一种智能开关控制系统的制作方法

1.本实用新型属于技术领域，具体涉及一种智能开关控制系统。

背景技术：

2.随着照明设备在工业领域中的推广与普及，如何更加方便的，低能耗的控制照明设备系统变成了所有智能照明设备系统面临的核心问题。既要满足客户，方便的使用开关控制1盏或多盏照明设备，又要照顾在工业场景中，客户双手正处在占用状态，不方便用手来控制照明设备的问题。以及如何更好的获取虽然照明设备继承了光照传感器，但是该传感器无法采集光照面上的实际的照度，导正不能更精准的控制照明设备到合适的亮度。

技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能开关控制系统，针对工业场景，对照明设备的控制进行延展，实现对照明设备的精确控制。
4.本实用新型采用以下技术方案：
5.一种智能开关控制系统，包括能够获取环境信息的智能开关，智能开关通过物联网接入设备分别与照明设备和云服务器连接；智能开关利用物联网发送控制命令，物联网接入设备根据接收的控制命令对照明设备进行控制，并将照明设备的状态信息转发给云服务器；云服务器发送控制命令，物联网接入设备根据接收的控制命令对照明设备进行控制。
6.具体的，智能开关内设置有第一控制模块，第一控制模块经第一通讯模块与物联网接入设备连接，第一控制模块和第一通讯模块分别连接第一存储模块。
7.具体的，智能开关内部设置有温湿度传感器、气体传感器、光感传感器、人感传感器和摄像头；温湿度传感器用于采集当前环境的温湿度信息；气体传感器用于采集当前环境的气体信息，光感传感器用于采集智能开关附近的光照信息，人感传感器用于检测人体与智能开关的位置信息，摄像头用于采集当前环境的视频信息，温湿度信息、气体信息、光照信息、人体位置信息和视频信息经物联网接入设备发送至云服务器。
8.具体的，智能开关内设置有声音控制模块，用于实现声音控制。
9.具体的，智能开关上设置有显示屏。
10.具体的，物联网接入设备搭建在至少一个照明设备上。
11.具体的，物联网接入设备内设置有第二控制模块，第二控制模块经第二通讯模块分别与智能开关和云服务器连接，第二控制模块和第二通讯模块分别连接第二存储模块。
12.具体的，照明设备上设置有设备网关模块，设备网关模块用于物联网接入设备与云服务器之间的通信。
13.具体的，一个智能开关能够控制多个照明设备，或多个智能开关交叉覆盖控制多个照明设备。
14.具体的，智能开关控制系统还包括终端设备，终端设备与云服务器连接，用于对智能开关与照明设备进行控制，并显示云服务器中存储的数据信息。
15.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
16.本实用新型一种智能开关控制系统，基于物联网技术，通过智能开关获取开关所在环境的信息，并且传送到云端服务器，辅助云端服务器跟据相应信息，精确控制照明设备系统，节省能耗，更加高效的监控周围的环境。
17.进一步的，采取模块化设计，充分考虑系统的高扩展性，当系统需要支持不同的通讯技术的时候，不需要调整整个系统，只需要扩展第一通信模块到支持其他通讯协议，第一控制模块负责收集数据信息和执行相应的控制命令；通过控制模块提供足够的算力和资源完成对采集数据的处理，如果没有第一存储模块，系统在手到数据后必须马上处理，导致当数据传输的速度很快，存在数据无法及时收到的问题，从而导致数据无法处理的问题；增加第一存储后，将收到的数据进行存储，控制模块能够及时接收后续数据，避免数据无法接收的问题。
18.进一步的，将温湿度传感器、气体传感器、光感传感器、人感传感器和摄像头安装在智能开关处，安装位置在1～2米高度，能够更好的获取所处环境的数据情况，更加精准的控制照明设备，通过人感传感器的集成，在开关使用不频繁的情况下，一直保持wifi通信，能够减少系统耗电。
19.进一步的，声音控制模块可以完成客户在不碰触开关的模式下完成对于开关的控制操作。解决在工业场景下，工人有时不方便用手精确控制开关，如手套宽大，容易碰触，或者持有其他物品无法用手直接控制开关，或者限于开关的位置特殊，需要对照明设备进行控制的场景。
20.进一步的，智能开关上设置有显示屏可以更好的帮助开关使用者了解当前系统的环境信息，通过显示相应的控制信息，方便了解当前的光照，人感传感器的状态，并做出相应的调整，同时跟据客户的行为给与相应的反馈。
21.进一步的，在照明设备上搭建物联网接入设备，解决物联网接入设备受取电位置限制，安装时无法保证最佳的信号情况，搭载在照明设备上，不受安装位置影响。
22.进一步的，采取模块化设计第二控制模块，第二通讯模块和第二存储模块，充分考虑系统的高扩展性，当系统需要支持不同的通讯技术的时候，不需要调整整个系统，只需要扩展第二通信模块到支持其他通讯协议，第二控制模块负责收集数据信息和执行相应的控制命令，通过控制模块能够提供足够的算力和资源完成对采集到的数据的处理，对于第二存储模块，系统在手到数据后必须马上处理，这样会导致，当数据传输的速度很快，有些数据无法及时收到，从而导致数据无法处理的问题；通过增加第二存储将收到的数据进行存储，控制模块能够及时接收后续数据，避免数据无法接收的问题。
23.进一步的，设备网关模块负责支持不同通讯方式的物联网接入设备接连接到云服务器；设备网关模块搭载利用照明设备本身与工作密切相关的特性保证了系统本身覆盖的全面性，方便物联网接入设备的迅速接入，并且由于本身的位置处于相对的高处可以最大程度的减少遮挡对通讯造成的影响。
24.进一步的，每一个照明设备与智能开关都具有唯一的标识，照明设备与智能开关跟据系统的策略上报信息，上报信息时将对应的编号加入上报信息中，且每一个照明设备本身在系统中获得一个唯一的地址，云服务器能够跟据唯一地址完成与照明设备的交互控制过程。同时智能开关本身根据相应的编号与地址，在云服务器接收到照明设备与智能开
关上报的信息后，将相应的信息展示给使用者；允许使用者通过系统设置智能开关与照明设备之间的控制关系，并将对应关系存储；当智能开关被触碰时，智能开关上报相应的控制命令给云服务器，云服务器跟据存储的控制关系，发送相应的命令给照明设备，完成照明设备与智能开关之间多对一和多对多的关系。
25.进一步的，终端设备时作为智能开关的补充，如移动设备，通过移动设备如手机接入到物联网接入设备，同时访问云服务器，并且通过终端设备发送命令和信息给云服务器，由云服务器跟据发送的命令与信息的内容，发送给相应的照明设备，客服移动过程中，通过智能开关无法对照明设备实施控制的问题。
26.综上所述，本实用新型的控制系统对智能照明设备的控制进行了充分的延展，针对工业场景中，由于控制系统距离通常与照明设备所在位置较远，对照明设备的控制需求有时无法及时相应的问题，通过分布广泛的智能开关，方便工作人员就近完成对照明设备的控制。同时利用语音技术解决了工作人员，当手中持有其他物品，或者不方便用手控制照明设备的问题，同时融合温度，湿度，光照对传感器，获取更加精确的环境数据，跟据环境情况完成对照明设备的精确控制。
27.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
28.图1为本实用新型系统示意图；
29.图2为本实用新型智能开关模块示意图；
30.图3为本实用新型物联网接入设备模块示意图。
31.其中：1.智能开关；2.物联网接入设备；3.云服务器；4.照明设备；5.第一控制模块；6.第一通讯模块；7.第一存储模块；8.第二控制模块；9.第二通讯模块；10.第二存储模块。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
36.还应当理解，在本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
37.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
38.在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
39.请参阅图1，本实用新型一种智能开关控制系统，包括智能开关1、物联网接入设备2和云服务器3，物联网接入设备2搭建在照明设备4上，智能开关1利用物联网与物联网接入设备2连接，物联网接入设备2根据接收到的信息发送控制命令给照明设备4，物联网接入设备2将照明设备4的运行数据以及智能开关1的数据存储后上传至云服务器3，或直接上传至云服务器3。
40.请参阅图2，智能开关1内部设置有第一控制模块5，第一通讯模块6和第一存储模块7。
41.第一控制模块5，用于发送对应的控制命令，如显示调光状态，开关，人感，光感等功能。
42.第一通讯模块6，将第一控制模块5的控制命令发送至物联网接入设备2，或者将物联网接入设备2的控制命令发送至第一控制模块5，实现照明设备4的关灭，调光，人感，光感控制。
43.第一存储模块7，存储相应的控制命令以及显示数据信息。
44.智能开关1包括带屏幕智能开关和不带屏幕智能开关两种，不带屏幕的智能开关1用于控制照明设备4的亮灭，控制调光，人体感应等参数，调光信息在云服务器上设定好，带屏幕的智能开关1能够完成对照明设备4的调光，人体感应，光线感应状态，以及开关等状态的显示。
45.智能开关1还集成温湿度传感器、气体传感器、光感传感器、人感传感器和摄像头。
46.温湿度传感器用于采集当前环境的温湿度信息，气体传感器用于采集当前环境的气体信息，光感传感器用于采集智能开关1附近的光照信息，人感传感器用于检测人体与智能开关1的位置信息，摄像头用于采集当前环境的视频信息，温湿度信息、气体信息和视频
信息通过第一通讯模块6经物联网接入设备2发送至云服务器3，并由云服务器3统一对温度数据进行显示，并将相应的信息同步给智能开关1，并跟据设定的策略执行后续的操作。如发送命令给智能灯具控制灯具状态。或者，智能开关自身跟据温度，湿度，光感传感器，等传感器的信息，发送相应的控制命令给云服务器，完成对于相关灯具的控制。
47.当温度异常快速升高后，云服务器3发送指令控制摄像头打开采集当前环境的视频数据，并通过智能开关1将视频数据实时传递给云服务器3。
48.光感传感器周期性或跟据系统设定策略，采集周围的光照信息，并将采集的信息通过智能开关的通信模块发送到云服务器。云服务器收到信息后，跟据光照信息的情况，动态的发送相关命令给照明设备，动态的调整相关的照明设备的亮度情况。
49.人感传感器用于当人员接近智能开关的时候，及时唤醒沉睡状态的智能开关，支持智能开关在电池供电情况下，或者其他供电模式下的节能；当控制器通过人感传感器在设定时间内没有侦测到人员信息的时候，控制器控制通信模块进入休眠，直到下一次侦测到有人员靠近到系统设定的距离，控制器唤醒通信模块等待用户输入控制命令；当智能开关上带有显示屏幕的时候，控制器通过人感传感器在设定时间内没有侦测到人员信息，控制器控制显示屏幕进入休眠状态，直到下一次侦测到有人员靠近到系统设定的距离控制器会唤醒通信模块等待用户输入控制命令，能够减少屏幕在人员靠近状态下长亮对能源的浪费问题。
50.智能开关1还集成有声音控制模块，可以完成客户在不碰触开关的模式下完成对于开关的控制操作，解决在工业场景下，工人有时不方便用手精确控制开关，如手套宽大，容易碰触，或者持有其他物品无法用手直接控制开关，或者限于开关的位置特殊，需要远程控制照明设备。
51.请参阅图3，物联网接入设备2内设置有第二控制模块8，第二通讯模块9和第二存储模块10。
52.第二控制模块8用于，负责对从通讯模块上获得的数据进行计算，并决定是否进行透传还是需要见数据先存储与第二存储模块；
53.第二通讯模块9用于和智能开关1内的第一通讯模块6进行通信，以及和云服务器3进行通信。
54.第二存储模块10用于存储智能开关1发送的数据，如控制命令，数据信息等；
55.物联网接入设备2上允许客户通过有线或者无线方式接入物联网接入设备2，设置智能开关1与照明设备4之间的控制关系，智能开关1与照明设备4的数量比为1：n、1：1或n:m，n是照明设备的数量；或者客户可以下发相应的命令给智能开关。
56.使用者能够通过云服务器3对照明设备4之间进行控制关系的设定，以及下发和接收智能开关1上报的数据信息。
57.照明设备4上还设置有设备网关模块，设备网关模块用于云服务器3与物联网接入设备2之间的通信，云服务器3可以无线或有线的方式与物联网接入设备2进行通讯，设备网关模块支持多种无线通信协议，如wifi、蓝牙、zigbee、lora等，设备网关模块搭建在照明设备4上。
58.设备网关模块以无线/有线的方式与云服务器3进行通讯。
59.在本实用新型公开的一个实施例中，智能开关控制系统还包括：终端设备，终端设
备与云服务器3连接，终端设备用于显示云服务器3中存储的数据信息，完成对智能开关1与照明设备4之间的关系管理。在本公开实施例中，终端设备包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、pc等。
60.本实用新型智能开关控制系统的拓扑网络包括两层网络：设备接入网络层和通讯主干网络层。
61.设备接入网络层用于接入各种接入设备，设备接入网络层由若干小型无线局域网组成，采用wifi、蓝牙、zigbee、lora等无线通信技术；
62.通讯主干网络层用于联结设备接入网络层的各个独立的小型无线局域网，最终实现所有设备的互联互通；通讯主干网络层的数据通过网关设备以无线(wifi、lte等)或有线(以太网、光纤等)的方式将数据发送至云服务器3，通过云服务器3，用户通过终端设备，采用远程方式实现对智能开关1和照明设备4之间的管理。
63.本实用新型一种智能开关控制系统的工作原理如下：
64.智能开关1上电后连接物联网接入设备2，并将储存的信息发送给物联网接入设备2，物联网接入设备2将智能开关1的信息经过处理后转发给云服务器3(本地云，私有云，混合云)；
65.客户通过终端设备，采用有线或者无线方式访问云服务器3，在云服务器3上对智能开关1与照明设备4之间的关系进行管理；
66.一个智能开关1能够控制多个照明设备4，多个智能开关1交叉覆盖控制多个照明设备4，智能开关1与照明设备4之间的关系为m：n，m是智能开关1的数量，n是照明设备的数量。
67.系统允许使用者设定每一个智能开关与照明设备之间的控制关系，并将控制关系存储，如智能开关1，可以控制的灯具为照明设备2、3、4三盏灯；智能开关2可以控制的照明设备3、4、5；当智能开关2被触发时，智能开关2发送相应的控制命令给云服务器，再查询被存储起来的灯照明设备与智能开关的控制关系后，给3，4，5三盏照明设备发送相应的控制命令。
68.智能开关上的按键1被定义成与照明设备7，8，9和10关联；按键2被定义成与照明设备11，12，13关联；当触碰智能开关的按键1时，把相应的控制命令，包含相应的按键编号一起发送给云服务器，云服务器跟据系统定义的映射关系和命令，发送控制命令给相应的灯具。
69.客户触碰智能开关1，完成开关灯，设置调光信息，人感或光感状态信息设置，智能开关1通过第一通讯模块6将客户的设置信息发送给物联网接入设备2，在物联网接入设备2上对智能开关1与照明设备4之间的关系进行管理；
70.客户触碰智能开关1，完成开关灯，设置调光信息，人感或光感状态信息设置，智能开关1通过第一通讯模块6将客户的设置信息发送给物联网接入设备2，物联网接入设备2将智能开关1发送的控制命令发送给云服务器3，云服务器3在收到物联网接入设备2转发的控制命令后，将相应的控制命令发送给物联网接入设备2，在物联网接入设备2上对智能开关1与照明设备4之间的关系进行管理，完成对照明设备的控制。
71.综上所述，本实用新型一种智能开关控制系统，对照明设备的控制进行了充分的延展，针对工业场景中，照明设备使用时，由于控制系统距离通常与照明设备所在位置较
远，对照明设备的控制需求有时无法及时相应的问题，通过分布广泛的智能开关，方便工作人员就近完成对照明设备的控制，同时利用语音技术解决工作人员在手中持有其他物品，或者不方便用手控制灯具的问题；通过融合温度，湿度，光照传感器，让系统获取更加精确的环境数据，并跟据环境情况完成对照明设备的精确控制。
72.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

技术特征：

1.一种智能开关控制系统，其特征在于，包括能够获取环境信息的智能开关(1)，智能开关(1)通过物联网接入设备(2)分别与照明设备(4)和云服务器(3)连接，智能开关(1)内部设置有温湿度传感器、气体传感器、光感传感器、人感传感器和摄像头；温湿度传感器用于采集当前环境的温湿度信息；气体传感器用于采集当前环境的气体信息，光感传感器用于采集智能开关(1)附近的光照信息，人感传感器用于检测人体与智能开关(1)的位置信息，摄像头用于采集当前环境的视频信息，温湿度传感器、气体传感器、光感传感器、人感传感器和摄像头分别经物联网接入设备(2)与云服务器(3)连接；智能开关(1)内设置有第一控制模块(5)，第一控制模块(5)经第一通讯模块(6)与物联网接入设备(2)连接，第一控制模块(5)和第一通讯模块(6)分别连接第一存储模块(7)，物联网接入设备(2)内设置有第二控制模块(8)，第二控制模块(8)经第二通讯模块(9)分别与智能开关(1)和云服务器(3)连接，第二控制模块(8)和第二通讯模块(9)分别连接第二存储模块(10)，物联网接入设备(2)能够将照明设备(4)的状态信息转发给云服务器(3)；云服务器(3)经物联网接入设备(2)与照明设备(4)连接，照明设备(4)上设置有设备网关模块，设备网关模块用于物联网接入设备(2)与云服务器(3)之间的通信，物联网接入设备(2)搭建在至少一个照明设备(4)上，智能开关(1)内设置有声音控制模块，用于实现声音控制。2.根据权利要求1所述的智能开关控制系统，其特征在于，智能开关(1)上设置有显示屏。3.根据权利要求1所述的智能开关控制系统，其特征在于，一个智能开关(1)能够控制多个照明设备(4)，或多个智能开关(1)交叉覆盖控制多个照明设备(4)。4.根据权利要求1所述的智能开关控制系统，其特征在于，智能开关控制系统还包括终端设备，终端设备与云服务器(3)连接，用于对智能开关(1)与照明设备(4)进行控制，并显示云服务器(3)中存储的数据信息。

技术总结

本实用新型公开了一种智能开关控制系统，智能开关通过物联网接入设备分别与照明设备和云服务器连接；智能开关利用物联网发送控制命令，物联网接入设备根据接收的控制命令对照明设备进行控制，并将照明设备的状态信息转发给云服务器；云服务器发送控制命令，物联网接入设备根据接收的控制命令对照明设备进行控制。本实用新型能够精确控制照明设备，有效节省能耗，更加高效的实现照明设备周围环境的监测。测。测。