[实用新型]无线调光开关控制器

说明书

技术领域

本实用新型是一种单片机应用结合RF通讯、电容式触摸按键、交流电过零检测和控制可控硅的斩波法调光等内容的控制器。控制器采用51内核集成了RF射频接收发送模块采用直接的AC~DC方式的开关电源，通过面板的触摸按键操作达到稳定的调光效果和良好的用户体验；通过RF射频通讯和主机、中继器或者其他设计好的符合RF通讯协议的终端进行可靠通讯。本控制器面向家居控制同时也可以应用于一般的工业控制，和网关平台结合实现远程控制和物联网控制。 

背景技术

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。在这样一个物联网主导的世界里，随着人们生活质量的提高，灯具已不单纯是室内的基本照明工具，也是建筑装饰的一种实用艺术品，当家里有各式各样的灯具之后，将它们精心地搭配在一起，达到最适合的气氛效果是高品质生活的需要。传统的家居开关，如拉线开关、按钮开关、翘板开关等，都是采用机械部件来控制电器设备电源线的通断，不能遥控只能手控；逐个控制所有的灯具，这样不仅麻烦而且效率低下，且安装维护成本大，也不符合现代舒适生活的标准。 

新兴的无线射频开关利用高科技技术手段，使用触摸感应技术，无需机械部件的控制，方便无污染；以及无线射频（RF）技术，可实现遥控，而不需人亲自触摸开关控制，可以实现联动控制；并以人性化的灯光指示开启和关闭状态，实时显示当前开关的状态。本产品就是实现物联网上面一个终端的功能，它包含了纳入“物联网”的所有条件，可以本地独立的控制的同时也可以注册到物联网和网关上，以传统的电信和移动通讯才载体，通过网络在各种控制终端中完成对终端的控制和监控。  

发明内容

本实用新型无线调光开关控制器是对灯光(白炽灯)的远程亮度控制，针对以往传统的灯光控制器，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种利用RF射频收发模块、电容触摸感应芯片，高性能处理器、增强型内核微处理器、AC-DC电源、调光控制模块和单片机应用技术来设计的控制器。本设计使用集成RF射频和标准51单片机内核的CC1110作为主控使RF通讯更加可靠价格更加低廉。电容式触摸按键采用WTC6104BSI触摸按键芯片实现对外壳的穿透触摸。AC-DC电源采用TEA1520TAC-DC电源芯片直接产生12V的电源以供给单片机及其外围器件使用。    

本实用新型还包括以下技术方案：

控制器表面外观分为上、下部分，上部分为设备工作指示，下部分为触摸感应式按键。

由于控制器空间有限，传统的变压器降压然后整流滤波的AC-DC方式不单空间不允许而且效率很低不符合绿色环保的要求。本设计的电源模块采用TEA1520T芯片构造高效AC-DC电源模块，更重要的TEA1520T芯片需求的外围器件很少，为设计节省了大量空间。 

使用可控硅的斩波法对灯光进行控制，调光信号采用MP6S将市电整流管整流后通过光耦EL817隔离输入到单片机IO，由于EL817的导通电压要求很低，因此过零检测电路的实时性得到了保证。单片机里面对调光开关用16位定时器处理，调光等级理论上高达256级，全导通和完全关闭的时候都不进行PWM，防止PWM时间过短造成PWM误差时间过大的现象。 

使用单片集成RF射频通信模块的低电压低功耗高性能处理器CC1110，内部集成一个RF收发器CC1100和一个增强型8051内核微处理器，内含32KB可系统编程的Flash空间，4KB的RAM内存。CC1110带有DMA直接内存存取、3个定时器、21个GPIO引脚、debug调试接口、功耗管理控制器等外设单元。GPIO连接至按键，当按键被按下，GPIO连接到地；通过GPIO检测按键，控制无线RF模块发送控制命令。防止掉电丢失数据，使用一个EEPROM（CAT24C32）保存参数数据。CAT24C32内含32Kbit数据空间，支持100KHz、400KHz的I2C协议，EEPROM每页32Bytes，共128页。按键的注册设备信息、场景信息等关键内容通过GPIO模拟I2C总线时序保存在EEPROM中。 

RF精确匹配天线，为了达到良好的天线效果，采用漆包线绕成天线，使用频谱分析仪确定最佳的天线长度以到达最好的发送功率和接收增益。