专利名称：通用无线遥控开关系统及其专用集成电路的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种无线遥控开关系统，特别是遥控器和开关部分均完全通用的无线遥控开关，并开关部分可直接取代现有的市电标准开关而不用改动任何线路的无线遥控开关系统及其专用集成电路。
背景技术：
现有的无线遥控开关品种尚少，且所有产品均具有如下缺点和不足a、遥控器和对应被控制的开关部分是固定配套的，不能通用。如果配套的遥控器或开关部分中有损坏或丢失，该套产品即寿终正寝。
b、遥控器能控制的开关数少，通常不超过4个，不能满足通常的最小用电单位(如一个家庭)的需要。由于遥控器同被控开关是固定搭配，对用户而言不具有可塑性，无法做到按用户要求任意配套遥控器和破控开关的个数。结果是造成在一个家庭或单位内被迫使用了多个不同的遥控器和相应的被控开关，遥控器一大堆，很难区分究竟谁控制谁。
c、由于遥控器及其配套开关的地址码是固定的，只能由生产厂在出厂前设置好，用户无法更改。如果遇上同邻居的地址码相同，就会大家都不能使用了。
d、制造成本高，不能满足广大普通用户的承受能力。
e、与普通标准用电开关的安装线路不尽相同，从而给施工带来麻烦，也不便该类产品的标准化。
发明内容
针对现有无线遥控开关存在的问题，本实用新型提供一种新型无线遥控开关系统以及两种专用于该无线遥控开关的集成电路，以达到成本低、可靠性高、并且实现了遥控器和被控开关完全通用，可由用户任意搭配，使用方便，能用一个遥控器即可控制一个用电单位内的所有用电开关，安装方法与通用标准用电器开关完全相同的目的。
本实用新型实现上述目的的方案是一种无线遥控开关系统，该系统由物理结构(硬件)和协议(或称协定)组成，物理结构又由遥控器和被控开关两部分组成，其特征表现为1、在协议层，建立一个最小用电单位的概念，在同一最小用电单位内，每一个开关都可能被同一个人操作到。比如一个家庭、一个小公司、一间办公室等都可认为是一个最小用电单位。本协议将一个最小用电单位内的所有独立的开关进行统一的且不重复的编号(即给每一个独立的开关赋予一个编号来表示)，由于人的习惯问题，这里的编号采用两位或多位十进制数表示。如果使用两位十进制数编号，则一个最小用电单位最多可容纳100个独立的开关(从00到99号)；如果使用三位十进制数编号，则一个最小用电单位最多可容纳1000个独立的开关(从000到999号)；以此类推。由于一个最小用电单位通常不可能用到100个以上的独立开关，为便于简化操作和便于记忆，推荐使用两位十进制数编号。为便于记忆，编号可采用不连续的分区制编号法，例如用十位上的数表示区域号，用个位上的数表示分区内的开关号；例如我们把一个家庭的客厅定义为第0区域，内有3个独立开关，厨房定义为第1区域，内有2个独立开关，主卧室定义为第2区域，内有2个独立开关…，则编号可为01，02，03，11，12，21，22…以此类推。对于每一个最小用电单位，本协议赋予一个多位的十进制数ID码(即身份码)表示，推荐使用6位十进制数表示(类似于银行存折的个人密码)，这样即有从000000到999999共100万组不同的ID码，这就充分保证了在该无线遥控开关的有效遥控范围(通常为几十米)内不会重。ID码完全由用户自行随意设定，开关编号也由用户自行设定，这样就充分保证了该无线遥控开关系统是完全通用的。
2、在物理层，本系统由遥控器和受控开关两个独立部分组成，其中遥控器的特征是具有一套能输入从0到9的十进制数和操作命令(开、关、对码…等)的键盘输入系统(1)、带存储器
(3)的编码控制器(2)、LED(或LCD)显示器(5)和RF(射频)调制发射电路(4)(或红外线调制发射电路)。通过键盘输入系统(1)，用户可以输入ID码、开关号及操作命令(开、关、对码…等)；显示器(5)用于显示操作的状态，如现在是在ID码输入状态还是在开关号输入状态，如果使用LCD显示器，还可以显示出所输入的信息；编码控制器(2)将所输入的数字(ID码和开关号)存入存储器(3)，如果输入的是控制命令，编码控制器便将对应的控制命令、ID码和开关号进行编码，并通过通用的射频调制发射电路(4)(或红外线调制发射电路)发射到空间。每次发射的数据编码都是一个完整的数据包，它包括起始码，用户的ID码，受控开关的开关号，命令字(开、关、对码…等)，检校码，结束码。在初次使用时，须输入用户自己的ID码，然后对每一个受控开关作编号和对码，即将设置好的ID码和开关号传送给受控开关并保存。其受控开关的特征是具有一个简单、低成本的带开关执行器件(可控硅)的电源电路(15)，接收电路(11)(射频接收电路或红外线接收电路)，按键(14)，解码控制器(12)和一个串行的EEPROM(13)(如24C01A)。其中电源电路(15)的特征是由J1和J2两个交流市电接点连接到整流桥Bridge1的两个交流端，整流桥Bridge1的负端作为电源的公共地，整流桥Bridge1的正端连接到可控硅SCR1的阳极，可控硅SCR1的阴极连接到两只串连的二极管D601、D602的阳极，D602的阴极接地(即Bridge1的负极)，D601的阳极连接滤波电容C605到地作为低电压电源Vcc1，由于在开关闭合(可控硅SCR1导通)时流过D601、D602的电流较大，Vcc1可提供较大的电流；电阻R603、R604，电容C606，PNP三极管Q601、NPN三极管Q602和电感L601组成自激振荡器，即PNP三极管Q601的发射极连接R603到电源Vcc1，Q601的基极连接R604到地，Q601的集电极连接到NPN三极管Q602的基极，Q602的发射极接地，集电极连接电感L601到电源Vcc1，反馈电容C606的一端连接到Q602的集电极，另一端连接到Q601的基极。由于Q602的负载是电感L601，在Q602截止时，电感L601上产生的反相电压使得三极管Q602集电极上的电位高于Vcc1。稳压二极管ZD601上并联滤波电容C602，其阳极接地，其阴极上有两路输入，其一是连接整流二极管D603的阴极，D603的阳极连接Q602的集电极；另一路是连接电阻R605，R065的另一端连接到整流桥Bridge1的正端。当SCR1的控制极为高电平时，可控硅SCR1导通，AC市电可正常通过，等效于接点J1和J2接通(即开关导通)，此时由于有电流通过D601和D602，Vcc1向自激振荡器供电，Q602的集电极输出较高的电压并通过D603整流、ZD601稳压和C602滤波作为控制电路的电源VDD；当SCR1的控制极为低电平时，可控硅SCR1不导通，AC市电不能通过，等效于接点J1和J2断开(即开关断开)，此时由于没有电流通过D601和D602，Vcc1＝0，自激振荡器不工作，二极管D603截止，但此时整流桥Bridge1的正端是高电压直流脉动电压，通过R605限流、ZD601稳压和C602滤波作为控制电路的电源VDD。但需注意的是，如果负载是节能灯和日光灯这样的不通电时处于断路态的产品，则须在负载的电气位置上并联一只电容或电阻、该电源电路才能正常工作。接收电路(11)是通用的RF(射频)接收电路(或红外线接收电路)，它将调制发射电路(4)所发射的信号接收并解调、放大、整形，还原成数据的编码信号。解码控制器(12)对这些数据编码信号解码，如果收到的控制命令是“对码”，同时本受控开关的按键(14)是按下的，则表示正在进行本受控开关的编号和对码，解码控制器(12)便将本次接收到的ID码和开关号存入存储器EEPROM(13)中作为自己的ID码和开关编号使用，直到下次再执行“对码”操作之前，将一直使用这对数据作为自己的ID码和开关号；如果收到的控制命令是“对码”，同时本受控开关的按键(14)是没有按下的，则表示正在进行对其他的受控开关编号和对码，解码控制器(12)
将放弃本次收到的数据而不作任何操作。如果收到的控制命令是“开”、“关”等其他操作，则解码控制器(12)就检查所收到的ID码和开关号是否与自己的ID码和开关号相同，如果不相同，则表明这串指令是控制别的开关而不是控制本开关的，解码控制器(12)不作任何处理；如果是相同的，则表明是控制本开关的，解码控制器(12)就根据命令码作相应的操作，也就是说、如果收到的命令是“开”，则解码控制器(12)输出高电平到SCR_G0使可控硅SCR1导通，如果收到的命令是“关”，则输出低电平到SCR_G0使可控硅SCR1截止。为了能手动控制本开关，当按键被按下一次，输出到SCR_G0的电平就翻转一次，也就是使本开关的开关状态转换一次，从而实现了手动开关的动作由于使用了EEPROM(13)存储ID码和开关号码，保证了在停电时数据不会丢失。
本实用新型为实现上述目的和方案还提供两套专门用于上述无线遥控开关系统的遥控器集成电路和开关控制集成电路，其特征是其协议层使用了以上推荐的6位ID码和2位开关编号；其中一套的每一开关还可分成四个分支开关实现控制其组合，另一套可实现调功率控制。在物理层，遥控器集成电路包括编码控制器(2)和存储器(3)，开关控制集成电路就是解码控制器(12)。
与现有技术相比，本发明所具有的优点和效果；由于遥控器和受控开关都是完全通用的，无论是用户还是生产厂都不用担心配套的问题。甚至可以当成两种可以配套使用但又完全独立的产品。用户可根据自己的需求选择任意数量的开关配任意数量的遥控器，即使出现丢失或损坏的情况需补充，也是任意补充或更换的。而且在一个用电单位内，任意一个遥控器均可控制所有的开关，显得十分方便，同时又大大降低了社会使用成本。再由于编码控制器(2)和存储器(3)被制成遥控器集成电路，解码控制器(12)被制成开关控制集成电路，再加上采用了简单实用的低成本的带开关的电源电路(15)，无论是遥控器还是开关都是低成本的。由于采用了以上严密的用户码管理，采用本实用新型的产品不存在干扰和误控的问题。
图1是本实用新型遥控器原理示意图；图2是本实用新型受控开关原理示意图；图3是本实用新型专用遥控器集成电路应用原理示意图，即实施例1遥控器部分示意图；图4是本实用新型专用开关控制集成电路应用原理示意图，即实施例1受控开关部分示意图；图5是本实用新型另一开关控制集成电路应用原理示意图，即实施例2受控开关部分示意图；图6是本实用新型又一开关控制集成电路应用原理示意图，即实施例3受控开关部分示意图；具体实施方式
以下结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图3是实施例1的遥控器部分的电路原理图，其中IC1是遥控器集成电路，OSCI和OSCO是IC1的振荡输入、输出端，外接4MHz陶瓷振荡器；VDD和GND、GND1分别是IC1的电源正极和电源负极；/RES是IC1的复位端、低电平有效；TXD是IC1编码后的数据输出端、此端连接到调制发射电路(4)；BEEP是IC1的键音输出端、在按键时输出声音信号；LED是IC1的状态指示端、当IC1处于ID码输入状态时该断口输出高电平；LIGHT时IC1的照明输出端、当有按键被按下时、该端口输出低电平点亮照明LED、便于夜间观看按键；KEY00至KEY03是IC1的键盘扫描输出端，KEYI0至KEYI3是IC1的键盘扫描输入端，它们组成一个4×4的键盘阵列，完成从0到9十个数字、开(ON)、关(OFF)、开1(ON1)、开2(ON2)、开3(ON3)和对码(ID)的输入。从0到9键用于输入数字，在正常状态，按数字键即输入开关号(最后两位数有效)；ID键用于输入ID码和对码用，在正常状态时按ID键一次，进入ID码输入状态、LED亮，按数字键输入6位数字作为ID码(最后输入的6位数字有效)，再按ID键(此时应同时按住需对码开关的按键)则IC1便从TXD端输出对码和开关编号的全部数据，包括ID码、开关编号、对码命令、校验码等，然后LED灭，对应的受控开关收到数据后，便将ID码和开关编号存入存储器EEPROM(13)(24C01A)中；按ON键IC11号分支的命令；按ON2键IC1发出接通开关0号、1号和2号分支的命令；按ON3键IC1发出接通开关的全部四个分支的命令；按OFF键IC1发出断开开关的全部四个分支的命令。陶瓷振荡器Ceramicl、电容C101、C102组成IC1的外部振荡电路；电阻R103和发光二极管LED组成IC1的ID状态指示电路；电阻R102和发光二极管LIGHT组成IC1的键盘照明电路；压电陶瓷片BEEPER、电感L101、电阻R104、三极管Q101组成键音发声电路。
图4是实施例1的受控开关部分的电路原理图，IC2是开关控制集成电路，OSCI和OSCO是IC2的振荡输入、输出端，外接4MHz陶瓷振荡器；VDD和GND分别是IC2的电源正极和电源负极；/RES是IC2的复位端、低电平有效；RXD是IC2的数据输入端、此端连接到接收电路(11)的数据输出端；KEY是IC2的按键输入端、外接按键(14)KEY到地；SCL和SDA是外部串行数据存储器EEPROM(13)的数据通讯端；SCR_G0至SCR_G3是开关控制端，高电平接通、低电平断开。IC3是串行的EEPROM(13)、其型号是24C01A，用于存储用户的ID码和开关号码等数据，停电后数据也不会丢失，此IC是很常用的，有多家IC厂生产此种IC。在这里、IC3的地址端A0、A1、A2及写保护端WP都接地，时钟端SCL和数据端SDA连接到IC2的对应端、用于同IC2传输数据。SCR_G0连接到电源电路(15)中可控硅SCR1的控制极用来控制这路开关的通断，当SCR_G0为高电平时，SCR1导通，即这路开关接通；当SCR_G0为低电平时，SCR1截止，即这路开关断开。SCR_G1、SCR_G2、SCR_G3分别连接到一组结构完全相同的开关电路，用来控制各路开关的通断，这里的开关器件是双向可控硅，双向可控硅的导通或截止由光电耦合器(如型号是MOC3021M)控制，光电耦合器的输入端又由三极管控制；开关电路的工作原理是当SCR_G3(或SCR_G1或SCR_G2)为高电平时，三极管Q703(或Q701或Q702)导通，电流由低电压电源Vcc1流经光电耦合器IC703(或IC701或IC702)的输入端，使其输出端M1、M2导通，从而使双向可控硅TRIAC3(或TRIAC1或TRIAC2)导通。当SCR_G3(或SCR_G1或SCR_G2)为低电平时，三极管Q703(或Q701或Q702)截止，没有电流流经光电耦合器IC703(或IC701或IC702)发出接通开关(0号分支)的命令；按ON1键IC1发出接通开关0号和的输入端，其输出端M1、M2截止，从而使双向可控硅TRIAC3(或TRIAC1或TRIAC2)截止。当按下遥控器的按键“ON”时，IC2解码后输出SCR_G0为高电平、SCR_G1、SCR_G2、SCR_G3为低电平，相应于第1路开关接通、其他路断开；当按下遥控器的按键“ON1”时，IC2解码后输出SCR_G0、SCR_G1为高电平、SCR_G2、SCR_G3为低电平，相应于第1、2路开关接通、第3、4路开关断开；当按下遥控器的按键“ON2”时，IC2解码后输出SCR_G0、SCR_G1、SCR_G2为高电平、SCR_G3为低电平，相应于第1、2、3路开关接通、第4路开关断开；当按下遥控器的按键“ON3”时，IC2解码后输出SCR_G0、SCR_G1、SCR_G2、SCR_G3全部为高电平，相应于四路开关全部接通；当按下遥控器的按键“OFF”时，IC2解码后输出SCR_G0、SCR_G1、SCR_G2、SCR_G3全部为低电平，相应于四路开关全部断开。当四路开关中有接通的时，如果按下按键(14)Key、IC2就输出SCR_G0、SCR_G1、SCR_G2、SCR_G3全部为低电平，相应于四路开关全部断开；当四路开关全部关断时，如果按下按键(14)Key、IC2就输出SCR_G0、SCR_G1、SCR_G2、SCR_G3全部为高电平，相应于四路开关全部接通。
图5是实施例2的遥控器部分的电路原理图，其中IC1是可调功率的遥控器集成电路。与图3比较，除了IC1和键盘不同外，其余全部相同。以下对不同的部分作详细描述在键盘部分，除完成从0到9十个数字、开(ON)、关(OFF)、和对码(ID)的输入外，还有两个用于调节功率大小的P+键和P-键，每按下P-键(或P-)一次，负载的功率就增大(或减小)一级，按住键不放可实现快速调节，从最小到最大若干级，通过调节可控硅的导通角来实现，本例的集成电路采用16级。集成电路IC1的外接引脚同图3中IC1完全相同，但内部的信号处理是不尽相同的其区别在于在原来数据串的基础上增加了调节功率的数据。
图6是实施例2的受控开关部分的电路原理图，IC2是可调功率的开关控制集成电路，OSCI和OSCO是IC2的振荡输入、输出端，外接4MHz陶瓷振荡器；VDD和GND分别是IC2的电源正极和电源负极；/RES是IC2的复位端、低电平有效；RXD是IC2的数据输入端、此端连接到接收电路(11)的数据输出端；KEY是IC2的按键输入端、外接按键(14)KEY到地；SCL和SDA是外部串行数据存储器EEPROM(13)的数据通讯端；SYNin是IC2的交流电源相位检测端，用于检测交流电源的过零点；SCR_G0是可控硅控制端，IC2根据需要的功率，相对于交流电源的过零点延迟不同的时间输出脉冲触发可控硅SCR1的控制端，就达到了控制可控硅SCR1导通角的目的。本例使用一只电阻R610和一只二极管D610构成一个交流电源过零点检测电路，简单、经济、实用。其连接关系是电阻R610的一端接到整流桥Bridge1的正端，另一端连接二极管D610的阳极并作为本电路的输出端连接到IC2的SYNin端，D610的阴极连接到电源Vdd上。当交流电源的相位角是零(即零点)时，二极管D610截止，本电路输出0V，随着交流电源相位角的增加，Bridge1的正端电位也增加，本电路的输出电位也随之增加，当增加到Vdd的电位以上时，D610导通，将输出电位钳位住不再继续升高，当交流电源的相位角超过90度时，Bridge1的正端电位开始下降，当下降到低于Vdd时，D610又截止，本电路的输出也随之下降，当交流电源相位角为180度时Bridge1的正端为0V，本电路输出0V，如此类推。这样就产生出平时为高电平，过零点时输出负脉冲的波形。本例最适合用于控制照明灯的亮度及开关。
值得说明的是，基于本实用新型所述的原理，可以有很多变型的替代方案，例如调制发射电路和接收电路可使用红外(IR)调制发射电路和接收电路，红外(IR)调制可由集成电路(IC)来完成，也可以使用无线电调频发射和接收电路；ID码的位数也可以是其他值，如4位、或5位、或7位…等；开关号的位数也可以是其他值，如3位、或4位…等；集成电路除可实现以上单开关、多组开关、调光开关控制外，还可以实现多路开关控制、定时等功能，集成电路可用单片机(MCU)实现，也可用定制集成电路(ASIC)来实现等。所有这些显而易见的变型均应视为本实用新型所公开的内容和本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种通用无线遥控开关系统，包括由遥控器和受控开关组成的物理结构硬件和协议或称协定，其中协议为规定每个最小用电单位赋予一个多位的十进制数ID码即身份码，并推荐使用6位十进制数；将每一个最小用电单位内的所有独立的开关用两位或多位十进制数进行统一的且不重复的编号，即给每一个独立的开关赋予一个编号，并推荐使用两位数；ID码和关于编号安全由用户自行随意设定；其特征是作为物理结构硬件的遥控器具有一套能输入0～9的十进制数和操作命令开、关、对码、调功率、定时的键盘输入系统(1)、连接到一个带存储器(3)的编码控制器(2)、用来输入ID码和开关编号以及操作命令、并由存储器(3)保存这些数据，LED或LCD显示器(5)连接到编码控制器(2)，用于显示操作的状态和输入的信息，RF射频调制发射电路(4)或红外线调制发射电路连接到编码控制器(2)，将经过编码控制器(2)编码处理后的数据发射到空间；作为物理结构硬件的受控开关具有一个带开关执行器件可控硅的电源电路(15)输出直流电向受控开关其他各部分供电，接收电路(11)即射频或红外线接收电路，连接到解码控制器(12)、它将调制发射电路(4)所发射的信号接收并解调、放大、整形，还原成数据的编码信号送给解码控制器(12)处理，解码控制器(12)上还连接有按键(14)和一个串行的EEPROM(13)如24COIA，按键(14)是用来完成对码和手动控制开关功能的，EEPROM(13)保存用户设定的数据和系统状态、以避免在停电时丢失数据，解码控制器(12)还具有一个或多个输出端、连接到电源电路(15)中的开关执行器件可控硅控制端上和附加的开关执行器件的控制端上，解码控制器(12)根据从接收电路(11)接收到的信号、按键(14)的状态以及EEPROM(13)保存的数据分析处理后输出适当的信号控制开关动作；在需要调功率时、解码控制器(12)还具有一个交流电源相位检测端，用于检测交流电源的过零点，再结合从接收电路(11)接收到的信号、按键(14)的状态以及EEPROM(13)保存的数据作分析处理后输出适当的信用控制开关执行器件可控硅的导通角、从而达到控制功率的目的。
2.根据权利要求1所述的通用无线遥控开关系统，其特征是所述受控开关中的电源电路(15)是在整流桥的交流输入端上连接有交流输入插座或接线柱，整流桥的负端作为电源的公共地，正端连接到可控硅SCR1的阳极，可控硅SCR1的阴极通过两只串连的二极管D601、D602到地，在两只二极管旁并联有滤波电容C605到地，可控硅SCR1的阴极作为低电压电源Vcc1；在可控硅SCR1的阴极上还连接有由电阻R603、R604，电容C606、PNP三极管Q601、NPN三极管Q602和电感L601组成的自激振荡器，该自激振荡器在可控硅SCR1导通时，Vcc1向自激振荡器供电，三极管Q602的集电极输出较高的电压，并通过整流二极管D603整流、稳压二极管ZD601稳压和滤波电容C602滤波作为控制电路的电源VDD；在整流桥的正端上还连接有限流电阻R605，R605的另一端连接稳压二极管ZD601和滤波电容C602上，当可控硅SCR1不通导时，整流桥正端上的高电压直流脉动电压通过R605限流、ZD601稳压和C602滤波作为控制电路的电源VDD。
3.根据权利要求1所述的通用无线遥控开关系统，其特征是使用单片机MCU或定制集成电路ASIC，将编码控制器(2)和存储器(3)制成遥控器集成电路，该专用集成电路具有连接键盘输入系统(1)的接口，具有驱动显示器(5)的输出接口和发射数据用的数据输出口、为调制发射电路(4)提供发射所需的信号，还可具有一个LED驱动输出口用来照明按键用；使用单片机MCU或定制集电路ASIC，将解码控制器(12)制定开关控制集成电路，该专用集成电路具有一个按键(14)的输入接口，具有接收来自接收电路(11)的数据的输入接口，具有一套与存储器EEPROM(13)作数据通用的串行接口和驱动开关执行器件可控硅的输出接口，有调功率功能的专用开关控制集成电路，还具有一个交流电源相位检测端，用于检测交流电源的过零点，该交流电源相位检测电路，由连接到可控硅SCR1阳极的电阻R610和阴极连接到电源电路(15)输出端VDD的二极管D610组成，R610的另一端和D610的阳极相连作为交流电源相位检测的输出。
专利摘要一种通用无线遥控开关系统及其专用集成电路，它是一种遥控器和开关部分均完全通用，其开关可直接取代现有市电标准开关而不用改动任何线路的无线遥控开关系统及其专用集成电路。其物理结构硬件由遥控器和受控开关两部分组成。其中遥控器包括键盘输入系统，带存储器的编码控制器、显示器和射频或红外线调制发射电路；受控开关包括带可控硅执行器件的电源电路，射频或红外线接收电路、按键、解码控制器和一个串行EEPROM存储器。遥控器的编码器和存储器制成一个专用的集成电路IC
文档编号G08C23/00GK2706965SQ200320114019
公开日2005年6月29日 申请日期2003年10月28日 优先权日2003年10月28日
发明者黄光建 申请人:黄光建