本实用新型涉及智能家居技术领域，具体涉及一种zigbee智能开关。
背景技术：
随着家装行业和家电智能化技术的迅速发展，人们对于家电开关产品的需求越来越高。目前市场上的智能开关所使用的技术无外乎有线和无线。若采用有线技术，开关的布线复杂，可拓展性较差，造价高，工期长，只适合于新房装修前的施工，且不适于现代家装对于美观的需求。若采用无线通讯技术，现在主要有蓝牙、wifi、电力载波技术，各种技术均有优势和劣势，分别如下：
1、蓝牙技术是一种跳频技术，只能点对点或者点对多点的传输方式，传输速率1mbps，频率为2.4ghz。传输范围为半径10米，适用于近距离传输；
2、wifi技术是一种无线电波传输方式，频率为2.4ghz，功耗高、组网能力差、安全性能低，适用于智能单品控制；
3、射频技术在现今已经很成熟，成本低廉，穿透性好，但是抗干扰差，安全性差，且目前绝大部分应用智能单向通讯，适用于点对点控制；
目前市场没有一种使用zigbee技术来实现信号传输及其开关信号的布局，zigbee技术的组网性能好，可靠性高、成本低，属于国际业界最先进的主流技术，这样给智能开关的控制带来了诸多使用上的问题。针对上述缺陷，本实用新型作出了改进。
技术实现要素：
为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种zigbee智能开关，主控模块采用zigbee无线收发芯片，既能采集来自触摸开关的控制信号，也能采集来自智能终端设备的控制信号，这样就使负载既能受触摸开关控制，也能通过智能终端设备进行控制，并且在短按触摸开关时可以打开相应负载的开关，在长按触摸开关时则可以打开场景开关，这样就可以更好地方便使用者。
本实用新型所采用的技术方案是：一种zigbee智能开关，包括有电源模块电路、主控模块、触摸模块和控制执行电路，所述电源模块电路为主控模块和触摸模块供电，所述主控模块采用zigbee无线收发芯片，zigbee无线收发芯片集成有zigbee模块，主控模块具有多个输入引脚和输出引脚，主控模块的zigbee模块能接收智能终端设备的控制信号，所述触摸模块包括有触摸开关和触摸芯片，触摸开关电连接触摸芯片的输入端，触摸芯片的输出端电连接主控模块的输入引脚，所述控制执行电路包括开关控制电路和继电器，所述主控模块的输出引脚电连接所述开关控制电路，开关控制电路电连接所述继电器，继电器用于通断负载。
在上述技术方案中，所述电源模块电路能输出稳定的直流电压为主控模块和触摸模块供电，触摸开关有触摸时，触摸信号输入触摸芯片的输入端，触摸芯片的输出端输出低电平，触摸开关没有触摸时，触摸芯片的输出端输出高电平，触摸芯片输出端输出的电平信号会通过主控模块的输入引脚输入主控模块，主控模块的zigbee模块也能接收来自智能终端设备的控制信号，主控模块的zigbee无线收发芯片内烧录有控制程序，控制程序对来自触摸芯片的电平信号或来自智能终端设备的控制信号进行识别处理，当控制信号为关闭时，主控模块的输出引脚会输出低电平，当控制信号为打开时，主控模块的输出引脚会输出高电平，主控模块的输出引脚输出的电平信号传输给开关控制电路后可以控制继电器的通断，从而实现对负载的开关控制，由于负载的开关既可以通过触摸开关进行控制，也可以通过智能终端设备进行控制，就进一步方便了人们的实际使用。
优选的，所述触摸芯片采用ht8053tx芯片。
优选的，所述zigbee无线收发芯片采用jn5169芯片。
为了方便开关控制电路对继电器进行控制，所述开关控制电路采用三极管开关电路。
优选的，所述电源模块电路包括ac/dc转换电路和dc/dc稳压电路，所述ac/dc转换电路电连接dc/dc稳压电路，所述dc/dc稳压电路采用两个不同的稳压芯片分别为所述主控模块和触摸模块供电。
优选的，所述主控模块外接有手动复位电路和状态指示灯，所述控制执行电路还包括有指示灯电路，指示灯电路采用贴片led。
优选的，所述智能终端设备通过无线网络与云服务器连接，云服务器通过无线路由器与网关连接，所述网关与所述主控模块的zigbee模块通信连接。
采用本实用新型的zigbee智能开关可以实现场景开关，具体的实现方法是长按所述触摸开关使所述触摸芯片输出长低电平，所述主控模块检测到长低电平后通过所述zigbee模块发送场景开关的控制信号。
作为优选的一种技术方案，所述zigbee模块发送的场景开关控制信号传送到网关，网关识别处理后进行广播把场景开关控制信号发送给同一网关下的其他主控模块，其他主控模块的zigbee模块收到控制信号并经主控模块识别处理后能控制通断该主控模块对应的负载。
作为优选的另一种技术方案，所述zigbee模块发送的场景开关控制信号传送到网关，网关接收后经无线路由器将场景开关控制信号上传到云服务器，云服务器识别处理后下发给不同网关指令进行广播，各个主控模块接收来自相应网关发出的场景开关控制信号并经主控模块识别处理后能控制通断该主控模块对应的负载。
综上所述，本实用新型有益效果为：
1.zigbee智能开关采用主控模块，既能采集来自触摸开关的控制信号，也能采集来自智能终端设备的控制信号，这样就使负载既能受触摸开关控制，也能通过智能终端设备进行控制，可以更好地方便使用者；
2.触摸芯片采用ht8053tx芯片，能较好地采集来自触摸开关的控制信号，主控模块集成有jn5169芯片，便于烧录控制程序对来自触摸开关或智能终端设备的控制信号进行处理；
3.dc/dc稳压电路采用ht7533-1输出稳定的直流3.3v电压为主控模块供电，采用ams1117输出稳定的直流电压为触摸芯片供电，dc/dc稳压电路采用两个不同的稳压芯片分别为主控模块和触摸模块供电，相互独立，可以使主控模块和触摸模块更稳定地工作；
4.智能终端设备通过无线网络与云服务器连接，云服务器通过无线路由器与网关连接，网关与主控模块通信连接，这样主控模块就能方便地接收智能终端设备的控制信号；
5.采用本实用新型的zigbee智能开关可以实现场景开关，在短按触摸开关时可以打开相应负载的开关，在长按触摸开关时则可以打开场景开关，这样就能更好地满足人们的实际使用需求。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施的模块结构示意图；
图2为本实用新型实施的另一模块结构示意图；
图3为本实用新型的部分电路结构模块示意图；
图4为图3的整体电路结构示意图;
图5为本实用新型主控模块内程序控制的一种框图示意图；
图6为本实用新型组网实现场景开关功能的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的图1至图6，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。
如图1至图6所示，本实施例公开的一种zigbee智能开关，包括有电源模块电路、主控模块、触摸模块和控制执行电路，所述电源模块电路为主控模块和触摸模块供电，所述主控模块采用zigbee无线收发芯片，zigbee无线收发芯片集成有zigbee模块，主控模块具有多个输入引脚和输出引脚，主控模块的zigbee模块能接收智能终端设备的控制信号，所述触摸模块包括有触摸开关和触摸芯片，触摸开关电连接触摸芯片的输入端，触摸芯片的输出端电连接主控模块的输入引脚，所述控制执行电路包括开关控制电路和继电器，所述主控模块的输出引脚电连接所述开关控制电路，开关控制电路电连接所述继电器，继电器用于通断负载。
在上述技术方案中，所述电源模块电路能输出稳定的直流电压为主控模块和触摸模块供电，触摸开关有触摸时，触摸信号输入触摸芯片的输入端，触摸芯片的输出端输出低电平，触摸开关没有触摸时，触摸芯片的输出端输出高电平，触摸芯片输出端输出的电平信号会通过主控模块的输入引脚输入主控模块，主控模块的zigbee模块也能接收来自智能终端设备的控制信号，主控模块的zigbee无线收发芯片内烧录有控制程序，控制程序对来自触摸芯片的电平信号或来自智能终端设备的控制信号进行识别处理，当控制信号为关闭时，主控模块的输出引脚会输出低电平，当控制信号为打开时，主控模块的输出引脚会输出高电平，主控模块的输出引脚输出的电平信号传输给开关控制电路后可以控制继电器的通断，从而实现对负载的开关控制，由于负载的开关既可以通过触摸开关进行控制，也可以通过智能终端设备进行控制，就进一步方便了人们的实际使用。在本实施例中，触摸开关为三开面板，三开面板具有三路开关，三路开关分别用k1、k2和k3来表示，本实施例以其中的k3为例进行说明，k1、k2与k3同理，主控模块至少具有三个输入引脚和三个输出引脚，触摸芯片至少具有三个输入端和三个输出端。本实施例中主控模块的引脚如图4所示，其中t1、t2、t3和t4均为输入引脚，ct1r、ct2g和ct3b均为输出引脚，当触摸开关没有触摸，且智能终端设备的开关状态均为关时，主控模块的输出引脚ct1r、ct2g和ct3b均输出低电平，当触摸开关有触摸或智能终端设备的开关状态为开时，主控模块的相应输出引脚会输出高电平。开关控制电路能使继电器线圈通电，继电器线圈通电后继电器触点吸合，进而接通负载，使负载进入工作状态，继电器的使用属于现有技术，在此不做具体说明，本实施例中负载可以是灯泡或自动窗帘等。本实施例中所述智能终端设备采用智能手机，智能手机安装有能发出控制信号的应用软件，智能终端设备也能根据实际需求采用其他手持智能终端设备。所述zigbee模块属于现有技术，在此不做具体说明。
所述触摸芯片采用ht8053tx芯片。ht8053tx芯片的touch0-touch4为输入端，out0-out4为输出端，开关k3与触摸芯片的touch1之间串接有电阻r3，触摸芯片的out1与主控模块的输入引脚t3之间串接有电阻r9，触摸开关有触摸时，触摸信号从touch端输入触摸芯片，触摸芯片的out端会输出低电平，触摸开关没有触摸时，触摸芯片的out端会输出高电平，电平信号会从主控模块的输入引脚输入给主控模块。所述ht8053tx芯片属于现有技术，在此不做具体说明。
所述zigbee无线收发芯片采用jn5169芯片。zigbee无线收发芯片采用jn5169芯片便于烧录控制程序，来自触摸芯片的电平信号或来自智能终端设备的控制信号输入jn5169芯片，经控制程序判断处理后从主控模块的输出引脚就输出高电平或低电平。所述jn5169芯片属于现有技术，在此不做具体说明。
为了方便开关控制电路对继电器进行控制，所述开关控制电路采用三极管开关电路。三极管均采用npn型，以npn三极管q3为例进行说明，npn三极管q3的b极与e极之间串接有电阻r23，npn三极管q3的b极与主控模块的输出引脚ct3b之间依次串接有电阻r22和r13，npn三极管q3的e极直接接地，npn三极管的c极电连接所述继电器的继电器线圈，本实施例设有排母jp1用于线路转接，排母jp1实现直流电压12v输入，为dc/dc稳压电路供电，排母jp1也将三极管q1、q2、q3的c极分别电连接相应继电器的继电器线圈。所述npn三极管、排母均属于现有技术，在此不做具体说明。
所述电源模块电路包括ac/dc转换电路和dc/dc稳压电路，所述ac/dc转换电路电连接dc/dc稳压电路，所述dc/dc稳压电路采用两个不同的稳压芯片分别为所述主控模块和触摸模块供电。ac/dc转换电路将市电220v整流成12v的直流电，两个不同的稳压芯片分别为u3和u4，u3采用ams1117，u4采用ht7533-1，ac/dc转换电路转换市电形成的12v直流电分别输入ams1117和ht7533-1，ht7533-1输出的直流3.3v电压电连接到主控模块的vcc端，为主控模块提供稳定的直流电压，ams1117输出的直流电压电连接到触摸模块的触摸芯片，为触摸芯片提供稳定的直流电压。所述ac/dc转换电路属于现有技术，在此不做具体说明。
所述主控模块外接有手动复位电路和状态指示灯，主控模块的status引脚用于模块入网状态指示，status引脚串接电阻r28和状态指示灯d1后接地，状态指示灯d1能指示主控模块的入网状态，主控模块的fac-reset引脚用于手动复位，fac-reset引脚外接有手动复位电路，其中k4为复位按钮，直流电压3.3v为ht7533-1的输出电压。为了便于指示智能开关的开关状态，所述控制执行电路还包括有指示灯电路，指示灯电路采用贴片led。贴片led采用led0603s，具有显示不同颜色的双指示灯，能用于指示智能开关的开关状态，所述双指示灯为两个发光二极管，本实施例设有三个贴片led，分别为led1、led2和led3，用于指示三路开关的开关状态。所述led0603s属于现有技术，在此不做具体说明。
所述智能终端设备通过无线网络与云服务器连接，云服务器通过无线路由器与网关连接，所述网关与所述主控模块的zigbee模块通信连接。智能终端设备发出的控制信号通过无线网络传输到云服务器，云服务器通过无线路由器与将控制信号传输给网关，主控模块的zigbee模块与网关建立通信连接后就能接收网关发出的控制信号，再经控制程序处理后就能从输出引脚输出相应的电平。所述云服务器、无线路由器和网关均属于现有技术，在此不做具体说明。
采用本实用新型的zigbee智能开关可以实现场景开关，具体的实现方法是长按所述触摸开关使所述触摸芯片输出长低电平，所述主控模块检测到长低电平后通过所述zigbee模块发送场景开关的控制信号。本实施例触摸开关为三开面板，三开面板具有三路开关k1、k2和k3，下面以开关k3为例进行说明，当短按开关k3时，触摸芯片的out1端会输出一个短暂的低电平，当长按开关k3时，触摸芯片的out1端会输出长低电平，不同的低电平信号均从主控模块的输入引脚t3输入，主控模块的zigbee无线收发芯片检测到短暂的低电平后会判断低电平为哪一路开关，然后会打开对应一路的led和开关控制电路，进而就能打开相应的负载，主控模块的zigbee无线收发芯片只有检测到长低电平后才会通过所述zigbee模块发送场景开关的控制信号，这样就能开启场景开关，长按触摸开关的时间可以根据需要进行调整，分别长按k1、k2和k3会打开不同的场景开关，这样就能根据不同的场景需要定义不同的场景开关。一个网关可以对应多个主控模块，但一个主控模块只能对应一个网关。
zigbee模块发送场景开关控制信号的三种方式：
1.不借助网关：初始时需要网关介入对各个主控模块进行分组分区配置，之后网关可以不介入，主控模块之间可以直接通过zigbee模块进行广播，这样不同的主控模块就能根据场景开关的需要开闭相应的负载，以实现不同的场景。
2.单网关通讯：主控模块的zigbee模块将场景开关的控制信号传递给网关，网关进行广播后对应主控模块的zigbee模块接收，这样对应的主控模块就能根据场景开关的需要开闭相应的负载，以实现不同的场景。
3.多网关通讯：主控模块的zigbee模块将场景开关的控制信号传递给网关，网关将场景开关的控制信号上传至云服务器，云服务器介入后下发给不同网关指令进行广播，各个主控模块接收来自相应网关发出的控制信号后就能根据场景开关的需要开闭相应的负载，以实现不同的场景，参见图6。
具体实施时可以根据实际需要选择其中的一种信号传递方式，也可以组合使用上述信号传递方式。具体实施时场景开关能控制通断多个智能设备，当组合使用上述信号传递方式时，网关会优先识别判断要通断的智能设备是否都在自己的设备库里，若是的话只需单网关通讯，如果出现要通断的智能设备不在自己的设备库里，网关就要上报给服务器让服务器去运算处理，这时就需要多网关通讯。
本实施例中各电阻与各电容的作用：
r1、r2、r3作用相当于导线作用，可以选择是否焊接来决定每一路开关是否启用；r4电阻是触摸芯片使用的固定接法；r5、r10、r8、r27起到上拉电阻的作用；r6、r7、r9、r11、r12、r13、r26均为限流电阻，防止电流过大损坏芯片外接口；r17、r16、r21、r20、r25、r24、r28均为限流电阻，防止电流过大损坏发光二极管，可以使发光二极管正常工作；（r14、r15）、（r18、r19）、（r22、r23）为分压电阻，用于三极管的开启与关闭。
c1、c2、c3电容为触摸芯片使用的固定接法，c1、c2并联提供30nf电容量；c4、c5、c6、c7、ce1、ce2为滤波电容，防止外部高频信号的干扰。
在图1和图2中，1表示本实用新型的zigbee智能开关，在图3中，2表示主控模块，3表示触摸模块，4表示dc/dc稳压电路，5示出了开关控制电路和指示灯电路。
工作方式：触摸开关以k3为例，当短暂触摸k3时，触摸芯片的out1会输出短暂的低电平，低电平从t3输入主控模块，经控制程序处理后从输出引脚ct3b输出高电平，三极管开关电路的q3导通，q3导通后会接通相应的继电器线圈，继电器线圈通电后触点吸合，这样就能接通负载，使负载进入工作状态，当使用智能手机对同一个负载进行开关控制时，可以通过手机的应用软件发出控制负载工作的控制信号，控制信号传输到主控模块并经控制程序处理后会从输出引脚ct3b输出低电平或高电平，这样就能实现控制负载的开关状态，在本实用新型的zigbee智能开关中，长按触摸开关可以打开场景开关，综上可知，负载的开关既可以通过触摸开关进行控制，也可以通过智能终端设备进行控制，在短按触摸开关时可以打开相应负载的开关，在长按触摸开关时可以打开场景开关，从而可以更好地满足人们的实际使用需求。
各位技术人员须知：虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述，但是本实用新型的发明思想并不仅限于此实用新型，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利权保护范围内。
1.一种zigbee智能开关，其特征在于：包括有电源模块电路、主控模块、触摸模块和控制执行电路，所述电源模块电路为主控模块和触摸模块供电，所述主控模块采用zigbee无线收发芯片，zigbee无线收发芯片集成有zigbee模块，主控模块具有多个输入引脚和输出引脚，主控模块的zigbee模块能接收智能终端设备的控制信号，所述触摸模块包括有触摸开关和触摸芯片，触摸开关电连接触摸芯片的输入端，触摸芯片的输出端电连接主控模块的输入引脚，所述控制执行电路包括开关控制电路和继电器，所述主控模块的输出引脚电连接所述开关控制电路，开关控制电路电连接所述继电器，继电器用于通断负载。
2.根据权利要求1所述的一种zigbee智能开关，其特征在于：所述触摸芯片采用ht8053tx芯片。
3.根据权利要求2所述的一种zigbee智能开关，其特征在于：所述zigbee无线收发芯片采用jn5169芯片。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种zigbee智能开关，其特征在于：所述开关控制电路采用三极管开关电路。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种zigbee智能开关，其特征在于：所述电源模块电路包括ac/dc转换电路和dc/dc稳压电路，所述ac/dc转换电路电连接dc/dc稳压电路，所述dc/dc稳压电路采用两个不同的稳压芯片分别为所述主控模块和触摸模块供电。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种zigbee智能开关，其特征在于：所述主控模块外接有手动复位电路和状态指示灯，所述控制执行电路还包括有指示灯电路，指示灯电路采用贴片led。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种zigbee智能开关，其特征在于：所述智能终端设备通过无线网络与云服务器连接，云服务器通过无线路由器与网关连接，所述网关与所述主控模块的zigbee模块通信连接。
技术总结