用電設備的控制裝置以及其電源座的制作方法

專利名稱：用電設備的控制裝置以及其電源座的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種用電設備的控制技術，且特別是有關于一種利用電源線通ifl (Power Line Communicat ion)的用電i殳備的4空制才支術。
技術背景在已知的燈控系統中，同 一 光源可以由多個設置在不同位置的開關所控 制。例如在一道走廊間，同一盞燈源的控制開關，可以i殳置在走廊的兩端。 藉此，當行人要走過此走廊時，可以先通過進入走廊一端的開關先將燈源開 啟，而在走過走廊后，在利用另一端的開關將燈源關閉，以節省電源的消耗。圖1繪示為一種已知的燈控系統的電路圖。請參照圖1,在已知的燈控 系統100中，可以包括多個開關，例如S1和S2，其可以控制燈源L的啟閉。 其中，開關S1和S2彼此串聯。當開關SI和S2分別置于位置1和4,或是 分別置于位置2和3時，燈控系統100為開路的狀態，因此燈源L熄滅的狀 態。假設在初始的狀態時，開關Sl和S2分別置于位置1和4,而當使用者 將開關Sl從位置1切換至位置2,或是將開關S2從位置4切換至位置3時， 燈控系統100就會與電源AC1形成回路，而使燈源L發光。當使用者切換開 關Sl或S2的位置而啟動光源L時，只要再次切換開關Sl和S2其中任何一 個的位置，就可以關閉光源L。雖然圖1中所繪示的燈控系統100的電路圖非常簡要，然而實際上其實 是非常復雜。圖2繪示為一種已知的燈控系統的實際配線示意圖。從圖2可 以看出，已知的燈控系統100的配線實勢非常的繁雜，并且開關數愈多，配 線的復雜度則隨之倍數上升。另外，在已知的燈控系統100中，當開關S1和 S2的配置完畢后，就無法增加新的開關。因為若是要增加新的開關，就需要 將整個燈控系統100的配線全部拆掉，然后再配新的管線，才能多增加一組 開關，這是非常不符合經濟效益的作法。發明內容因此，本發明提供一種燈源控制裝置，可以利用簡單的配線來實現燈源 的控制。另外，本發明也提供一種用電設備的控制裝置與方法，可以有彈性的配 置來控制用電設備的啟閉。本發明又提供一種電源座，其可以控制用電設備的啟閉。本發明提供一種燈源控制裝置，包括輸入單元，可以依據使用者的操作 而產生數字控制信號，并將此數字控制信號載波至電源線上，以傳送至燈座。 而此燈座則通過電源線接收數字控制信號，并依據該數字控制信號來決定是 否提供電源給燈源。從另一觀點來看，本發明提供一種用電設備的控制裝置，包括輸入單元， 可以依據使用者的操作而產生數字控制信號，并將此數字控制信號載波至電 源線上，以傳送至電源座。而此電源座則通過電源線接收數字控制信號，并 依據數字控制信號來決定是否提供電源給用電設備。由于本發明是利用電源線將數字控制信號傳送給電源座，以控制電源座 是否提供電源給用電設備。因此，本發明的配線較為簡易，并且具有彈性。為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較 佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1繪示為一種已知的燈控系統的電路圖。圖2繪示為一種已知的燈控系統的實際配線示意圖。圖3繪示為依照本發明的一較佳實施例的一種用電設備的控制裝置的系 統架構圖。圖4A繪示為依照本發明的一較佳實施例的一種輸入單元的電路方塊圖。 圖4B繪示為依照本發明的另 一實施例的一種輸入單元的電路方塊圖。 圖4C繪示為依照本發明的 一較佳實施例的 一種電源座的電路方塊圖。 圖5繪示為依照本發明的一較佳實施例的一種數字控制信號的格式的示 意圖。圖6繪示為依照本發明的一較佳實施例的一種處理單元處理控制信號的步驟流程圖。圖7繪示為依照本發明第二實施例的一種用電設備的控制裝置的電路方 塊圖。圖8繪示為依照本發明第三實施例的一種用電設備的控制裝置的電路方 塊圖。圖9 A繪示為依照本發明的 一 實施例的 一種燈控裝置的實際配線圖。 圖9B繪示為依照本發明另 一實施例的一種燈控裝置的實際配線圖。[主要元件標號說明〗1、 2、 3、 4:開關位置 100:燈控系統 300:控制裝置302、 702、 704、 802、 804:輸入單元 304、 706、 808、 810:電源座 306、 708、 806、 902:電源線 320、 720、 820、 822:用電i殳備 402、 412:處理器 404、 414:傳輸接口 406、 416:開關 418:連接器模塊 502: MAC字段 504: LLC字段506:子網絡存取協議(SNAP)字段508:存放區域510:數據字段512:位總合檢查字段(CRC)S601、 S605:處理單元處理控制信號的步驟流程AC1、 AC2:電源L:燈源Sl、 S2、 S3、 S4:開關具體實施方式
以下說明書中所用到「耦接」、r連接J、 「連結」等用語，可以是指兩構件直接連接，或是通過某些元件，例如電容等而連接，或是指兩構件間電性 信號的傳遞。圖3繪示為依照本發明的第一實施例的一種用電設備的控制裝置的系統架構圖。請參照圖3,本發明所提供的控制裝置300,包括輸入單元302和電 源座304,并且通過電源線306彼此連結。其中，電源線306是耦接電源AC2, 在本實施例中，電源AC2可以是交流電源，然而本發明并不加以限定。請繼續參照圖3,輸入單元302可以依據使用者的輸入而產生數字控制 信號，并將其載波在電源線306上傳送。藉此，電源座304就可以獲取在電 源線306上所傳送的數字控制信號，并且依據此數字控制信號來決定是否將 電源AC2提供給用電設備320。例如，當使用者要開啟用電設備320時，只要操作輸入單元302，使之 產生啟動的數字控制信號。當電源座304獲取到此啟動的數字控制信號時， 就可以將電源AC2提供給用電設備320，以使其正常運作。同理，若要關閉 用電設備320,僅要操作輸入單元320送出關閉的數字控制信號給電源座304, 電源座304就會停止提供電源給用電設備320,以使其中止運作。圖4 A繪示為依照本發明的 一較佳實施例的 一種輸入單元的電路方塊圖。 請參照圖4A，輸入單元302可以包括處理器402、傳輸接口 4(M和開關406。 其中，處理器402耦接傳輸接口 404,并且通過開關406耦接至電源線306。 當使用者開啟(TurnOn)開關406時，處理器402可以送出啟動的數字控 制信號給傳輸接口 404。此時，傳輸接口 404則將處理器402所輸出的數字 控制信號載波至電源線306上傳送。類似地，當使用者關閉(Turn Off)開關 406時，處理器402就會送出關閉的數字控制信號，并通過傳輸接口 404載 波至電源線306上傳送。雖然圖4B揭露了本發明一種輸入單元的結構圖，然而本領域技術人員應 當知道，本發明并不以此為限。在圖4B中，則繪示了依照本發明另一實施例 的一種輸入單元的電路方塊圖。在圖4B中，開關406可以依據使用者的操作， 而決定是否將處理器402的一功能腳位連接至參考電位。在另外一些選擇實施例中，輸入單元302也不限定是直接耦接至電源線 306,而可以通過電源延長裝置，例如延長線、插頭等裝置而連接至電源線 306。圖4C繪示為依照本發明的一較佳實施例的一種電源座的電路方塊圖。請參照圖4C,電源座304包括處理器412、傳llr接口 414、開關416和連4妄器 模塊41S。其中，處理器412通過傳輸接口 414耦接至電源線306。另外，電 源線306也通過開關416耦接至連接器模塊418。在本實施例中，連接器模 塊418是用來連接例如圖3中的用電設備320。其中，連接器模塊418可以 有各種型態，例如是與一般插頭兼容的插座、以螺絲固定的電線或是一些特 殊接頭，本發明并不以此為限。請繼續參照圖4C，處理器412可以通過傳輸接口 414從電源線306上獲 取數字控制信號。在本實施例中，傳輸接口 414可以是濾波器。 一般來說， 交流電AC2信號的頻率大約介于50-60Hz之間。因此，傳輸接口 414就可以 將載在交流電信號AC2上的數字控制信號濾出來，并傳輸給處理器412。藉 此，處理器412就可以依據傳輸接口 414所獲取的數字控制信號來決定是否 導通開關416。當傳輸接口 414所獲取的數字控制信號為啟動的數字控制信號時，則處 理器412就會導通開關416，藉此電源座304就可以通過連接器模塊418供 應電源AC2。相對地，若是處理器412所接收到的是關閉的數字控制信號， 則處理器412就會關閉開關416,導致電源座304停止供應電源AC2。在另外一些選擇實施例中，電源座304也可以通過傳輸接口 414將執行 結果，以數字信號載波至電源線306上傳回，輸入單元302可以由傳輸接口 414收得依據此信號，確認304單元確實收到數字信號，并已完成開啟或關 閉任務。圖5繪示為依照本發明的一較佳實施例的一種數字控制信號的格式的示 意圖。請參照圖5,在本實施例中，數字控制信號的格式可以為標準的802. 3 格式，媒體存取控制(MAC)字段502 、 LLC字段504 、子網絡存取協議 (Sub-network Access Protocol,簡稱SNAP)字l殳506、數據字段510和位總 合檢查字段(CRC) 512。其中，用來控制家電設備啟閉的信息是放在數據字段 510中的區域508內。圖6繪示為依照本發明的一較佳實施例的一種處理單元處理控制信號的 步驟流程圖。請合并參照圖4B到圖6,當處理器412從傳輸接口 414接收數 字控制信號后，可以如步驟S601所述，檢查數字控制信號中MAC字段502內 的信息。由于MAC字段502內的信息是獨一的，因此當電源線306上有多筆 數字控制信號在傳輸時，處理器412可以依據數字控制信號中MAC字段502的信息而不會接收到錯誤的數字控制信號。另外，由于本實施例中所提供的數字控制信號具有目的地MAC與來源地MAC作為尋址與識別，因此可適用于跨網域的通訊。當處理器412 ;險查MAC字#殳502認為不符合時(也就是步驟S601所標示 的"否")，則結束整個流程。反之，若是處理器412檢查MAC字段502認為 正確時(也就是步驟S601所標示的"是")，依據數據字段510內的存放區域 508信息來控制開關416的導通，以決定電源座是否供電。處理器412也可以事先設定只處理哪一些特定的來源地MAC發出的數字 控制信號，對其他MAC的發出數字控制信號不與理會。在本實施例中，存放區域508內的信息可以是"NOT"的指令。因此，當 處理器412確認數字控制信號無誤后，就可以依照此"NOT"指令，而使開關 416進行反向操作。例如，當開關416導通時，就使其關閉，反之亦然。另夕卜，本發明中的每一電源座都可以被設定有別名，例如「第一電源座J、 r第二電源座J等，而這些別名可以被記載在數據字段510中。當處理器412 接收到數字控制信號時，還可以判讀數據字段510中的別名，以確定是否接 收到正確的數字控制信號。本發明沒有限定使用何種通訊協議，實施例是使用802. 3通訊協議來說 明控制家電設備的運作方式。雖然本發明在圖5提供了數字控制信號較佳的格式，但是本發明此并不 以此為限。本領域技術人員還可以針對不同的需求，而發展不同格式的數字 控制信號，亦或是對數字控制信號進行加密。本實施例以具碰撞處理功能的網絡架構進行通訊，當然也可以使用于主 從式或令牌式等已知的通訊網路。圖7繪示為依照本發明第二實施例的一種用電設備的控制裝置的電路方 塊圖。請參照圖7, i本實施例中，可以利用多個輸入單元來控制單一的電 源座。例如，利用輸入單元702和704產生數字控制信號并載波至電源線上 傳送，來控制電源座706是否供應電源AC2給用電設備720。由于輸入單元702和704所產生的數字控制信號可以如上所述，在數據 格式內編寫"NOT"的指令，傳送至電源座706，盡管電源座706不管是收到 輸入單元702和704的數字控制信號數據格式內的指令是相同的，但是根據 數字控制信號數據內來源地MAC即可可以分辨這是不同的數字控制信號來源。藉此，本發明也可以利用多個輸入單元來控制單一的電源座。另外，通 過本實施例可知，由于本發明是利用電源線來傳送數字控制信號，若是要增 加新的輸入單元來控制電源座，則不需要重新配線，只需要將新的輸入單元 串^:至電源線708上即可，而增加了本發明的使用彈性。圖8繪示為依照本發明第三實施例的一種用電設備的控制裝置的電路方 塊圖。請參照圖8,本實施例提供了一種以多個輸入單元來控制多個電源座 的實施例。在本實施例中，輸入單元802和804可以通過使用者的操作，而 分別產生不同的數字控制信號，并且載波至電源線806上傳輸，以分別控制 電源座808和810是否提供電源AC2給用電設備820和822。由于輸入單元802和804所產生的數字控制信號，都可以如上述具有MAC 字段。因此，當多筆數字控制信號在電源線806上傳送時，不同的電源座并 不會依據不屬于其的數字控制信號而有誤操作的發生。雖然上述分別提供了一對一、多對一和多對多的控制架構，然而本發明 并不以此為限。本領域技術人員應當可知，本發明還可以支持一對多的控制。另外，上述所謂的用電設備的范圍非常廣，舉凡燈源、電鈴、抽水馬達 等，只要是需要利用輸入單元來控制其啟閉的設備，皆在本發明的范圍內， 以下則以燈源為例來說明本發明的應用。在較佳的實施例中，上述的處理器402和412還可以具有通訊、定時、 最長通電時間限制設定和最大電流限制設定等功能。此外，處理器402和412 還可以內建萬年歷，并且可以依據所在地的經緯度計算出日出、日落的時間， 以決定何時供電給用電設備。例如計算日落時間，而決定何時供電給庭院的 燈源，以節省電源的浪費。圖9A繪示為依照本發明的一實施例的一種燈控裝置的實際配線圖。請參 照圖9A，開關S3通過電源線902連接至電源AC2和燈座904。藉此，使用者 可以通過操作開關S3，來控制燈座904是否提供電源AC2給燈源L,以開啟 或關閉燈源L。圖9B繪示為依照本發明另一實施例的一種燈控裝置的實際配線圖。當使 用者要增加另一組開關來控制燈座904時，只要如圖9B所示，將新的開關 S4串聯在電源線902上即可。綜上所述，本發明至少有以下優點1.本發明的配線筒單。2. 本發明具有較佳的使用彈性，可以隨時增加輸入單元的個數。3. 本發明具有多種控制模式，如一對一控制、多對一控制或是多對多控制。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何 本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤 飾，因此本發明的保護范圍當視所附的權利要求范圍所界定者為準。
權利要求
1. 一種燈源控制裝置，包括輸入單元，依據使用者的操作而產生數字控制信號；燈座，用以連接燈源；以及電源線，接收電源，并連接該輸入單元和該燈座，其中該燈座通過該電源線接收該數字控制信號，并依據該數字控制信號來決定是否提供該電源給該燈源。
2. 根據權利要求1所述的燈源控制裝置，其中該輸入單元包括第一開關；第一處理器，依據該第一開關的狀態而產生該數字控制信號；以及 第一傳輸接口，耦接該第一處理器，用以將該數字控制信號載波至該電 源線上，以通過該電源線來控制該燈座。
3. 根據權利要求1所述的燈源控制裝置，其中該燈座包括 連接器模塊，用以連接該燈源；第二開關，將該連接器模塊連接至該電源線； 第二傳輸接口，從該電源線上獲取該數字控制信號；以及第二處理器，耦接該第二傳輸接口，以依據該數字控制信號來控制該第 二開關是否導通。
4. 根據權利要求1所述的燈源控制裝置，其中該電源為交流電源。
5. —種用電設備的控制裝置，包括輸入單元，依據使用者的操作而產生數字控制信號； 電源座，用以連接該用電設備；以及 電源線，接收電源，并連接該輸入單元和該電源座， 其中該電源座通過該電源線接收該數字控制信號，并依據該數字控制信 號來決定是否提供該電源給該用電設備。
6. 根據權利要求5所述的用電設備的控制裝置，其中該輸入單元包括第一開關；第一處理器，依據該第一開關的狀態而產生該數字控制指令；以及 第一傳輸接口，耦接該第一處理器，用以將該數字控制信號載波至該電 源線上，以通過該電源線來控制該電源座。
7. 根據權利要求5所述的用電設備的控制裝置，其中該電源座包括 連接器模塊，用以連接該用電設備；第二開關，將該連接器模塊連接至該電源線； 第二傳輸接口，通過該電源線接收該數字控制信號；以及 第二處理器，耦接該第二傳輸接口，以依據該數字控制信號來控制該第 二開關是否導通。
8. 根據權利要求7所述的用電設備的控制裝置，其中該第二傳輸接口為 濾波器，用以濾出該數字控制信號。
9. 根據權利要求5所述的用電設備的控制裝置，其中該電源為交流電源。
全文摘要
一種用電設備的控制裝置，包括輸入單元，可以依據使用者的操作而產生數字控制信號，并將此數字控制信號載波至電源線上，以傳送至電源座。而電源座則通過電源線接收數字控制信號，并依據數字控制信號來決定是否提供電源給用電設備。
文檔編號G08C19/00GK101237732SQ200710006728
公開日2008年8月6日 申請日期2007年2月2日 優先權日2007年2月2日
發明者楊國祥, 郭儒家, 鐘震麒 申請人:財團法人工業技術研究院