突破，具有功能完整、成本低廉、操作简单、故障率低的有益效果，有效降低了产业链上、下游各环节的成本，提高了智能开关的利用率，对能源节约及环境保护都有着重大的作用和意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能开关，尤其涉及一种以液晶显示、输入和嵌入式芯片 控制的单线制或双线制智能开关。
技术介绍
开关的用途在于对灯具等电器设备的开启和关闭进行控制。目前存在的开 关分为机械式开关和智能开关两大类，而在现有的生活及工作中，使用的开关 大部分都是机械式开关。该类型开关的特点是通过面板在固定位置的往复运 动，带动内部金属片的开合，从而达到整个电路通断的效果。该类型开关已经 应用多年，发展出塑料结构，木质结构，陶瓷结构，胶木结构等众多品种。随 着嵌入式技术及液晶显示技术的不断发展，以及人们审美观点的不断提高，智 能开关近年来也得到了显著的发展和应用。该类型开关的特点是以不同尺寸 的液晶显示屏作为显示面板，以触摸屏或其他电控装置(例如射频遥控器、声 控设备、光控设备、网络设备等)为输入设备，通过嵌入式芯片系统进行输入 信号的检测，逻辑判断，显示屏显示内容控制，以及控制信号的输出；借助该 输出控制信号，通过继电器、可控硅或三极管等电子元件最终实现整个电路通 断的效果。然而无论是日常通用的机械式开关，还是新颖时尚的单线制或双线制智能 开关，其都有一个共同的特点，即单个开关的功能在下生产线时就已经被固 定。基于这样的特点，会给开关的生产厂家、开关的经销商以及开关的最终用户带来以下缺陷及不足1) 、针对开关生产企业前期开发成本增加——根据开关实现的控制功能，可以将开关分为开/关、 调光、只开、只关、延时、渐亮、渐灭、点动八种功能；而根据开关的控制方 式可以将开关分为单控及双控两种模式。由于开关功能及控制方式的不同，现 有无论是机械式开关还是智能开关，其开关按钮、外部面板、内部铡刀模块及 结构都需要单独设计和开模，成本昂贵，且产品一旦确定，改动的成本将同样 不菲；生产难度及成本增加——不同按钮功能的开关作为不同系列的产品，其生 产流程及工序都会有所区别，这将导致生产复杂度的增加，进而带来生产成本 的增加；库存成本增加——由于不同按钮功能的各系列开关之间没有通用性和替代 性，为满足市场供应需求，生产企业必须在库存中留有所有系列的开关，导致 库存成本增加。2) 、针对开关经销商开关销售基本通过分布在各地的经销商渠道完 成，由于开关按钮功能不同而导致产品型号不同，以及产品之间的不可替换 性，也必然会导致经销商的资金大量地占用在囤积各种型号的产品上，活动资 金相对减少，从而降低了经销商的竞争力和灵活性；3) 、针对最终用户在装修完成后，若需要更改电路的控制方式，轻则 需要更换现有开关，造成原有开关的浪费；重则需要重新在墙体上切割布线槽及开关槽，破坏室内原有装修，造成巨大损失。
技术实现思路
针对上述现有机械式开关及智能开关的缺陷，本专利技术的目的旨在提供一种 功能可调的智能开关及其实现方法，解决产品功能单一化，生产、存储成本高 昂，资金占用高，销售竞争力和灵活性差以及使用后期扩展性差，不易更改的 问题。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术手段是本专利技术的功能可调的智能开关包括硬件与软件两部分有机结合而成，总体 来看，硬件系统包括开关功能设定模块、嵌入式芯片控制模块、物理开关模 块、电源模块、液晶屏模块、操作输入共六个模块；软件系统包括开关功能硬 件检测程序、软件设定开关按钮功能程序、功能参数设定程序、开关功能程 序、操作输入方式自识别程序、面板区域位置与按钮对应程序、开关功能界面 显示程序共七个程序。其中开关功能程序包括单控/双控切换子程序、开/关功 能子程序、调光功能子程序、只开功能子程序、只关功能子程序、延时功能子 程序、渐亮/渐灭功能子程序、点动功能子程序。具体深入地说硬件部分所述开关功能设定模块，其主要作用是通过预先设计好的编码规则，在该 模块上进行相应的设定，形成针对不同功能的编码组合。该开关功能设定模块 是基于含四开关的双列直插式拨位开关(DIP开关)制成的单片模块结构，且 该开关功能设定模块与所述嵌入式芯片控制模块通过引脚线路独立相连；进一 步地，所述按钮功能编码采用四位二进制编码规则，其中所述编码首位取值对 应单控/双控的设定，而编码后三位取值分别对应开/关、调光、只开、只关、 延时、渐亮、渐灭及点动功能的设定。此外，该开关功能设定模块也可以是基 于通信端口及控制总线(如触摸屏、红外、射频、蓝牙、串口、互联网、GRPS/GSM等)制成的信号接收模块，实现在线或远程设定。所述嵌入式芯片控制模块，是整个智能开关的电信号采集、处理、控制输 出的核心模块，与其他所有硬件模块相连。该芯片控制模块具有用于读取按钮 功能编码的信号采集单元、用于将所读取的信号处理匹配对应执行程序的处理 单元、用于记忆一组多个执行程序的存储单元、依照执行程序向物理开关模块 输出指令的控制单元、执行程序写入/读取单元、晶振单元、以及看门狗单元等 外围电路单元。在智能开关上电自检后，该芯片控制模块首先通过开关功能硬件检测程序检测开关功能设定模块，由信号采集单元获得按钮功能编码；继而 由处理单元将之与记忆在存储单元内对应的执行程序匹配，并由控制单元向液晶屏模块输出开关功能界面显示的指令；最后执行基于操作输入模块的按钮循 环检测，对发生在操作输入模块上的操作信号进行芯片控制模块的识别，并依 照预设的执行程序，以程序指令驱动物理开关模块执行相应的功能动作。所述物理开关模块，是利用光耦、可控硅、继电器、三极管等电子元件组 成的电子开关电路，在接收到嵌入式芯片发来的通断控制指令后，可以控制强 电电路的通断，实现传统机械开关通断的作用，完成弱电控制强电的输出。所述电源模块，是将220V的交流强电转换为智能开关各模块电路运作所 需要的直流低电电路，其口J以为单线制(只有火线)和双线制(零线、火线) 输入。所述操作输入模块，为基于液晶屏的触摸屏模块、射频遥控模块、光控模 块、声控模块，或为基于网络操控的输入模块其中一种或多种搭配整合。而其 中所述触摸屏模块为指按式输入，其类型可包括阻抗式、静电电容式、光学式 及超音波式等触摸屏。8所述液晶屏模块，为现有任何可以进行图像、文字等数据显示的各种液晶 显示屏。软件部分首先通过所述开关功能设定模块设定对应于不同按钮功能的编码信号，并 将该编码信号通过信号采集单元输入芯片控制模块内；继而由处理单元匹配记 忆在存储单元内对应的执行程序，并由控制单元向液晶屏模块输出开关功能界 面显示的指令；最后执行基于操作输入模块的按钮循环检测，对发生在液晶屏 模块上的操作信号进行芯片控制模块的识别，并依照预设的执行程序，以程序 指令驱动物理开关模块执行相应的功能动作。其中所述执行程序包括①开关功 能硬件检测程序、②软件设定开关按钮功能程序、③开关功能界面显示程序、 ④面板区域位置与按钮对应程序、⑤开关功能程序、(D操作输入方式自识别程 序、⑦功能参数设定程序；所述由芯片控制模块发出的指令包括面向液晶屏模 块的显示指令，用于向液晶屏模块输出开关功能界面显示程序和面板区域位置 与按钮对应程序；以及面向物理开关模块的执行指令，用于驱动智能开关执行 相应的开关功能。所述开关按钮功能检测程序，是该智能开关每次上电通过自检后由所述芯 片控制模块自动调用的第一个程序。该程序的主要作用是通过检测与开关按钮 功能设定模块连接的相应引脚，获得开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能可调的智能开关，具有嵌入式芯片控制模块，以及与所述芯片控制模块分别通过引脚线路独立连接的物理开关模块、电源模块、液晶屏模块，且所述液晶屏模块上整合有操作输入模块，其特征在于：所述智能开关具有与所述芯片控制模块连接的开关功能设定模块，且所述芯片控制模块设有用于读取按钮功能编码的信号采集单元、用于将所读取的信号处理匹配对应执行程序的处理单元、用于记忆一组多个执行程序的存储单元，以及依照执行程序向物理开关模块输出指令的控制单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程抒一，窦晓鸣，庄松林，
申请(专利权)人：程抒一，窦晓鸣，苏州工业园区和嘉光电技术有限公司，庄松林，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]