基于Zigbee技术的智能插座、智能插座管理系统及智能插座管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及插座领域，特别是涉及一种基于Zigbee技术的智能插座、智能插座管理系统以及智能插座管理方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展和技术的进步，无线物联网等技术越来越多的应用在家庭生活中，智能化家居的研宄及产品也越来越多，人们期望智能化家居能够提高生活质量，使得人们的生活更方便。并且随着人们节能减排意识的增强，对于家庭用电情况的关注度也相应增加，由于家用电器均是通过插座获得电量的，因此若是期望对整个用电情况进行监控管理，则需要对每个插座进行监控。
[0003]而在现有技术中，对于家庭用电情况的测量，一般都是采用记录用户总用电量的电表，或者智能电器本身所具有的用电量记录模块。并没有针对每个插座进行监控，人们无法得知每个插座上的用电情况，因此也无法对整个家庭的供电情况进行监控管理。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决现有技术中无法对插座用电情况进行智能监控的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种基于Zigbee技术的智能插座，其包括:开关单元；电压电流测量单元，用于获取电压数据和电流数据；电能计算单元，用于接收电压数据和电流数据，并计算得到预定时间内的用电量数据；Zigbee单元，连接开关单元和电能计算单元，用于接收开关指令并传输至开关单元执行，接收计算用电量指令并传输至电能计算单元执行，并用于传输计算得到的用电量数据。
[0006]其中，电压电流测量单元包括电压变换器，将被测量的电压变换为用于计算用电量的电压数据；以及电流变换器，将被测量的电流变换为用于计算用电量的电流数据。
[0007]其中，电能计算单元包括计时模块和计算模块，计时模块用于记录预定时间内的时间数据；计算模块用于接收时间数据、电压数据和电流数据，以计算得到预定时间内的用电量数据。
[0008]为解决上述技术问题，本发明又提供一种基于Zigbee技术的智能插座管理系统，该管理系统包括至少一个智能插座、Zigbee网关、Wifi路由器以及移动终端；智能插座连接Zigbee网关，Zigbee网关连接Wifi路由器，移动终端连接Wifi路由器；智能插座包括开关单元；电压电流测量单元，用于测量获取电压数据和电流数据；电能计算单元，用于接收电压数据和电流数据，并计算得到预定时间内的用电量数据；以及Zigbee单元，连接开关单元和电能计算单元，用于接收移动终端发出的开关指令并传输至开关单元执行，接收移动终端发出的计算用电量指令并传输至电能计算单元执行，并用于传输计算得到的用电量数据至移动终端。
[0009]其中，电压电流测量单元包括电压变换器，将被测量的电压变换为用于计算用电量的电压数据；以及电流变换器，将被测量的电流变换为用于计算用电量的电流数据。
[0010]其中，电能计算单元包括计时模块和计算模块，计时模块用于记录预定时间内的时间数据；计算模块用于接收时间数据、电压数据和电流数据，以计算得到预定时间内的用电量数据。
[0011]为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于Zigbee技术的智能插座管理方法，该管理方法基于上述智能插座管理系统，其包括:移动终端通过Wifi路由器连接Zigbee网关；移动终端发送连接指令至Zigbee网关，使Zigbee网关连接智能插座的Zigbee单元；移动终端通过Wifi路由器、Zigbee网关对智能插座进行监控管理。
[0012]其中，移动终端通过Wifi路由器、Zigbee网关对智能插座进行监控管理的步骤包括:移动终端发送计算用电量指令至智能插座；智能插座计算得到预定时间内的用电量数据；移动终端获取智能插座计算所得的用电量数据。
[0013]其中，移动终端获取智能插座计算所得的用电量数据的步骤之后包括:移动终端判断用电量数据是否超过阈值；若用电量数据超过阈值，则发送开关指令至智能插座执行，以断开智能插座。
[0014]其中，移动终端通过Wifi路由器、Zigbee网关对智能插座进行监控管理的步骤包括:移动终端监控智能插座中所插入的充电器是否工作；若充电器未工作，则发送开关指令至智能插座执行，以断开智能插座。
[0015]本发明的有益效果是:本发明的智能插座中包括开关单元、电压电流测量单元、电能计算单元以及Zigbee单元，Zigbee单元可接收开关指令，并传输开关指令至开关单元，以控制智能插座的断开及开启；Zigbee单元还可接收传输计算用电量的指令，并传输至电能计算单元，然后电能计算单元根据电压电流测量单元获取的电压数据和电流数据，计算出预定时间内的用电量数据，而计算所得的用电量数据也可通过Zigbee单元传出至用户，采用此智能插座能够方便用户对其耗电情况进行监控。
【附图说明】
[0016]图1是本发明一种基于Zigbee技术的智能插座实施例的结构示意图；
[0017]图2是本发明一种基于Zigbee技术的智能插座管理系统实施例的结构示意图；
[0018]图3是本发明一种基于Zigbee技术的智能插座管理方法实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]参阅图1，图1是本发明一种基于Zigbee技术的智能插座实施例的结构示意图，本实施例提供了一种智能插座100，包括开关单元11、电压电流测量单元12、电能计算单元13以及Zigbee单元14。
[0020]该智能插座100不仅仅能够用于家庭生活，还能用于工业供电。其中，开关单元11能够控制智能插座100与供电电源的断开和连接。一般来说将电器插入插座中即能接通供电电源，而本实施例智能插座100中还设置有一开关单元11，当开关单元11打开使智能插座100和供电电源断开时，电器插入智能插座100无法接通供电电源；当开关单元11关闭使智能插座100和供电电源接通时，电器插入智能插座100能够接通供电电源。
[0021]电压电流测量单元12则用于获取电压数据U和电流数据I ;当电器插入智能插座100中并接通供电电压时，形成有一个供电电路，电压电流测量单元12能够测出供电电源通过智能插座100施加在电器上的电压数据U,以及流过电器的电流数据I。
[0022]由于日常生活中电器在插入插座实际使用时，一般会通过自带的变压器将家庭电路中的强高电压变换为自身的工作电压，而智能插座100监测的是电器本身消耗的用电量，因此智能插座100中的电压电流测量单元12进行电压电流测量时，需要将强高电压及电流变换为计算用电量的电压数据和电流数据，这个过程通过电压电流测量单元12中的电压变换器121以及电流变换器122实现。具体来说，电压变换器121用于将被测量的电压也即供电电源施加至电器的电压变换为用于计算用电量的电压数据。电流变换器122用于将被测量电流也即供电电源施加至电器的电流变换为用于计算用电量的电流数据。
[0023]电能计算单元13连接电压电流测量单元12，用于接收电压数据U和电流数据I，并根据所接收的数据计算出预定时间t内的用电量数据W = UIto具体来说，电能计算单元13包括计时模块131和计算模块132，计时模块131用于记录预定时间内的时间数据t，计算模块132用于接收时间数据t，电压数据U以及电流数据I，并计算得到预定时间内的用电量数据W。
[0024]Zigbee单元14连接开关单元11和电能计算单元13，用于接收开关指令，然后将开关指令传输至开关单元11，控制开关单元11的打开或关闭；还用于接收计算用电量指令，并将其传输至电能计算单元13，电能计算单元13根据该指令获取电压数据U、电流数据I，并计算出预定时间t内的用电量数据W ;同样电能计算单元13所算得的用电量数据W还可通过Zigbee单元14传输出去。
[0025]由于智能插座100具备数据传输的Zigbee单元14，因此用户可通过Zigbee单元
14接收智能插座100的数据，如接收用电量等；以及对智能插座100传输数据，如传输指令等，即实现对智能插座100的监控。
[0026]插座的作用在于对电器实现供电，因此在对智能插座100进行监控的过程中，主要是监控其用电量，并且根据用电量可得知该插座上的电器使用情况是否正常，继而控制智能插座100是否继续供电。在进行监控时，用户可利用移动终端、个人电脑等发出或接收数据，例如智能插座100中计算的实时用电量可传输并显示于移动终端，当然，也可在智能插座100上设置显示屏，用于显示实时用电量。若用户想了解预定时间内的用电量，也可通过移动终端传输计算用电量指令；当监控到用电量出现异常时，移动终端也可发出开关指令控制智能插座100的断开和接通。
[0027]对于根据用电量控制智能插座100，下面以两种情况为例，一、当出现发现耗电过多时，可能电器出现老化，则发送开关指令至开关单元11以断开智能插座100，断开供电；二、当发现出现持续弱耗电时，可能是智能插座上的充电器未使用，也发送开关指令以断开智能插座100。移动终端在进行监控时，出现以上两种异常情况，可发送警报信号至移动终端以告知用户，然后再由用户判断是否发送开关指令断开智能插座100。
[0028]当使用多个智能插座100时，可通过Zigbee技术将所有的智能插座连接在一起进行管理，具体请参阅图2，图2是本发明一种基于Zigbee技术的智能插座管理系统实施例的结构示意图，本实施例提供一种智能插座管理系统200，其中包括至少一个智能插座21、Zigbee网关22、Wifi路由器23以及移动终端24。
[0029]其中智能插座21结构及工作方式与以上所述的智能插座100相同，也包括开关单元、电压电流测量单元、电能计算单元以及Zigbee单元，且电压电流测量单元包括电压变换器和电流变换器，电能计算单元包括计时模块和计算模块