一種Zigbee無線觸控開關及系統的製作方法

2023-04-28 13:06:16 2

專利名稱：一種Zigbee無線觸控開關及系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及民用家電、智能エ業的無線控制類領域，具體涉及ー種採用Zigbee技術的無線觸控智能開關。
背景技術：
隨著物聯網產業的不斷發展，市場上對於穩定的遠程控制設備需求越來越旺盛，特別是功耗小、易組網、數傳穩定、可回傳設備狀態的產品。Zigbee是ー種介於無線標記技術和藍牙之 技木，ZigBee技術是ー種近距離、低複雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技木。其存在以下特點(I)低功耗發射功率小，而且採用了休眠模式，功耗低，因此ZigBee設備非常省電；(2)成本低=ZigBee模塊的初始成本在6美元左右，估計很快就能降到I. 5-2. 5美元；(3)時延短通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短，適用於對時延要求苛刻的無線控制(如エ業控制場合等)應用；(4)網絡容量大ー個星型結構的Zigbee網絡最多可以容納254個從設備和ー個主設備，而且網絡組成靈活；(5)可靠採取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙，避開了發送數據的競爭和衝突。MAC層採用了完全確認的數據傳輸模式，如果傳輸過程中出現問題可以進行重發。ZigBee模塊是已經包含了所有外圍電路和完整協議棧的能夠立即投入使用的產品，優秀可靠的ZigBee模塊具有在硬體上設計緊湊，體積小，貼片式焊盤設計，可以內置Chip或外置SMA天線，使用起來簡單快捷。用戶只需要將自己的數據發送到Zigbee模塊裡，然後Zigbee模塊會自動和網絡中的目的地址節點進行無線收發通訊了，Zigbee模塊已被當成一種已經集成射頻、協議和程序的「晶片」，越來越多的被應用到智能化遠程控制裝置中。目前市場上大部分觸控開關只是使用觸控功能替代了機械按鍵的功能，不具備無線控制功能，少數具備無線控制功能的觸控開關採用了 315MHz的傳輸頻率，其缺點是數據傳輸不穩定，易受外部幹擾，而且無法獲取設備狀態，遠程控制(通過手機或電腦控制)時不準確，用戶體驗稍差。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種無線觸控開關，是在觸控開關內添加了 Zigbee模塊，其工作頻率為2. 4GHz，可自組網、無線傳輸，並通過網絡控制端或遠程無線遙控實現開關的作用，其數據傳輸穩定、耗能少。本實用新型的上述目的通過以下技術方案實現ー種Zigbee無線觸控開關，包括觸控開關，所述觸控開關包括外殼、觸控面板、印刷電路板和電源，所述印刷電路板集成有觸摸感應模塊、穩壓電源模塊、繼電器模塊；所述印刷電路板還集成有Zigbee模塊；所述Zigbee模塊集成有Zigbee射頻收發裝置和晶片裝置。[0010]本實用新型的上述目的還通過以下技術方案進一步完善所述觸摸感應模塊為電容式感應模塊；所述繼電器模塊為電晶體驅動繼電器模塊。所述觸摸感應模塊上嵌入有控制所述Zigbee無線觸控開關自動開啟或關閉的定時模塊。所述電源為交流電源或電池。所述觸控面板的為玻璃觸控面板,或為夜光觸控面板,或為發聲及聲控類觸控面板；所述觸控面板的表面設置有開關控制線路和控制範圍的標識。 所述外殼為可吸收輻射的外殼。本實用新型的上述目的還包括另一技術方案一種Zigbee無線觸控開關系統,包括Zigbee無線觸控開關；與所述Zigbee無線觸控開關組網的聯控裝置；所述聯控裝置包括網絡控制端或遙控器；所述網絡控制端內和所述遙控器內均設置有Zigbee模塊；所述Zigbee模塊集成有Zigbee射頻收發裝置和晶片裝置。所述Zigbee無線觸控開關包括觸控開關，所述觸控開關包括外殼、觸控面板、印刷電路板和電源，所述印刷電路板集成有觸摸感應模塊、穩壓電源模塊、繼電器模塊；所述印刷電路板還集成有Zigbee模塊；所述Zigbee模塊集成有Zigbee射頻收發裝置和晶片裝置。所述觸摸感應模塊為電容式感應模塊；所述繼電器模塊為電晶體驅動繼電器模塊。所述觸摸感應模塊上嵌入有控制所述Zigbee無線觸控開關自動開啟或關閉的定時模塊。所述電源為交流電源或電池。所述觸控面板的為玻璃觸控面板,或為夜光觸控面板,或為發聲及聲控類觸控面板；所述觸控面板的表面設置有開關控制線路和控制範圍的標識。所述外殼為可吸收輻射的外殼。與所述Zigbee無線觸控開關組網的所述聯控裝置的數量小於等於254個。本實用新型的有益效果本實用新型的Zigbee觸控開關及其系統既可以通過普通物理電路的連接實現開關的作用，還可以通過網絡或是遠程操作實現開關的作用；具有自組網、數據傳輸穩定、抗幹擾能力強、短時延和高容量、耗能少、無線傳輸、回傳設備狀態、聯動控制、無線遙控的優點，克服了市場上現有開關的缺點。

圖I為本實用新型的Zigbee無線觸控開關的模塊結構圖；圖2為本實用新型的Zigbee無線觸控開關在網絡控制端操控下的工作流程圖；具體實施方式
為使本實用新型的Zigbee無線觸控開關及系統的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型做進一步詳細說明，但是，應當說明的是，以下所描述的具體實施例僅用於說明本實用新型，但不用來限定本實用新型的範圍。本實施例中的Zigbee無線觸控開關使用2. 4GHz的公共通用頻段，在此頻段的傳輸速度可達250Kb/S，可以滿足多數的傳感和控制需求；實施例一、本實施例中的Zigbee無線觸控開關，包括觸控開關，所述觸控開關包括觸控面板、印刷電路板，如圖I所示，所述印刷電路板集成有觸摸感應模塊、穩壓電源模塊、繼電器模塊；所述印刷電路板集成還集成有Zigbee模塊；所述Zigbee模塊集成有Zigbee射頻收發裝置和晶片裝置，具有動態路由的自組網功能，同時可以實現遠程射頻信號的收發，接收操作端發出的信號，並將開關的狀態回傳。優選的，本實施例中的所述觸摸感應模塊為電容式感應模塊,通過測量振蕩電路頻率和RC充放電時間來判斷電容量變化，實現對開、關動作的檢測；所述繼電器模塊採用電晶體驅動；對所述開關的輸出埠的電壓進行控制管理；穩壓電源模塊採用開關電源的原理，使交流電源穩壓，輸出穩壓直流電源。進一步地，所述Zigbee無線智能開關工作時，當操作人觸摸、按壓開關控制面板時，觸摸感應模塊感應到電路上的電容變化，實現開關的對應狀態的轉換，再通過繼電器控制模塊實現電路的開閉，然後穩壓電源模塊根據電路的開閉進行工作，從而實現開關的開啟或關閉狀態。優選的，本實施例中的所述觸摸感應模塊上嵌入有定時模塊，所述定時模塊控制所述Zigbee無線觸控開關自動開啟或關閉；用戶可以根據需要將開關定時，舉一例如家居生活中，早晨8點用戶需要開關開啟，開關開啟後線路通電，實現自動煮飯，煮飯時間到後，開關自動調停，方便用戶生活；又如，在工業控制中的，使用開關的定時開啟功能，可以節約人力，在人員到位前，自動將設備開啟，進而實現設備的預熱，點檢等，人員到位後，可以最快的投入到生產中。開關可以根據用戶端需要，增加開關開啟或是斷開時的聯動控制類操作。優選的，本實施例中的所述Zigbee無線觸控開關的電源可以直接使用交流電供電方式，便於替代常用的開關；同時也支持支持電池供電，供電方式靈活，不局限普通的供電方式。優選的，所述觸控面板為玻璃觸控面板，不僅提升了產品的美觀度，而且易於保持產品的潔淨，日常的灰塵、汙潰等能夠輕鬆清除。進一步地，所述觸控面板還可以採用夜光類觸控面板，或發聲及聲音控類觸控面板，方便用戶在各種環境中使用，或方便殘疾人使用。智能家居及工業控制中操控開關類面板越來越多，外觀相同的開關，用戶需要記住或是按觸才能確定開關的功能，多次開啟關閉容易降低開關的壽命及開關控制的燈及設備的壽命，並且浪費用戶時間；而本實用新型的所述Zigbee無線觸控開關支持圖案定製，方便用戶的使用；本實施例中的所述觸控面板的表面印製有開關的控制線路和控制範圍標識。優選的，本實施例中的所述Zigbee無線觸控開關的外殼採用可以吸輻射的材質，吸收開關發出的射線，減小對周圍環境的輻射量，使用戶端生活更加安全健康。實施例二、本實施例中的Zigbee無線觸控開關系統，包括實施例一中所述的Zigbee無線觸控開關；還包括與所述Zigbee無線觸控開關組網的聯控裝置；所述聯控裝置包括網絡控制端或遙控器；所述網絡控制端內和所述遙控器內均設置有Zigbee模塊；所述Zigbee模塊集成有Zigbee射頻收發裝置和晶片裝置。進一步地，本實施例中的所述網絡控制端和所述遙控器與所述Zigbee無線觸控開關之間動態組網，並通過無線通信控制所述Zigbee無線觸控開關；優選的，由於所述開關基於Zigbee協議通信，ZigBee支持星形、簇形和網狀網絡結構，每個ZigBee網絡最多可支持255個設備,每個ZigBee設備可以與另外254臺聯設備相連接，所以本實施例中的所述Zigbee智能觸控開關最多可以與254臺可與其組網的聯控裝置相連接。進一步地，本實施例中的Zigbee無線觸控開關工作時支持激活和睡眠兩種狀態，所述開關不處於被操作狀態時，自動進入睡眠狀態，當進入操作狀態時，自動進入激活狀態，這兩種狀態的切換實現了所述Zigbee無線觸控開關的節能，實現了耗能少的優點，一般來說兩節普通5號乾電池可使用6個月以上，成本低廉。更近一步地，本實施例中的Zigbee無線觸控開關系統不僅可以實現普通的物理電路的連接實現開關的作用，還可以通過所述網絡控制端或是遠程操作實現開關的作用；如圖2所示，為本實施例中的Zigbee無線觸控開關通過網絡控制端或遠程操控的工作流程圖；所述Zigbee觸控開關通電，自動組網成功後處於正常運行狀態，當網絡控制端或遠程操控發出指令時，所述Zigbee觸控開關收到按照Z i gbee提供的ZCL (Zigbee ClusterLibrary Zigbee協議棧)規範協議封轉的數據命令後，首先將控制命令解出並判斷命令的類型，如果命令為開啟，則電路板上的繼電器閉合，使電流通過；同樣的，如果收到的命令為關閉，則電路板上的繼電器打開，此時電路斷開；當執行完操作指令後，所述zigbee模塊獲取當前的繼電器的開合狀態，並按照Zigbee提供的ZCL規範協議發送到網絡中，網絡控制端中的管理系統接收該數據後，更新Zigbee無線觸控開關當前的狀態。本實施例中的Zigbee觸控開關及系統既可以通過普通物理電路的連接實現開關的作用，還可以通過網絡或是遠程操作實現開關的作用，節點模塊之間具有自動動態組網的功能，信息在整個ZigBee網絡中通過自動路由的方式進行傳輸，從而保證了信息傳輸的可靠性，本實施例中的Zigbee觸控開關系統適用於智能家居、智能工業控制等領域；智能工業控制領域中，在工業照明及電機控制上有廣泛的應用前景；某些大型設備在開啟時，通過後臺網絡發送操作數據包到大型設備上，實現設備的開啟和斷開，尤其是大型設備操作難度比較大或是操作不方便時候，通過網絡控制實現設備的狀態的操作，安全便捷。最後應當說明的是，很顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型。
權利要求1.ー種Zigbee無線觸控開關，包括觸控開關，所述觸控開關包括外殼、觸控面板、印刷電路板和電源，所述印刷電路板集成有觸摸感應模塊、穩壓電源模塊、繼電器模塊；其特徵在於所述印刷電路板還集成有Zigbee模塊； 所述Zigbee模塊集成有Zigbee射頻收發裝置和晶片裝置。
2.根據權利要求I所述的無線觸控開關，其特徵在於 所述觸摸感應模塊為電容式感應模塊；所述繼電器模塊為電晶體驅動式繼電器模塊。
3.根據權利要求I或2所述的無線觸控開關，其特徵在於 所述觸摸感應模塊上嵌入有控制所述Zigbee無線觸控開關自動開啟或關閉的定時模塊。
4.根據權利要求I所述的無線觸控開關，其特徵在於 所述電源為交流電源或電池。
5.根據權利要求I所述的無線觸控開關，其特徵在於 所述觸控面板為玻璃觸控面板，或為夜光觸控面板，或為發聲及聲控類觸控面板； 所述觸控面板的表面設置有開關控制線路和控制範圍的標識。
6.根據權利要求I或5所述的無線觸控開關，其特徵在於 所述外殼為可吸收輻射的外売。
7.—種Zigbee無線觸控開關系統，其特徵在於包括權利要求I至7任意一項所述的Zigbee無線觸控開關； 還包括與所述Zigbee無線觸控開關組網的聯控裝置； 所述聯控裝置包括網絡控制端或遙控器，所述網絡控制端內和所述遙控器內均設置有Zigbee模塊；所述Zigbee模塊集成有Zigbee射頻收發裝置和晶片裝置。
8.根據權利要求7所述的無線觸控開關系統，其特徵在於 與所述Zigbee無線觸控開關組網的所述聯控裝置的數量小於等於254個。
專利摘要本實用新型公開了一種Zigbee無線觸控開關，包括觸控開關，觸控開關包括外殼、觸控面板、印刷電路板和電源，印刷電路板集成有觸摸感應模塊、穩壓電源模塊、繼電器模塊；印刷電路板集成還集成有Zigbee模塊；Zigbee模塊集成有Zigbee射頻收發裝置和晶片裝置，本實用新型還公開了一種Zigbee無線觸控開關系統，其包括Zigbee無線觸控開關，還包括網絡控制端或遙控器；網絡控制端內或遙控器內均設置有Zigbee模塊；本實用新型的開關及系統既可以通過普通的物理電路連接，還可以通過網絡或遠程操作來實現開關的作用；具有自組網、數據傳輸穩定、無線傳輸、回傳設備狀態、無線遙控等優點，克服了普通開關的缺點。
文檔編號H03K17/96GK202488426SQ20122010502
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者劉潤滋, 孫傳佳, 孫浩 申請人:日照市活點網絡科技有限公司