本發(fā)明屬于電子信息系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多用途智能開關(guān)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能開關(guān)也取得長足發(fā)展。隨著信息社會的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和信息家電已越來越多地出現(xiàn)在人們的生活中，而這一切發(fā)展的最終目標(biāo)都是給人類提供一個舒適、便捷、高效的生活環(huán)境。

現(xiàn)有的機械開關(guān)需要人工操作與監(jiān)控，每年由于人為疏忽大意導(dǎo)致的事故災(zāi)時有發(fā)生。此外，機械式開關(guān)沒有定時、監(jiān)測、測量等功能，不利于資源節(jié)約型和環(huán)境友好型“兩型”社會建設(shè)。而且傳統(tǒng)機械開關(guān)布線采用分散控制，開關(guān)多，操作控制不方便，存在諸多不足。隨著人們安全意識的提高、生活水平的改善，對更智能、安全、可靠的智能開關(guān)需要日漸強烈?，F(xiàn)在也有一些智能開關(guān)采用無線通信控制方法，雖然能滿足家庭-工業(yè)用途，由于無法與手機連接，所以需要制作專門的控制器，攜帶使用保管均不方便，也有單純使用藍(lán)牙控制的，但是通信距離近無法穿越墻壁，使用多有不便，也有單純使用WIFI通信方式，雖然可以與手機、電腦連接，但是硬件成本高、軟件開發(fā)難度大，不宜用于工業(yè)用途。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供一種多用途智能開關(guān)控制系統(tǒng)，它能夠解決開關(guān)物聯(lián)網(wǎng)功能，使得通過手機可以遠(yuǎn)程控制開關(guān)，且能適用于家庭、工業(yè)用途，還解決開關(guān)鎖定問題，使特定位置開關(guān)具有授權(quán)操作屬性，實時數(shù)據(jù)采集與信息傳輸功能，采集結(jié)果能實時傳回手機，同時開關(guān)智能控制功能，使之實現(xiàn)定時、運行時間統(tǒng)計及調(diào)功率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種多用途智能開關(guān)控制系統(tǒng)，由網(wǎng)關(guān)控制器、智能開關(guān)及智能插座三部分構(gòu)成，其中網(wǎng)關(guān)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)接入與控制，智能開關(guān)可以控制燈、電機執(zhí)行機構(gòu)等負(fù)載通斷，智能插座在智能開關(guān)基礎(chǔ)上增加了功率、電壓、電流等電參數(shù)測量功能，智能手機通過藍(lán)牙本地或移動互相網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)控制器，計算機則通過以太網(wǎng)接入遠(yuǎn)程登陸遠(yuǎn)程控制，考慮實際使用場合系統(tǒng)設(shè)計900M ISM無線通信網(wǎng)，由網(wǎng)關(guān)控制器通過無線方式控制智能開關(guān)、智能插座，以滿足家居、工廠等民用和工業(yè)不同要求的遠(yuǎn)距離開關(guān)控制。

所述網(wǎng)關(guān)控制器包括主控制器及若干子控制器，主控制器與子控制器之間采用無線通信方式，主控制器具有藍(lán)牙通信模式，以實現(xiàn)與手機鏈接，從而通過手機控制各個開關(guān)，為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，主控制器還具有TCP/IP協(xié)議集的通信網(wǎng)關(guān)，并通過U2控制器LPC812初始化后即可連到以太網(wǎng)，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，另外，LPC812通過P3口接無線通信模塊，與開關(guān)雙向通信，通過P4接藍(lán)牙模塊與手機連接，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能。

所述智能開關(guān)分為3個不同類型以滿足不同場合應(yīng)用需要，分別為智能開關(guān)I型、智能開關(guān)II型及智能開關(guān)III型，其中智能開關(guān)III型為完全型,帶LCD顯示，設(shè)計并定制了專用段式LCD顯示屏。

所述智能開關(guān)I型僅具有開、關(guān)基本控制功能，開關(guān)部件為Q4雙向可控硅器件，IC2在控制信號作用下控制Q4通斷，而且IC2帶零點檢測功能，每次觸發(fā)和關(guān)斷開關(guān)管Q4均是在過零點位置，因此不會產(chǎn)生諧波及尖峰干擾。R42、R43等組成非隔離供電電源，經(jīng)過D8整流、DS2限壓，分別從VR3、VR4輸出5V、3.3V電壓供系統(tǒng)使用，系統(tǒng)由U4單片機做主控制器，P5接無線通信模塊，以便與主機通信。

所述智能開關(guān)II型在智能開關(guān)I型的基礎(chǔ)上增加了電信號測量單元，由HLW8012組成的電信號測量電路測量電壓、電流、功率信號，并且具有RFID通信接口，通過RFID卡授權(quán)開關(guān)。

所述智能開關(guān)III型在智能開關(guān)II型的基礎(chǔ)上增加了LCD顯示功能，可以顯示開關(guān)編號、實時功率，按年、月、日統(tǒng)計的功率總和，功率顯示單位度、千瓦時可選，能顯示電壓電流值、開機運行時間，LCD顯示器使用4*40段式液晶驅(qū)動顯示該型號開關(guān)可直接明裝、安裝在現(xiàn)有二-三插底盒上，無需做任何改動。

本發(fā)明的積極效果是：1、解決了多用途智能開關(guān)的控制方法，使得通過手機可以遠(yuǎn)程控制開關(guān)，且能適用于家庭、工業(yè)用途，使用無線通信組網(wǎng)方式，設(shè)計一個主控制器，若干子控制器（開關(guān)），主控制器與子控制器之間采用無線通信方式，主控制器具有藍(lán)牙通信模式，以實現(xiàn)與手機鏈接，從而通過手機控制各個開關(guān)。為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，主控制器還具有TCP/IP協(xié)議集的通信網(wǎng)關(guān)，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。采用了ISM頻段無線通信控制方式，能滿足家庭、工業(yè)用途，采用藍(lán)牙通信方式，能于手機連接；

2、解決開關(guān)實時數(shù)據(jù)采集與信息的傳輸問題，采集結(jié)果能實時傳回手機，在需要進(jìn)行信息采集與控制的開關(guān)端點，設(shè)計基于HLW8012的信息采集芯片，采集用電負(fù)載端電壓、電流、消耗功率，并傳回手機端；

3、解決開關(guān)智能控制問題，使之實現(xiàn)定時、運行時間統(tǒng)計及調(diào)功率等，每個智能開關(guān)斷點均使用單片機智能控制器，可以實現(xiàn)定時、運行時間統(tǒng)計等，智能開關(guān)使用可控硅電子開關(guān)，通過調(diào)周期的方式可以實現(xiàn)無污染綠色調(diào)功；

4、解決了開關(guān)的授權(quán)鎖定問題，使特定位置開關(guān)具有授權(quán)操作屬性，每個智能開關(guān)斷點均使用單片機智能控制器，通過輸入密碼、RIFD卡等實現(xiàn)開關(guān)的開與關(guān)控制，實現(xiàn)指定授權(quán)操作。

附圖說明

圖1是本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是智能開關(guān)III型LED顯示器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是網(wǎng)關(guān)控制器電路圖；

圖4是智能開關(guān)I型電路圖；

圖5是智能開關(guān)II型電路圖；

圖6是智能開關(guān)III型電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

參見圖1～圖6，一種多用途智能開關(guān)控制系統(tǒng)，由網(wǎng)關(guān)控制器、智能開關(guān)及智能插座三部分構(gòu)成，其中網(wǎng)關(guān)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)接入與控制，智能開關(guān)可以控制燈、電機執(zhí)行機構(gòu)等負(fù)載通斷，智能插座在智能開關(guān)基礎(chǔ)上增加了功率、電壓、電流等電參數(shù)測量功能，智能手機通過藍(lán)牙本地或移動互相網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)控制器，計算機則通過以太網(wǎng)接入遠(yuǎn)程登陸遠(yuǎn)程控制?？紤]實際使用場合系統(tǒng)設(shè)計900M ISM無線通信網(wǎng)，由網(wǎng)關(guān)控制器通過無線方式控制智能開關(guān)、智能插座，以滿足家居、工廠等民用和工業(yè)不同要求的遠(yuǎn)距離開關(guān)控制。

所述網(wǎng)關(guān)控制器包括主控制器及若干子控制器，主控制器與子控制器之間采用無線通信方式，主控制器具有藍(lán)牙通信模式，以實現(xiàn)與手機鏈接，從而通過手機控制各個開關(guān)，為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，主控制器還具有TCP/IP協(xié)議集的通信網(wǎng)關(guān)，通并過U2控制器LPC812初始化后即可連到以太網(wǎng)，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，另外，LPC812通過P3口接無線通信模塊，與開關(guān)雙向通信，通過P4接藍(lán)牙模塊與手機連接，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能。

所述智能開關(guān)分為3個不同類型，分別為智能開關(guān)I型、智能開關(guān)II型及智能開關(guān)III型，其中智能開關(guān)III型為完全型,帶LCD顯示，設(shè)計并定制了專用段式LCD面板。

所述智能開關(guān)I型僅具有開、關(guān)基本控制功能，開關(guān)部件為Q4雙向可控硅器件，IC2在控制信號作用下控制Q4通斷，而且IC2帶零點檢測功能，每次觸發(fā)和關(guān)斷開關(guān)管Q4均是在過零點位置，因此不會產(chǎn)生諧波及尖峰干擾，R42、R43等組成不隔離電源，經(jīng)過D8整流、DS2限壓，分別從VR3、VR4輸出5V、3.3V電壓供系統(tǒng)使用，系統(tǒng)由U4單片機做主控制器，P5接無線通信模塊，以便與主機通信。

所述智能開關(guān)II型在智能開關(guān)I型的基礎(chǔ)上增加了電信號測量單元，由HLW8012組成的電信號測量電路測量電壓、電流、功率信號，并且具有RFID通信接口，通過RFID卡授權(quán)開關(guān)。

所述智能開關(guān)III型在智能開關(guān)II型的基礎(chǔ)上增加了LCD顯示功能，可以顯示開關(guān)編號、實時功率，按年、月、日統(tǒng)計的功率總和，功率顯示單位度、千瓦時可選，能顯示電壓電流值、開機運行時間，LCD顯示器使用4*40段式液晶驅(qū)動顯示該型號開關(guān)可直接明裝、安裝在現(xiàn)有三-三插底盒上，無需做任何改動。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：1、具有物聯(lián)網(wǎng)功能。使得通過手機可以遠(yuǎn)程控制開關(guān)，且能適用于家庭、工業(yè)用途，使用無線通信組網(wǎng)方式，設(shè)有主控制器，和若干子控制器（開關(guān)），主控制器與子控制器之間采用無線通信方式，主控制器具有藍(lán)牙通信模式，以實現(xiàn)與手機鏈接，從而通過手機控制各個開關(guān)。為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，主控制器還具有TCP/IP協(xié)議集的通信網(wǎng)關(guān)。采用了ISM頻段無線通信控制方式，能滿足家庭、工業(yè)用途，采用藍(lán)牙通信方式，能于手機連接，軟件開發(fā)簡單；

2、具有實時數(shù)據(jù)采集與信息傳輸功能。采集結(jié)果能實時傳回手機，在需要進(jìn)行信息采集與控制的開關(guān)端點，設(shè)計基于HLW8012的信息采集芯片，采集用電負(fù)載端電壓、電流、消耗功率，并傳回手機端；

3、具有智能控制功能。具有定時、運行時間統(tǒng)計及調(diào)功率等智能功能，每個智能開關(guān)斷點均使用單片機智能控制器，可以實現(xiàn)定時、運行時間統(tǒng)計等，智能開關(guān)使用可控硅電子開關(guān)，通過調(diào)周期的方式可以實現(xiàn)無污染綠色調(diào)功；

4、具有開關(guān)授權(quán)鎖定功能。每個智能開關(guān)斷點均使用單片機智能控制器，通過輸入密碼、RIFD卡等實現(xiàn)開關(guān)的開與關(guān)控制，實現(xiàn)指定授權(quán)操作。