本發(fā)明涉及供熱節(jié)能遠程監(jiān)控領域，具體是一種具有雙控功能的開關型室溫控制器，用于供熱節(jié)能的智能調控及數(shù)據(jù)信息遠程傳輸。

背景技術：

冬季北方地區(qū)采用集中供熱的方式為住戶提供保證生活所需的室內溫度。近年來隨著城市居民住宅量增加，同時由供熱排放等因素所引發(fā)的大氣污染日趨嚴重，采取有效的節(jié)能減排方式成為當下供暖工作的重中之重。

目前社會上供暖方式多采用粗放式的集體供暖方法，住戶家中對室溫的需求值不能得到有效的采集與利用。同時住戶無法根據(jù)自家實際情況自動對供熱管道進行有效的關閉與開啟操作，導致居民家中無需供熱時，同樣消耗大量熱量，同時供熱公司無法根據(jù)居民現(xiàn)住房內實際溫度值來調節(jié)供暖量的多少，導致資源的極大浪費。

已有的開關型室溫控制器的安裝解決了保留熱用戶的原室內裝修不變的情況下，實現(xiàn)熱用戶對室內溫度的任意調節(jié)，解決了部分用戶隨意移動控制器造成的測溫不準。已有的開關型室溫控制器利用原電源開關內的供電線路，采用單火線取電技術，為室溫控制器提供供電電源，解決了熱用戶電池沒電時更換電池的繁瑣。但是該開關型室溫控制器雖然采用單火線取電技術，但存在熱用戶燈具開關為雙控型時，無法替換的問題，即已有的開關型室溫控制器只能替換單控型開關。已有的開關型室溫控制器存在以上問題，使該產(chǎn)品在推廣安裝時，缺乏通用性，導致一些用戶無法使用。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種具有雙控功能的開關型室溫控制器。該控制器從單火線中取電為系統(tǒng)供電，并帶有燈具開關功能，解決了內部元器件溫升的問題，實現(xiàn)了熱用戶燈具0-300w寬范圍帶載，實現(xiàn)了雙控型開關的功能，同時兼容單控型開關，能完全替換標準的燈具開關。

本發(fā)明解決所述技術問題的技術方案是，提供一種具有雙控功能的開關型室溫控制器，包括溫控主板、燈具接線端子、開關主板、mcu芯片、無線模塊、低電檢測模塊、燈具開關模塊和電量存儲模塊；所述mcu芯片、無線模塊和低電檢測模塊連接于溫控主板上；所述mcu芯片通過溫控主板分別與無線模塊和低電檢測模塊連接；所述溫控主板與開關主板連接；所述燈具開關模塊、電量存儲模塊和燈具接線端子連接于開關主板上；其特征在于該控制器還包括開態(tài)單火取電轉換模塊、關態(tài)單火取電轉換模塊、控制模塊、磁保持繼電器工作電路、全波整流電路、低壓串聯(lián)介入電路、ldo降壓電路、電壓檢測電路和雙控模式選擇電路；所述開態(tài)單火取電轉換模塊、關態(tài)單火取電轉換模塊、控制模塊、磁保持繼電器工作電路、全波整流電路、低壓串聯(lián)介入電路、ldo降壓電路、電壓檢測電路和雙控模式選擇電路均連接于開關主板上。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有益效果在于：

該控制器選用磁保持繼電器作為開關器件，當電路中存在大功率燈具時，經(jīng)過繼電器工作觸點不存在發(fā)熱現(xiàn)象，因此避免了控制器在大功率燈具照明時因發(fā)熱現(xiàn)象導致的測溫不準的問題。同時磁保持繼電器具有斷電保持功能，因此不存在自身功耗問題。

該控制器在電源變換電路部分采用全波整流電路，避免了原有開關型室溫控制器半波整流中出現(xiàn)的低功率阻容燈具的長時間充電導致的燈具常亮或閃爍現(xiàn)象。

該控制器通過磁保持繼電器實現(xiàn)雙控開關功能，具體實現(xiàn)有弱電信號和強電通斷兩種模式實現(xiàn)兩種雙控功能模式。其中弱電信號模式具有安全穩(wěn)定的特點，強電通斷具有安裝無主從的優(yōu)勢。兩種模式可以滿足現(xiàn)有雙控開關的所有安裝狀態(tài)需求。

該控制器采用單火線取電原理，克服了控制器頻繁更換電池的弊端；該控制器固定于墻體標準開關上，避免了用戶將控制器私挪的現(xiàn)象；該控制器保留了原有開關的功能特性，控制器可直接替換原有標準開關；該控制器具有無線通信能力，可以實現(xiàn)遠程控制對應閥門進行開關操作的功能；該控制器配有顯示模塊以及按鍵，可以實現(xiàn)良好的人機交互功能；該控制器裝有高精度測溫元件，可以實現(xiàn)環(huán)境溫度測量功能；該控制器配有觸控按鍵以及聲光提示功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具有雙控功能的開關型室溫控制器一種實施例的內部整體結構后視示意圖；

圖2為本發(fā)明具有雙控功能的開關型室溫控制器一種實施例的內部整體結構主視示意圖；

圖3為本發(fā)明具有雙控功能的開關型室溫控制器一種實施例的整體結構主視示意圖；

圖4為本發(fā)明具有雙控功能的開關型室溫控制器一種實施例的整體結構后視示意圖；

圖5為本發(fā)明具有雙控功能的開關型室溫控制器一種實施例的整體結構左視示意圖；

圖6為本發(fā)明具有雙控功能的開關型室溫控制器一種實施例的模塊連接示意圖；

圖7為本發(fā)明具有雙控功能的開關型室溫控制器一種實施例的單火線取電及雙控功能實現(xiàn)的原理示意圖；(圖中1、前蓋；2、后蓋；3、溫控主板；4、顯示器；5、溫控按鍵；6、燈控按鍵；7、燈具接線端子；8、天線；9、開關主板；10、溫度傳感器；11、第一透氣孔；12、安裝孔；13、第一連接器；14、第二連接器；15、第二透氣孔；101、mcu芯片；102、無線模塊；103、低電檢測模塊；104、燈具開關模塊、105、開態(tài)單火線取電轉換模塊；106、電量存儲模塊；107、關態(tài)單火線取電轉換模塊；108、控制模塊；701、單火市電輸入端口；702、單火市電輸出端口；901、磁保持繼電器工作電路；902、全波整流電路；903、低壓串聯(lián)介入電路；904、ldo降壓電路；905、電壓檢測電路；906、強電模式開關；907、弱電模式開關；908、雙控模式選擇電路；909、外接負載)

具體實施方式

下面給出本發(fā)明的具體實施例。具體實施例僅用于進一步詳細說明本發(fā)明，不限制本申請權利要求的保護范圍。

本發(fā)明提供了一種具有雙控功能的開關型室溫控制器(參見圖1-7，簡稱控制器)，包括前蓋1、后蓋2、溫控主板3、顯示器4、溫控按鍵5、燈控按鍵6、燈具接線端子7、天線8、開關主板9、溫度傳感器10、第一透氣孔11、安裝孔12、第一連接器13、第二連接器14、第二透氣孔15、mcu芯片101、無線模塊102、低電檢測模塊103、燈具開關模塊104、開態(tài)單火線取電轉換模塊105、電量存儲模塊106、關態(tài)單火線取電轉換模塊107、控制模塊108、磁保持繼電器工作電路901、全波整流電路902、低壓串聯(lián)介入電路903、ldo降壓電路904、電壓檢測電路905和雙控模式選擇電路908；

所述前蓋1和后蓋2卡扣連接，組成控制器的主體外殼；所述溫控主板3通過卡扣或螺釘固定于前蓋1內，主要負責采集溫度、顯示數(shù)據(jù)、無線數(shù)據(jù)傳輸、溫度設定；所述顯示器4、溫控按鍵5和燈控按鍵6連接于溫控主板3上，位于前蓋1的相應預留位置上；顯示器4用于顯示相關溫度等信息；燈控按鍵6為觸摸式按鍵，用戶可在現(xiàn)場進行開關燈操作；溫控按鍵5為機械按鍵，主要進行設定溫度操作以及顯示信息查詢操作；所述前蓋1上開有第一透氣孔11和第二透氣孔15，第一透氣孔11和第二透氣孔15開在前蓋1的長方體結構不同的面上，使溫度傳感器10具有更好的通風效果，測量的溫度更準確；溫度傳感器10連接在溫控主板3上，安裝位置在前蓋1對應的第一透氣孔11和第二透氣孔15處，進行環(huán)境溫度測量工作，保證控制器測量的溫度與實際室溫一致；

所述mcu芯片101、無線模塊102、低電檢測模塊103和第一連接器13連接于溫控主板3上；mcu芯片101通過溫控主板3分別與無線模塊102、低電檢測模塊103、燈控按鍵6、溫度傳感器10、溫控按鍵5和顯示器4連接；低電檢測模塊103實時檢測溫控主板3對無線模塊102的供電電壓，當檢測到的電壓低于設定值時，通過溫控主板3向mcu芯片101發(fā)出信號；mcu芯片101接收電壓低信號后，通過開關主板9向電量存儲模塊106發(fā)出指令，自動調整溫控主板3的供電電壓；同時mcu芯片101在顯示器4上顯示低電提醒標志，同時禁止無線模塊102的通信操作以節(jié)省電量，并且防止電壓低時mcu芯片101的不可靠工作；mcu芯片101實時讀取并存儲溫度傳感器10測量的溫度值，為mcu芯片101通過無線模塊102向管井內的通斷控制器提供開關閥門判斷依據(jù)；

所述天線8位于前蓋1內，天線8通過無線模塊102與溫控主板3電連接，mcu芯片101通過無線模塊102控制天線8，天線8具有接收和發(fā)射信號的功能；所述開關主板9通過螺釘固定于后蓋2內，主要負責燈具的控制、單火線取電轉換和電量存儲；所述燈具開關模塊104、開態(tài)單火取電轉換模塊105、電量存儲模塊106、關態(tài)單火取電轉換模塊107、燈具接線端子7、第二連接器14和控制模塊108連接于開關主板9上；開關主板9通過接線端子7與原來標準開關內部的燈具電線進行連接進行單火取電，同時控制燈具開關操作；所述溫控主板3通過第一連接器13、第二連接器14和燈具接線端子7與開關主板9連接；燈具開關模塊104通過第一連接器13和第二連接器14之間的連接線接收溫控主板3下發(fā)的開關燈狀態(tài)信號來進行現(xiàn)場燈控操作；所述安裝孔12安裝于后蓋2上，利用自攻螺絲通過安裝孔12將整個控制器安裝到標準開關面板預留墻體內；

開態(tài)單火取電轉換模塊105在燈具開啟狀態(tài)下(開態(tài)取電)進行電量采集工作，并將所采集的電量存儲到電量存儲模塊106中，為系統(tǒng)供電；關態(tài)單火取電轉換模塊107在燈具關閉狀態(tài)下(關態(tài)取電)進行電量采集工作，并將所采集的電量存儲到電量存儲模塊106中，為系統(tǒng)供電。

所述燈具接線端子7包括單火市電輸入端口701和單火市電輸出端口702；所述磁保持繼電器工作電路901、全波整流電路902、低壓串聯(lián)介入電路903、ldo降壓電路904、電壓檢測電路905和雙控模式選擇電路908連接于開關主板9上；所述單火市電輸入端口701分別與磁保持繼電器工作電路901和全波整流電路902連接；所述磁保持繼電器工作電路901分別與單火市電輸入端口701、單火市電輸出端口702和控制模塊108連接；所述單火市電輸出端口702分別與磁保持繼電器工作電路901和全波整流電路902連接；所述全波整流電路902分別與關態(tài)單火線取電轉換模塊107、單火市電輸出端口702和低壓串聯(lián)介入電路903連接；所述低壓串聯(lián)介入電路903分別與全波整流電路902、控制模塊108和開態(tài)單火線取電轉換模塊105連接；所述控制模塊108分別與磁保持繼電器工作電路901、低壓串聯(lián)介入電路903、電壓檢測電路905和雙控模式選擇電路908連接；所述關態(tài)單火線取電轉換模塊107分別與全波整流電路902和ldo降壓電路904連接；所述開態(tài)單火線取電轉換模塊105分別與低壓串聯(lián)介入電路903和ldo降壓電路904連接；所述電壓檢測電路905分別與電量存儲模塊106和控制模塊108連接；所述ldo降壓電路904分別與開態(tài)單火線取電轉換模塊105、電量存儲模塊106和關態(tài)單火線取電轉換模塊107連接；

所述單火市電輸入端口701用于將市電中的火線連接到控制器上進行取電；

所述單火市電輸出端口702用于將市電輸出到外接燈具等負載上，當控制器處于開燈狀態(tài)下，實現(xiàn)亮燈操作；

所述磁保持繼電器工作電路901通過自身的導通與關閉對燈具進行亮滅操作；

所述全波整流電路902用于將交流電轉換為直流電提供給關態(tài)單火線取電轉換模塊107進行取電操作；

所述低壓串聯(lián)介入電路903用于在燈具開燈狀態(tài)時，將對應電路串聯(lián)到市電回路中，由于串入電路本身壓差較小，因此不會對燈具亮滅產(chǎn)生影響，同時可將串入電路上的電壓取出為控制器供電；

所述ldo降壓電路904用于將從市電取得的直流電壓進行降壓穩(wěn)壓處理，以提供穩(wěn)定安全的直流電；

所述電壓檢測電路905用于對電量存儲模塊106上的電壓進行實時測量，當電壓低于保護值時傳輸相應信號給控制模塊108；

所述雙控模式選擇電路908可進行人為設定操作，通過相應設定可以將控制模塊設定處于弱電信號模式或強電通斷模式；

所述開關主板9上還連接有強電模式開關906和弱電模式開關907；所述弱電模式開關907與控制模塊108連接；所述強電模式開關906與單火市電輸出端口702連接；所述強電模式開關906和弱電模式開關907均為現(xiàn)場雙控操作時非本發(fā)明端的另外一路開關；

所述mcu芯片101的型號為msp系列、51系列、pic系列、avr系列或cortex系列。

本發(fā)明具有雙控功能的開關型室溫控制器的工作原理和工作流程是：整個控制器通過后蓋2固定到標準開關的固定口處，后蓋2上開有安裝孔12，后蓋2固定好后，將開關主板9與溫控主板3連接好，將前蓋1扣在后蓋2上，整個控制器固定在房間墻體上。顯示器4用于顯示室溫信息，所述溫控按鍵6為三個按鍵，用于控制器工作狀態(tài)切換、參數(shù)設置與查詢。所述燈控按鍵5為三個觸控按鍵，用于對燈具的控制。

通過溫控按鍵6設置用戶舒適的溫度設定值，溫度傳感器10采集室內溫度，將溫度信號轉換為電信號后傳送給mcu芯片101。mcu芯片101將電信號量的溫度值轉換為數(shù)字量信息，通過顯示器4顯示給用戶；之后mcu芯片101通過無線模塊102控制天線8，天線8與用戶單元樓中的管井內對應的通斷控制器通信實現(xiàn)信息傳送(通斷控制器與本控制器一對一雙向無線通信)，根據(jù)當前室溫和設置室溫的關系，從而控制通斷控制器閥門的開啟與關閉操作，以達到調節(jié)室內溫度的目的；同時無線模塊102還能收集通斷控制器閥門的啟閉狀態(tài)信息，通過mcu芯片101在顯示器4上顯示。

單火市電輸入端口701將市電電源線連接到控制器上，并通過控制器上的單火市電輸出端口702將市電進行輸出。通過對電路中的磁保持繼電器工作電路901進行吸合和斷開操作，實現(xiàn)單火市電輸出端口702的市電輸出。

控制器關態(tài)取電時，控制模塊108將磁保持繼電器工作電路901設置于斷開狀態(tài)，單火市電輸出端口702無法直接輸出大電流以供燈具點亮，此時全波整流電路902串于市電回路中將單火市電輸入端口701和單火市電輸出端口702進行連接。全波整流電路902將交流電轉換為直流電提供給關態(tài)單火線取電轉換模塊107進行取電操作，關態(tài)單火線取電轉換模塊107將取得的電量通過ldo降壓電路904存儲到電量存儲模塊106中。因為關態(tài)單火線取電轉換模塊107進行取電時，線路中僅存在微弱的電流，不足以將所帶燈具點亮，因此完成整個關態(tài)取電操作。

控制器開態(tài)未取電時，控制模塊108將磁保持繼電器工作電路901處于吸合狀態(tài)，此時全波整流電路902不能取得電量因此控制器不存在取電操作。燈具點亮時電壓檢測電路905時刻對電量存儲模塊106進行電壓檢測操作。當檢測到電量存儲模塊106上的電壓低過保護值后，電壓檢測電路905將相應信號反饋給控制模塊108?？刂颇K108在接收到電量低過保護值的信號后，將低壓串聯(lián)介入電路903打開，同時將磁保持繼電器工作電路901進行斷開操作。當磁保持繼電器工作電路901斷開后全波整流電路902和低壓串聯(lián)介入電路903同時連接到市電回路中，由于低壓串聯(lián)介入電路903自身壓降相對220v市電很小，因此此時燈具不會出現(xiàn)變暗或熄滅的現(xiàn)象。低壓串聯(lián)介入電路903通過串入市電回路中將自身產(chǎn)生的電差傳送到開態(tài)單火線取電轉換模塊105中，開態(tài)單火線取電轉換模塊105將取得的電能經(jīng)ldo降壓電路904存儲到電量存儲模塊106中以實現(xiàn)開態(tài)取電操作。當電量存儲模塊106上的電壓上升到保護值后電壓檢測電路905將相應信號傳送到控制模塊108中，控制模塊108在接收到響應信號后將磁保持繼電器工作電路901吸合同時將低壓串聯(lián)介入電路903關閉，使單火市電輸出端口恢復市電輸出狀態(tài)。

控制器具有弱電信號和強電通斷兩種模式，通過雙控模式選擇電路908進行模式選擇。雙控模式選擇電路908可經(jīng)人為手動設定相應控制模式，并將設定后的狀態(tài)信息傳輸給控制模塊108?？刂颇K108根據(jù)所接收到的信息進行相應控制方式的切換。

在弱電信號模式狀態(tài)下時，現(xiàn)場另一路開關為弱電模式開關907，強電模式開關906不存在，單火市電輸出端口702直接與燈具等外接負載909相連?？刂颇K可以實時接收到溫控主板3傳來的燈控按鍵6的狀態(tài)信息，同時也可以實時檢測到弱電模式開關907是否發(fā)生開關操作。然后主控模塊108根據(jù)兩個信息的邏輯判斷后，最終確定磁保持繼電器工作電路901的吸合或斷開狀態(tài)以實現(xiàn)燈控操作。

在強電通斷模式狀態(tài)下，系統(tǒng)另一路開關為強電模式開關906，弱電模式開關907不存在。單火市電輸出端口702與強電模式開關906相連，單火市電輸出端口702與外接負載909為斷開狀態(tài)?，F(xiàn)場安裝時也可以將強電模式開關906先連接市電火線，再連接到該控制器的單火市電輸出端口702，再經(jīng)單火市電輸入端口701接到外接負載909上。

在強電通斷模式狀態(tài)時磁保持繼電器工作電路901部分由兩個磁保持繼電器進行燈控，當強電模式開關906沒有動作時，控制模塊108通過溫控主板3所傳來的燈控按鍵6信息對磁保持繼電器工作電路901進行相應操作。開始時控制模塊108將磁保持繼電器工作電路901中的一個磁保持繼電器進行吸合另一路斷開。若后續(xù)接收到的燈控狀態(tài)發(fā)生了變化，則此時控制模塊108將原先吸合的磁保持繼電器斷開同時將原先斷開的磁保持繼電器進行吸合，因此實現(xiàn)燈具的開關狀態(tài)切換。當強電模式開關906進行相應操作且燈控按鍵6未進行開關動作時單火市電輸出端口702為兩路輸出，其中一路磁保持繼電器為吸合狀態(tài)另外一路為斷開狀態(tài)，且此兩狀態(tài)不會發(fā)生變化。此時僅通過強電模式開關906的動作狀態(tài)以實現(xiàn)燈具的開關狀態(tài)切換，從而實現(xiàn)雙控操作。

本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。