一种智能无线插座的制作方法

文档序号:11991660阅读:197来源:国知局

本实用新型涉及智能家居领域,具体涉及一种智能无线插座。



背景技术:

智能家居是物联网的主要应用之一,它以家庭住宅为平台,利用先进的计算机技术、通讯技术、传感器技术及控制技术等,将各种家用电子设备进行集中控制和管理,从而创造出高效、舒适、安全、便利和环保的居住环境。普通的插座仅能提供电能的输出,不能进行过流及过温保护,而且控制方法较为单一,无法满足智能家居的控制需求。

目前,市面上已有各式各样的智能插座,但是都存在以下几个缺点:

1、插座通断控制采用传统的开关或继电器方式控制家用电器,使用过程中,在接通与断开的瞬间触点处会产生电火花,并且负载功率越大,其电火花越大。长期使用,这种电火花不仅会烧蚀开关触点,降低开关寿命,而且若环境中存在可燃性气体还会引起燃烧、爆炸等事故隐患。

2、电能计量的电流检测一般采用电流互感器进行检测,存在绝缘困难、成本高、体积大、重量重且已受电磁干扰。



技术实现要素:

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题,提供了一种具有供电过程控制、电能计量及采用无线通讯控制的智能无线插座。

实现上述目的,本实用新型提供了一种智能无线插座,包括微处理器、隔离光耦、晶闸管、霍尔传感器和无线通讯模块,所述晶闸管、霍尔传感器以及插连在插座上的负载电器依次串联在电源回路中,所述微处理器通过隔离光耦与晶闸管相连用于控制电源的通断,所述霍尔传感器与微处理器相连,用于电源回路中的电流采样,所述微处理器与霍尔传感器之间还设置有滤波器,所述无线通讯模块与微处理器相连,所述无线通讯模块采用Wifi信号或GSM信号接入物联网并与接入物联网的智能终端相连,所述微处理器上还连接有用于故障报警的蜂鸣器、显示工作状态的LCD显示屏及用于本地操控的控制按键。

作为本实用新型的优选技术方案,所述微处理器为基于Cortex-M3内核的32位增强型闪存的单片机,并采用STM32F1032ZET作为控制核心。

作为本实用新型的优选技术方案,所述霍尔传感器采用的型号为ACS712ELCTR-05B。

作为本实用新型的优选技术方案,所述智能终端为电脑、笔记本或智能手机。

本实用新型的智能无线插座可以达到如下有益效果:

1)采用晶闸管控制电源电路的通断,由于晶闸管电路是无触点结构,在接通个断开瞬间都不会产生电火花,并且不论是否为阻性负载,还是感性、容性负载,晶闸管均可实现电流的通断,并且可以达到几千个小时连续工作无故障,并且其寿命远远大于普通触点式插座,且不会因电源电路的通断引发火灾,安全性能可靠。

2)晶闸管与微控制器之间采用隔离光耦进行强弱电之间的电气隔离,隔离光耦具有零触发电路,其最小接通、关断时间是半个电源周期,并且可在负载上得到一个完整的正弦波,这种过零控制下的电压与电流波形成不仅减少了对负载的冲击,也可大大减少了负载对电网的干扰。

3)霍尔传感器具有低噪音、响应时间快,使用方便、绝缘电压高及性价比高的优点,且内置的低偏置线性霍尔传感器电路能精确的对负载电器进行电流数据采集。

4)霍尔传感器将采集的电流数据传输给微处理器,计算出流经负载的电流值,从而计算出插座的输出功率,计算结果与设定值进行比较,一旦超过设定值,微处理器通过控制晶闸管立即切断负载电源,实现对家用电器的功率检测和过流保护。

5)用户采用无线通讯模块对插座进行远程控制,当用户远离住所时,便可通过无线通讯模块随时了解插座的工作状态,并通过远程控制插座进而实现对家用电器的智能控制及管理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型智能无线插座提供的一实例的电气结构示意图。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型智能无线插座提供的一实例的电气结构示意图,如图1所示,智能无线插座包括微处理器、隔离光耦、晶闸管、霍尔传感器和无线通讯模块,所述晶闸管、霍尔传感器以及插连在插座上的负载电器依次串联在电源回路中,所述微处理器通过隔离光耦与晶闸管相连用于控制电源的通断,所述霍尔传感器与微处理器相连,用于电源回路中的电流采样,所述微处理器与霍尔传感器之间还设置有滤波器,所述无线通讯模块与微处理器相连,所述无线通讯模块采用Wifi信号或GSM信号接入物联网并与接入物联网的智能终端相连,所述微处理器上还连接有用于故障报警的蜂鸣器、显示工作状态的LCD显示屏及用于本地操控的控制按键,当插座出现过温保护或过流保护是,微处理器驱动蜂鸣器进行报警,同时报警信息还可通过LCD显示屏及与插座进行无线通讯的智能终端告知用户。

具体实施中,所述微处理器为基于Cortex-M3内核的32位增强型闪存的单片机,并采用STM32F1032ZET作为控制核心,Cortex-M3内核的设计满足集高性能、低功耗、实时应用等于一体的嵌入式领域的要求,最高频率可达72MHz,丰富的片上资源大大简化了系统硬件,降低了设计成本。另外,单片机设有内部温度传感器,可以用测量单片机内部及周围环境的温度,其温度测量范围为-40~+125℃,插座内部对温度的精度要求不高,使用过程中,可选择使用单片机内部温度传感器实现对插座内部的温度采集,当检测温度超过设定值时,单片机通过晶闸管切断负载电源,从而实现插座的过温保护。

具体实施中,所述霍尔传感器采用的型号为ACS712ELCTR-05B。

具体实施中,所述智能终端为电脑、笔记本或智能手机。

本实施例智能无线插座的工作原理如下:

通过晶闸管实现负载电器电路的通断控制,晶闸管具有体积小、重量轻、容量大、工作电压高、控制灵活方便的特点,并且对应用于大功率下的电能转与功率无触点控制,具有其他器件不可替代的功能。

晶闸管与微处理器之间采用隔离光耦进行强弱电之间的电气隔离,其隔离光耦具有过零检测电路。当微处理器的控制信号最有于隔离光耦的隔离电路输入端时,内部发光二极管同步发光照射光敏三极管,使之饱和导通,此时过零检测电路实施对晶闸管电路输入电压的零点检测,并使晶闸管在输入电压为0是导通;同样,当没有控制信号作用于隔离光耦的隔离电路输入端时,过零检测电路使晶闸管在输入电压为0时关断。从而通过晶闸管实现对负载源电路的控制,其最小接通、关断时间是半个电源周期,并且可在负载上得到一个完整的正弦波,这种过零控制下的电压与电流波形成既减少了对负载的冲击,也可大大减少了负载对电网的干扰。

通过霍尔传感器实现负载电器的功率测量,霍尔传感器内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路,能检测与输出的交流或直流成比例的电压。霍尔传感器的输出端经过滤波后,由微处理器的模拟输入端进行模数转换,根据霍尔传感器输出电压与被测电流的线性关系,计算出流经负载的电流值,从而计算出插座的输出功率,完成对负载电器的功率检测。

使用过程中,如果计算出的实际输出功率一旦超过设定值,微处理器即控制晶闸管切刀负载电源,从而实现插座的过流保护。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域熟练技术人员应当理解,这些仅是举例说明,可以对本实施方式做出多种变更或修改,而不背离本实用新型的原理和实质,本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

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