专利名称：一种电力控制插座的制作方法
技术领域：
本发明是关于电气控制领域，特别是关于一种通过指纹认证进行控制的电力控制插座。
背景技术：
如今，家用电器及电力插座大量存在于房屋内，用电安全受到普遍关注。我们大多 数家用电器使用的都是220V交流电，属于非安全电压，此外，有的家用电器，例如电视机本 身会产生1万V以上的高压，人体一旦接触这样高的电压，发生触电，就会有生命危险；插座 内则更是直接提供220V的交流电。传统的家用电器和插座对于保证用电的安全性主要是通过各种机械的手段来实 现的，经过总结，大致可以分为以下几种手段1、通过在带电部件上设置绝缘物将带电部件封闭起来，以对人体提供基本的防触 电保护，这类保护在绝缘物损坏的情况下就只能依靠周围环境来对人体进行保护，比如传 统的拉线开关。2、通过设置接地端子来提高用电安全，比如三相插座。3、将容易触及的导电部件和已安装在固定线路中的保护接地导线连接起来，使容 易触及的导电部件在绝缘物失效时，也不会成为带电体。4、依靠隔离变压器里获得安全的低电压供电来进行防触电保护。另外，越来越多的家电对于孩子来说不但有着用电安全而且对其身心健康也存在 着影响，必要时还是需要对该些家电的使用进行限制，比如电视机、电脑等。但是，在现实中，发明人发现现有技术还存在着以下几个缺陷第一、无论是采用何种防触电保护，仍然会存在一定的安全隐患，比如绝缘物失 效、隔离变压器失效等等。第二、虽然某些家电可以通过设定密码来防范小孩进行使用，比如电脑，但是密码 容易泄露，且大多数家电是无密码保护的，所以对于小孩的使用限制效果并不明显。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种电力控制插座，以解决传统技术中存 在的安全隐患问题和无法限制小孩使用某些电器的问题。本发明实施例提出一种电力控制插座，包括插座孔和外壳，还包括一电力控制装 置和一微型开关，所述电力控制装置包括指纹扫描单元、指纹匹配单元和控制单元，所述指 纹扫描单元的扫描部分设置在所述外壳之上，所述指纹扫描单元、指纹匹配单元和控制单 元依次相连，其中所述指纹扫描单元用于收集用户的指纹信息，并将该指纹信息送至指纹匹配单元；所述指纹匹配单元用于将所述指纹扫描单元收集到的指纹信息和预置在所述电 力控制装置内的指纹模板进行匹配以识别用户；所述控制单元用于根据指纹匹配结果对电 力提供进行控制；所述微型开关设置在所述插座孔的后方，其用于在插头插入插座孔时接 通电路，以便能使所述控制单元根据指纹匹配结果对电力提供进行控制。优选的，本发明实施例的电力控制装置还包括由若干拨码开关组成的拨码开关 组，所述拨码开关组用于在紧急状况下对电力提供进行手动控制，其通过密封罩封闭设置 在所述外壳之上。优选的，本发明实施例的电力控制装置还包括一通信单元，所述通信单元用于和 其它电力控制插座上的通信单元进行通信，以发送指纹信息至其它电力控制插座。优选的，本发明实施例的控制单元还包括一可编程拨码开关组，所述拨码开关组 可预先设定一定范围内的若干电力控制装置的开关状态。优选的，本发明实施例的控制单元还包括一功率控制模块，所述功率控制模块可 以根据不同指纹信息对所述电力控制插座的输出功率进行控制。优选的，本发明实施例的电力控制装置还包括一报警单元，所述报警单元设置用 于指示所述指纹扫描单元的扫描状态和结果。综上所述，由上述可知，本发明实施例的电力控制插座通过指纹认证来对插座进 行电力控制，不但有效的限制了小孩对电器的使用，而且即使指纹认证装置失效，电器或者 插座也会处于无电状态，从而提升了用电安全系数，且本发明实施例的电力控制插座还通 过微型开关极大的提高了用电安全，不用再担心小孩玩弄插座会发生触电事故。
为了更清楚地说明本发明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 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一提供的一电力控制插座的正视图；图2为本发明实施一例提供的一电力控制装置的结构示意图；图3为本发明实施例一提供的一电力控制装置的电路图；图4为图3中A部分的放大示意图；图5本发明实施例一提供的沿图1中A-A线的剖面图；图6为本发明实施例二提供的一电力控制装置的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式
和 附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发 明，但并不作为对本发明的限定。实施例一如图1所示为本发明实施例一提供的一电力控制插座的正视图，该电力控制插座 的表面包括外壳101、插座孔102、指纹扫描部分103、拨码开关组104、密封罩105、LED指示灯108和扬声器109，插座孔102、指纹扫描部分103、拨码开关组104、LED指示灯108和扬 声器109都设置在外壳101之上，其中拨码开关组104、密封罩105、LED指示灯108和扬声 器109都是可选的。上述只是本发明实施例一电力控制插座的表面结构图，其还包括一电力控制装 置，该电路控制装置包括指纹扫描单元110、指纹匹配单元111和控制单元112 (请参见图 2)，且指纹扫描单元110、指纹匹配单元111和控制单元112之间依次相连，在具体实现中， 该电力控制装置可以集成在一电路板。其中，指纹扫描单元110用于收集用户的指纹信息，并将该指纹信息送至指纹匹 配单元111。该指纹扫描单元110实际上是一个指纹传感器，它所采集的用户指纹数据最初 是模拟信息，经过指纹扫描单元110内的模数转换模块处理后成为数字信息后再送至指纹 匹配单元111内进行匹配。常用的指纹传感器包括单次触摸型传感器和划擦型传感器，在 本实施例中并不限定使用何种指纹传感器来实现指纹采集的目的。指纹匹配单元111内预先存储有经过注册的数字指纹信息，该些指纹信息是合法 的指纹信息，即该些信息以外的其它指纹信息都是不合法的，都无法通过指纹认证。指纹匹 配单元111在收到上述指纹扫描单元110收集到的数字指纹信息后，将其与预先内置的指 纹信息进行比对，该比对过程可以通过多种算法予以实现，然后将比对结果送至控制单元 112。控制单元112和指纹匹配单元111及电源分别相连，其通过指纹匹配单元111的 判断，来对本发明实施例的电力控制插座的电力提供进行控制。在此，若用户通过指纹认 证，则电力控制装置为插座提供电力，否则，插座则处于无电力供给状态。以上所述的电力控制装置100内部单元的划分，仅仅是从逻辑上进行的划分，在 实际实现过程中，并不排除将某些单元整合进一个器件中的情况。如图3所示为本发明实 施例一提供的一电力控制装置的电路图。从图中可见，该电路图包括如下几个部分指纹传 感器的集成电路芯片301、模数转换电路302、微处理器芯片303和振荡电路305。集成电路芯片301接收前端指纹采集部分采集到的指纹信息，并对该指纹信息进 行滤波操作，然后通过引脚48、49将滤波后的指纹信息送至模数转换电路302进行模数转 换。可见，集成电路芯片301和模数转换电路302共同构成了上述的指纹扫描单元110。集成电路芯片301的引脚6、7、8、9和微处理器芯片303的引脚2、3、4、5之间通过 四根导线予以相连，且集成电路芯片301正是通过该导线组304将经过模数转换后的指纹 信息数据送至微处理器芯片303。微处理器芯片303在本实施例中主要用于完成指纹匹配和电力控制两大功能，可 见其已经将上述指纹匹配单元111和控制单元112整合到了同一个模块之中。指纹匹配 是一个复杂的过程，同时现有技术中也已经存在了相当多的指纹匹配算法，微处理器芯片 303所要做的就是内置某种算法，并执行该算法匹配指纹，至于其内部如何实现在此不再赘 述。微处理器芯片303根据指纹匹配的结果再对相关电器或者插座进行电力控制，在本实 施中，其具体的控制方法是通过如下方式实现的请参见图4，其为图3中A部分的放大示 意图，微处理器芯片303的引脚25接入一光电耦合器0PT0ISOI U5的输入端，而光电耦合器 0PT0IS01 TO的输出端则连接一继电器RELAY。光电耦合器0PT0IS01 TO能完成电-光-电 转换，从而可以根据输入端的电流变化来控制其输出端的电流变化，而继电器RELAY又是一种电子控制器件，当其输入量(如电流、电压、温度等)达到规定值时，其可以控制输出电 路导通或者断开。在本实施例中，微处理器芯片303即通过控制引脚25的输出电流从而控 制继电器RELAY输出电路的导通或者闭合，输出电路导通时，接通电力线和电器的用电接 口，而输出电路闭合时，则断开电力线和电器的用电接口，如此便最终达到控制是否为电器 或者插座提供电力的目的。需要指出的是当用户未通过指纹认证时，继电器RELAY的输出 电路是闭合的，此时不为电器或插座提供电力。振荡电路305是指纹传感器的一现有技术，主要是为指纹传感器提供内部时钟， 在此不作介绍。由图2可知，微处理器芯片303需要达到控制功能，需要在光电耦合器0PT0IS01 U5右侧输出端提供+5V的直流电压，在本实施例中，该直流电压的提供是由插座内的220V 交流电来提供的，将该220V交流电通过线圈降压及交直流转换后最终输出+5V直流电压， 虽然本实施例的+5V直流电压也可以通过干电池加以提供，但鉴于多数电器的用电都引自 居民用电插座，本实施例显得更加方便。如图5所示为本发明实施例一提供的沿图1中A-A线的剖面图。本发明实施例的 电力控制插座还包括一微型开关107，该微型开关由开关底座、触片和弹性触点构成。触片 的一端和开关底座相连，触片可以绕该连接点转动，而弹性触点设置在开关底座之上，且处 于开关底座和触片的夹角内。当插头106未插入该电力控制插座时，触片和弹性触点不相 接触，此时即使用户通过指纹扫描被确认为合法用户，该电力控制插座也不提供电力，可以 说，此时的插座是处于绝对安全状态。而当插头106插入该电力控制插座后，触片在其导电 插销的作用下被推向弹性触点并和弹性触点相接触，此时，该电力控制插座仍然不提供电 力，而只有在用户通过指纹认证后才提供。另外，指纹扫描部分103是指纹扫描单元的一部分，做收集指纹信息之用。拨码 开关组104用于在紧急状况下手动控制电力提供，比如指纹扫描单元时效时。由于拨码开 关组可以用来控制电力提供，所以为了限制小孩对其进行拨动，本实施例在拨码开关组104 外部还设置了一密封罩105。该密封罩105必须使用特定的工具进行打开，比如螺丝起子 等。LED指示灯108用于指示指纹扫描的扫描状态，比如无扫描时，LED指示灯160处于熄 灭状态，有扫描动作时，LED指示灯亮。扬声器109用于指示指纹扫描的扫描结果，其通过 不同语音提示来说明扫描结果。由上述可知，本发明实施例的电力控制插座通过指纹认证来对电器或者插座进行 电力控制，不但有效的限制了小孩对电器的使用，而且即使指纹认证装置失效，电器或者插 座也会处于无电状态，从而提升了用电安全系数，且本发明实施例的电力控制插座还通过 微型开关极大的提高了用电安全，不用再担心小孩玩弄插座会发生触电事故。实施例二如图6所示为本发明实施例二提供的一电力控制装置的结构示意图。该电力控制 装置600包括指纹扫描单元610、指纹匹配单元620和控制单元630，其可以完成基本的指 纹扫描、匹配和控制电力提供的功能，其工作过程和实施例一相类似，在此不再赘述。此外，如图6所示，本实施例中，该电力控制装置600还包括紧急开关单元640，该 紧急开关单元640和插座700相连，其用于当扫描指纹扫描单元610、指纹匹配单元620或 控制单元630出现故障，导致电力控制装置600不能对电力进行控制时，通过人为拨动该紧急开关单元640对电力提供予以控制，其功能相当于一故障应急系统。该紧急开关单元 640可以由若干拨码开关组成，在此以5个拨码开关组成的拨码开关组为例，每个拨码开关 都有“ON”和“OFF”两种状态，用户可以设定一状态组来为插座700提供电力，比如1.0N 2. ON 3. OFF 4. OFF 5. 0N，当用户将5个拨码开关组依次设成上述状态时，即可为插座 700提供电力。如图4所示，本实施例中该电力控制装置600还包括一通信单元650，其用于在由 若干电力控制装置组成的网络中和其他电力控制装置进行通信。该通信单元650可以选用 射频收发机或者红外线收发机等无线通信器件，具体来说，各电力控制装置之间的通信主 要是通过其中任一电力控制装置通过通信单元650发送指纹信息来使其他电力控制装置 控制电力的提供，以下以六个电力控制装置组成的网络为例予以说明设六个电力控制装 置的编号依次为1、2、3、4、5、6，而针对用户甲，各个电力控制装置预存的设置为装置1，3，5 状态为“0N”，即提供电力，而装置2，4，6状态则为“0FF”，即不提供电力。因此当用户甲通过 其中一电力控制装置的指纹认证后，该装置会自动通过通信单元650和网络内其它5个电 力控制装置进行通信，该通信信息中包括了用户甲的指纹信息，从而可以使网络内的其它5 个电力控制装置控制各自的电力提供，使它们符合上述设定的状态。从图4中可见，本实施例中的通信单元650还和紧急开关单元640相连，如此是 为了通过紧急开关单元640，针对不同人的指纹，对网络内的各个电力控制装置进行预设 置。此时的紧急开关单元640为可编程拨码开关组，可以设定一状态组为编程状态，还是以 上述5个拨码开关组为例，比如当拨码开关组状态为1. OFF 2. ON 3. OFF 4. OFF 5. ON 时，电力控制装置600处于编程状态。本实施例的电力控制装置是通过无线通信器件和网络内其他电力控制装置进行 通信的，但是也不排除各个电力控制装置之间通过有线方式进行通信的可能。如图4所示，本实施例的控制单元630内还包括一功率控制模块631，其用于根据 不同指纹信息对各种电器的输出功率进行控制。在现实生活中，我们对于某些电器的使用 并不需要其长期工作在满功率状态中，比如某些照明装置等，在这种情况下，本实施例预先 存储了用户的不同指纹信息以通过电力控制装置600对该些电器进行功率控制。比如，某 用户的右手大拇指设定输出功率为100%，右手食指设定为80%，右手中指设定为60%，右 手无名指设定为40%等。 本实施例的电力控制装置600还包括一报警单元，该报警单元可以是LED指示灯， 或者是声音报警单元，也可以是两者的组合。如图4所示，本实施例的电力控制装置600还 包括了 LED指示灯660和声音报警单元670，其中LED指示灯660和控制单元630相连，其 用于指示指纹扫描单元610的扫描状态，比如无扫描时，LED指示灯660处于熄灭状态，有扫 描动作时，LED指示灯亮，其具体的设置可以参见图2中右侧的D2。另外声音报警单元670 也和控制单元630相连，其用于指示指纹扫描单元610的扫描结果，该声音报警单元670可 以是一蜂鸣器或者扬声器，以不同的声音来区别被扫描用户是否为合法用户，其具体的设 置可以参见图2中右侧的U4。当然，本实施例也可以在LED指示灯660和声音报警单元670 内只选择一种来同时指示指纹扫描单元610的状态和结果，此时，LED指示灯可以选用不同 的发光来区别，而扬声器可以选用发出不同的语音信息，而蜂鸣器则发出不同的声响。如此 当未经注册的小孩试图进行指纹扫描时，本实施例的电力控制装置600即可发出警报以提
7醒大人。由上述可知，具有上述电力控制装置的本发明实施例的电力控制插座在具备实施 例一中电力控制插座的优点外，还具有如下有益效果紧急开关单元使得本实施例可以应 对某些部件损坏时的电力控制问题，而通信模块的加入使得本实施例的应用更为灵活和方 便，另外频率控制模块的加入可以节省不必要的能源浪费，节约开支。以上所述的具体实施方式
，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式
而已，并不用于限定本发明 的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种电力控制插座，包括插座孔和外壳，其特征在于，还包括一电力控制装置和一微型开关，所述电力控制装置包括指纹扫描单元、指纹匹配单元和控制单元，所述指纹扫描单元的扫描部分设置在所述外壳之上，所述指纹扫描单元、指纹匹配单元和控制单元依次相连，其中所述指纹扫描单元用于收集用户的指纹信息，并将该指纹信息送至指纹匹配单元；所述指纹匹配单元用于将所述指纹扫描单元收集到的指纹信息和预置在所述电力控制装置内的指纹模板进行匹配以识别用户；所述控制单元用于根据指纹匹配结果对电力提供进行控制；所述微型开关设置在所述插座孔的后方，其用于在插头插入插座孔时接通电路，以便能使所述控制单元根据指纹匹配结果对电力提供进行控制。
2.如权利要求1所述的电力控制插座，其特征在于，所述电力控制装置还包括由若干 拨码开关组成的拨码开关组，所述拨码开关组用于在紧急状况下对电力提供进行手动控 制，其通过密封罩封闭设置在所述外壳之上。
3.如权利要求1所述的电力控制插座，其特征在于，所述电力控制装置还包括一通信 单元，所述通信单元用于和其它电力控制插座上的通信单元进行通信，以发送指纹信息至 其它电力控制插座。
4.如权利要求3所述的电力控制插座，其特征在于，所述控制单元还包括一可编程拨 码开关组，所述拨码开关组可预先设定一定范围内的若干电力控制装置的开关状态。
5.如权利要求1所述的电力控制插座，其特征在于，所述控制单元还包括一功率控制 模块，所述功率控制模块可以根据不同指纹信息对所述电力控制插座的输出功率进行控 制。
6.如权利要求1所述的电力控制插座，其特征在于，所述电力控制装置还包括一报警 单元，所述报警单元设置用于指示所述指纹扫描单元的扫描状态和结果。
全文摘要
本发明提供一种电力控制插座，包括插座孔、外壳、电力控制装置和一微型开关，所述电力控制装置包括指纹扫描单元、指纹匹配单元和控制单元，所述指纹扫描单元的扫描部分设置在所述外壳之上，所述指纹扫描单元、指纹匹配单元和控制单元依次相连；所述微型开关设置在所述插座孔的后方，其用于在插头插入插座孔时接通电路，以便能使所述控制单元根据指纹匹配结果对电力提供进行控制。本发明实施例的电力控制插座通过指纹认证及微型开关来对插座进行电力控制，极大的提高了用电安全，不用再担心小孩玩弄插座会发生触电事故。
文档编号H01R13/66GK101867125SQ20101016399
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月9日 优先权日2009年4月17日
发明者王国芳, 程佩仪 申请人:耀光联有限公司