本發(fā)明涉及單火線開關電路及控制方法，具體涉及一種智能單火線開關電路及控制方法。

背景技術：

日常生活中，單火線照明開關一般由簡單的機械開關控制，通過機械開關控制一根火線的閉合與斷開，進而控制燈具的開啟與關閉。目前，還有部分樓道的燈具采用電容式觸摸開關來控制燈具的點亮和熄滅。這兩種開關都存在一些缺點，其中：機械開關具有一定的機械壽命，電容式觸摸開關容易產生誤動作，抗干擾能力較差。

目前，單火線還具有一些問題需要得到解決：一、單火線取電一般是在取電電路與負載（MCU）供電，因此前端的元器件需要保持一直運行的狀態(tài)，這樣就會消耗電流，而且由于是串聯(lián)的電路，使燈具中會有電流流過，而普通的LED燈和白熾燈啟動電流非常小，當待機時燈具回路電流積累到一定程度后，部分小功率燈具就會出現(xiàn)閃爍的問題，目前解決此問題的常用辦法是盡量降低待機功耗。二、在單火線的情況下，電源一般不能做成隔離電源，這樣就增加了觸電風險，目前解決該問題的方法常采用繼電器導通方式，利用主控芯片控制驅動芯片從而控制繼電器的閉合與斷開；三、在智能設備的通訊過程中，傳統(tǒng)的控制方法需要雙方設備時刻保持暢通，這樣會帶來設備功耗大 ，適用性差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠根據本地按鍵或者遠程控制命令Zigbee無線通信來完成支路的通斷電功能的智能單火線開關電路，解決了機械開關壽命短、觸電風險大、燈具壽命短、功耗大，適用性差等問題。

為解決上述的技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：一種智能單火線開關電路,包括取電電路模塊、負載檢測模塊、繼電器模塊、Zigbee模塊、按鍵模塊、接口電路模塊，其特征在于：所述取電電路模塊2與繼電器模塊3連接；所述Zigbee模塊與按鍵模塊連接；所述取電電路模塊與Zigbee模塊連接；所述負載檢測模塊與Zigbee模塊連接；所述接口電路模塊與Zigbee模塊連接；述負載檢測模塊與接口電路模塊連接。

更進一步的技術方案是，所述取電電路模塊包括供電電路和軟啟動電路，所述供電電路的主控模塊是XD-KC024，所述主控模塊XD-KC024的VCC1端與軟啟動電路的DCin、VIN端連接，所述主控模塊XD-KC024芯片的MOS_D端、MOS_G端連接MOS管，用于調整單火線進入的波形。

更進一步的技術方案是，軟啟動電路包括軟啟動主控電路、硬件看門狗電路和啟動電路，軟啟動主控電路的主控模塊是PI-05V-D4，所述硬件看門狗模塊的主控芯片是IMP809L，所述啟動電路的穩(wěn)壓芯片是S-8521D33MC，所述主控模塊PI-05-D4的OUT端與所述S-8521D33MC的的VIN端連接用于輸出3.3V的穩(wěn)定電壓，所述IMP809L的RESET端與S-8521D33MC的ON/OFF端、S-8521D33MC的EXT與MOS管UT2301柵極連接用于軟啟動。

更進一步的技術方案是，所述負載檢測模塊包括分壓電路和電壓比較電路，分壓電路的ADC1、ADC2、ADC3端與電壓比較電路連接，電壓比較電路的OUT1、OUT2、OUT3與Zigbee模塊連接，用于接受檢測負載電路的電平信號，避免由于誤操作按鍵而增加功耗造成開關設備無法正常工作。

更進一步的技術方案是，所述Zigbee模塊與所述主控模塊XD-KCO24的K1_Ctrl、K1_Ctrl、K1_Ctrl端連接，所述主控模塊XD-KCO24的K1+、K1-，K2+、K2-，K3+、K3-端與繼電器模塊連接。

更進一步的技術方案是，所述Zigbee模塊與按鍵模塊連接，用于控制按鍵掃描。

更進一步的技術方案是，所述Zigbee模塊包括無線電路和通信電路，所述通信模塊的主控芯片是JN5168，所述JN5168與無線電路連接，用于接收發(fā)送信息。

一種控制網絡單火線開關的控制方法，包括下述步驟：

步驟一：單火線1秒向網關發(fā)送一條詢問數據，若有數據，則將數據發(fā)送出去；

步驟二：單火開關收到數據發(fā)送命令后執(zhí)行網關的命令，對負載設備進行斷開或者閉合的控制；

步驟3：單火線如果收到出現(xiàn)Zigbee模塊的通訊命令，I/O口中斷喚醒Zigbee，Zigbee模塊開始工作，開始對按鍵進行掃描，若按鍵不到3秒就上報繼電器閉合或者斷開的狀態(tài)；若按鍵到3秒則進入網絡；若按鍵到8秒則退出網絡。

網關若沒有收到數據或者按鍵超過8秒則系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)，等待下一個輪詢周期的到來。

本發(fā)明是一種網關設備，控制單火線的通、斷狀態(tài)這兩種命令是由網關發(fā)出來的，單火線開關1秒鐘向網關發(fā)一條詢問數據，如果網關有數據需要被發(fā)送到單火線開關，就將數據發(fā)出去。單火線開關收到響應后執(zhí)行網關命令，對負載電路進行斷電或者斷電控制；如果網關沒有數據需要被發(fā)送，那么單火線就收不到響應數據，這樣單火線就會進入休眠狀態(tài)。

如果中間出現(xiàn)Zigbee模塊收到的通訊信息，I/O口中斷喚醒Zigbee，Zigbee模塊開始工作，開始對按鍵進行掃描，若按鍵不到3秒就上報繼電器閉合或者斷開的狀態(tài)，若按鍵到3秒就進入網絡，若按鍵到8秒就退出網絡。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果至少有如下之一：

1）本發(fā)明采用所述主控模塊XD-KC024配合所述主控模塊PI-05V-D4軟啟動，可以實現(xiàn)足夠功率的輸出，保證開關設備的正常運行；

2）本發(fā)明采用所述主控模塊XD-KC024驅動繼電器，解決了以往為驅動繼電器難的問題；

3）本發(fā)明采用所述Zigbee模塊，可以實現(xiàn)遠程控制命令來完成支路的通斷電功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明總體設計框圖。

圖2為本發(fā)明取電電路模塊的供電電路原理圖。

圖3為本發(fā)明取電電路模塊框圖。

圖4為發(fā)明軟啟動電路框圖。

圖5為本發(fā)明取電電路模塊的軟啟動電路原理圖。

圖6為本發(fā)明負載檢測模塊的分壓電路原理圖。

圖7為本發(fā)明負載檢測模塊的電壓比較電路原理圖。

圖8為本發(fā)明繼電器模塊原理圖。

圖9為本發(fā)明Zigbee模塊框圖。

圖10為本發(fā)明Zigbee模塊及外圍電路模塊框圖。

圖11為本發(fā)明按鍵模塊原理圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施方案1

圖1示出了發(fā)明智能單火線開關電路及控制方法，一種智能單火線開關電路,包括取電電路模塊2、負載檢測模塊3、繼電器模塊1、Zigbee模塊4、按鍵模塊5、接口電路模塊6，其特征在于：所述取電電路模塊2與繼電器模塊3連接；所述Zigbee模塊4與按鍵模塊連接5；所述取電電路模塊與Zigbee模塊4連接；所述負載檢測模塊與Zigbee模塊4連接；所述接口電路模塊與Zigbee模塊4連接；述負載檢測模塊3與接口電路模塊6連接。

圖2至圖5所示，所述取電電路模塊2包括供電電路2-1和軟啟動電路2-2，所述供電電路2-1的主控模塊是XD-KC024，所述主控模塊XD-KC024的VCC1端與軟啟動電路的DCin、VIN端連接，所述主控模塊XD-KC024芯片的MOS_D端、MOS_G端連接MOS管，用于調整單火線進入的波形。

所述軟啟動電路2-2包括軟啟動主控電路2-2-1、硬件看門狗電路 2-2-2和啟動電路2-2-3，所述軟啟動主控電路2-2-1的主控模塊是PI-05V-D4，所述硬件看門狗模塊 2-2-2的主控芯片是IMP809L，所述啟動電路2-2-3的穩(wěn)壓芯片是S-8521D33MC，所述主控模塊PI-05-D4的OUT端與所述S-8521D33MC的的VIN端連接用于輸出3.3V的穩(wěn)定電壓，所述IMP809L的RESET端與S-8521D33MC的ON/OFF端、S-8521D33MC的EXT與MOS管UT2301柵極連接用于軟啟動。

本實施方案中，智能單火線開關電路增加了Zigbee模塊，可以實現(xiàn)無線通信，遠程智能完成單火線的通斷；智能單火線開關的取電電路模塊采用XD-KC024配合所述PI-05V-D4軟啟動，可以實現(xiàn)足夠功率的輸出，保證開關設備的正常運行。

實施方案2

圖1示出了本發(fā)明智能單火線開關電路及控制方法，一種智能單火線開關電路,包括取電電路模塊2、負載檢測模塊3、繼電器模塊1、Zigbee模塊4、按鍵模塊5、接口電路模塊6，其特征在于：所述取電電路模塊2與繼電器模塊3連接；所述Zigbee模塊4與按鍵模塊連接5；所述取電電路模塊與Zigbee模塊4連接；所述負載檢測模塊與Zigbee模塊4連接；所述接口電路模塊與Zigbee模塊4連接；述負載檢測模塊3與接口電路模塊6連接。

圖2至圖5所示，所述取電電路模塊2包括供電電路2-1和軟啟動電路2-2，所述供電電路2-1的主控模塊是XD-KC024，所述主控模塊XD-KC024的VCC1端與軟啟動電路的DCin、VIN端連接，所述主控模塊XD-KC024芯片的MOS_D端、MOS_G端連接MOS管，用于調整單火線進入的波形。

軟啟動電路2-2包括軟啟動主控電路2-2-1、硬件看門狗電路 2-2-2和啟動電路2-2-3，所述軟啟動主控電路2-2-1的主控模塊是PI-05V-D4，所述硬件看門狗模塊 2-2-2的主控芯片是IMP809L，所述啟動電路2-2-3的穩(wěn)壓芯片是S-8521D33MC，所述主控模塊PI-05-D4的OUT端與所述S-8521D33MC的的VIN端連接用于輸出3.3V的穩(wěn)定電壓，所述IMP809L的RESET端與S-8521D33MC的ON/OFF端、S-8521D33MC的EXT與MOS管UT2301柵極連接用于軟啟動。

圖6至圖11所示，所述負載檢測模塊3包括分壓電路3-1和電壓比較電路3-2，分壓電路3-1的ADC1、ADC2、ADC3端與電壓比較電路3-2連接，電壓比較電路3-2的OUT1、OUT2、OUT3與Zigbee模塊4連接，用于接受檢測負載電路的電平信號，避免由于誤操作按鍵而增加功耗造成開關設備無法正常工作。

Zigbee模塊4與所述主控模塊XD-KCO24的K1_Ctrl、K1_Ctrl、K1_Ctrl端連接，所述主控模塊XD-KCO24的K1+、K1-，K2+、K2-，K3+、K3-端與繼電器模塊1連接。

圖9至圖11所示，所述Zigbee模塊4與按鍵模塊5連接，用于控制按鍵掃描。

所述Zigbee模塊4包括無線電路4-1和通信電路4-2，所述通信模塊4-2的主控芯片是JN5168芯片7，所述JN5168芯片7與無線電路8連接，用于接收發(fā)送信息。

一種控制網絡單火線開關的控制方法，包括下述步驟：

步驟一：單火線1秒向網關發(fā)送一條詢問數據，若有數據，則將數據發(fā)送出去；

步驟二：單火開關收到數據發(fā)送命令后執(zhí)行網關的命令，對負載設備進行斷開或者閉合的控制；

步驟3：單火線如果收到出現(xiàn)Zigbee模塊的通訊命令，I/O口中斷喚醒Zigbee，Zigbee模塊開始工作，開始對按鍵進行掃描，若按鍵不到3秒就上報繼電器閉合或者斷開的狀態(tài)；若按鍵到3秒則進入網絡；若按鍵到8秒則退出網絡。

網關若沒有收到數據或者按鍵超過8秒則系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)，等待下一個輪詢周期的到來。

本實施方案更加詳細地說明智能單火線開關的電路及控制方法設計，本實施方案增加Zigbee模塊的無線通信電路；在智能設備的通訊過程中，傳統(tǒng)的控制方法需要雙方設備時刻保持暢通，本設計方案采用主控芯片JN5168，所述芯片JN5168通過一種周期性輪詢的通信方法，通過周期性詢問來實現(xiàn)雙方的正常通訊，以減小通信過程的數據時延，減小設備的功耗，完成對單火開關的遠程控制。

本發(fā)明是一種網關設備，控制單火線的通、斷狀態(tài)這兩種命令是由網關發(fā)出來的，單火線開關1秒鐘向網關發(fā)一條詢問數據，如果網關有數據需要被發(fā)送到單火線開關，就將數據發(fā)出去。單火線開關收到響應后執(zhí)行網關命令，對負載電路進行斷電或者斷電控制；如果網關沒有數據需要被發(fā)送，那么單火線就收不到響應數據，這樣單火線就會進入休眠狀態(tài)。

如果中間出現(xiàn)Zigbee模塊收到的通訊信息，Zigbee模塊開始工作，開始對按鍵進行掃描，若按鍵不到3秒就上報繼電器閉合或者斷開的狀態(tài)，若按鍵到3秒就進入網絡，若按鍵到8秒就退出網絡。

所述過程結束后，不斷重復上述過程，周期性重復實現(xiàn)雙方通信，減小通信過程的數據時延，減小設備的功耗，最終完成對單火線開關的遠程控制。

盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變形和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。