基于zigbee无线通信的插座，紧凑式插座的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能家居系统的智能用电信息采集插座技术领域，尤其涉及一种基于ZIGBEE无线通信技术的智能用电信息采集的插座。
【背景技术】
[0002] 智能用电信息采集插座是基于智能电网智能节能环保理念下诞生的一款智能化 产品。针对普通智能插座和智能电表，其功能单一，操作繁琐，结构复杂，可靠性不高，用户 体验不佳，不利于节能环保等。本发明有针对性的集成了上述设备的突出功能，实现了集智 能开关控制和用电信息采集于一体，采用标准化、模块化设计理念，具有可靠性高，稳定性 强、结构紧凑、外观优美、体积小巧，低功耗、节能环保，不仅为用户提供了智能和方便的操 作，其自身的低功耗也满足了节能环保的要求。
【发明内容】
[0003] 本实施例技术方案的特点是开发一种基于ZIGBEE无线通信技术的智能用电信息 采集插座，主要的技术创新组成有以下5点： 1、 整个电路系统采用模块化设计理念，分别将ZIGBEE无线通信模块、电量计量模块、 电源模块和继电器开关模块设置于电路板基本中，具有可靠性高，稳定性强、结构紧凑、夕卜 观优美、体积小巧、即插即用，减少了电表内的占地面积，同时也可以植入其他用电设备内， 采集用电信息，方便产品模块化推广等优点； 2、ZIGBEE无线通信模块采用了基于IEEE802. 15. 4标准和国际ZIGBEE联盟标准，使 用免费、抗干扰能力强、速率适中、成本低、功耗低、网络容量大、穿透能力强、全方向通信、 时延短、传输可靠等特点决定了比其他技术更具有优势性。
[0004] 3、电量计量模块主要包括电压、电流互感器、电能计量芯片。采用电压、电流互感 器采集用电信息并传送给电能计量芯片，经过电能计量芯片进行测量，并计算出家庭用电 信息。
[0005] 4、电源模块主要采用集成的交流转直流的供电模块，将交流220V的市电直接转 化为直流电给ZIGBEE无线通信模块、电量计量模块和其他电路供电。继电器开关模块主要 控制智能插座的通电与断电。
[0006] 技术方案：基于ZIGBEE无线通信的插座，通过ZIGBEE应用协议被一个用户设备 控制，所述插座具有一个本体，在本体一端设置有室内用户设备的取电插槽，另一端连接市 电电力线，在本体内设有：电量计量模块，用于采集通过此插座取电的室内用户设备的用电 信息；ZIGBEE通信模块，用于承载所述的ZIGBEE应用协议，与用户设备建立无线连接；继电 器开关，连接所述ZIGBEE通信模块，以根据其接收的用户信号通断所述插座；以及电源，将 AC220V市电转换为供所述的ZIGBEE通信模块和电量计量模块提供工作电源。
[0007]在一个实施例中，在所述本体一端设置扩展接口，所述电量计量模块、ZIGBEE通信 模块通过扩展接口与所述插座集成。
[0008] 在一个实施例中，所述的扩展接口为多个，使得所述插座在功能性上按照所拆装 的功能模块的不同而相应地增减。
[0009] 在另一个实施例中，紧凑式插座，其功能组件被限定于一个绝缘性本体内，所述功 能组件包括：在本体表面上设置的供室内用户设备使用的取电插槽，以及在另一本体表面 上设置的取电插头；连接于所述取电插槽与取电插头之间的扩展接口，其中所述扩展接口 的截面尺寸设定为小于或等于18_X14. 5_。
[0010] 在一个实施例中，所述扩展接口包括：电量计量模块，用于采集通过此插座取电的 室内用户设备的用电信息；ZIGBEE通信模块，用于承载所述的ZIGBEE应用协议，与用户设 备建立无线连接；继电器开关，连接所述ZIGBEE通信模块，以根据其接收的用户信号通断 所述插座；或者电源，将AC220V市电转换为供所述的ZIGBEE通信模块和电量计量模块提供 工作电源。
[0011] 在一个实施例中，所述绝缘性本体包括不设有用于控制安装于所述扩展接口中的 任一功能性模块或电路的控制按键的平滑本体，所述功能组件进一步包括用于自动检测电 流通断的插座检测电路，用于所述紧凑式插座的安全插拔连接。
[0012] 在一个实施例中，所述取电插槽或取电插头的导电接触部分包括耦合连接的端部 接触件、中段接触件和末端接触件。
[0013] 在一个实施例中，所述绝缘性本体的截面尺寸设定为40mmX39. 8mm或更小。
[0014]采用本发明实施例的技术效果显著，首先，其外观设计新颖，结构紧凑，体积小巧， 适合单独安装或携带，使用方便；其次，插座的功能性可以按照所安装的模块的不同而产生 变化，扩展性较强；插座对由于不当插拔做了保护措施，便于用户安全使用。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明插座的功能示意图； 图2为本发明插座的立体示意图； 图3为本发明立体图在纵向上的剖视图。
【具体实施方式】
[0016] 参照图1至3,本实施例是一种基于ZIGBEE无线通信技术的智能用电信息采集插 座包括插座本体23,在所述插座本体23中设置有ZIGBEE无线通信模块21、电量计量模块、 继电器开关模块和电源模块(未绘示出）。与一般技术相比，本发明智能用电信息采集插座 基于ZIGBEE无线通信网络，用户可远程控制插座的通电和断电，同时可远程采集家电设备 的用电信息(包括：电压，电流，功率，电量等)，输出功率满足主要家电负荷需求。在一个实 施例中，电量计量模块，采用钜泉光电科技(上海)股份有限公司的ATI7039A芯片，主要负责 采集测量室内用户用电设备的电压，电流，功率，电量等信息。在一个实施例中，ZIGBEE无线 通信模块采用SILICONLABS公司的EM357芯片，主要通过ZIGBEE无线通信技术、控制插座 继电器开关的断开和闭合、读取继电器开关状态，读取家电设备的用电信息，并基于ZIGBEE 协议将实时上传监测的智能插座的运行参数传递给手持终端。
[0017] 基于ZIGBEE无线通信的插座2是通过ZIGBEE应用协议被一个用户无线手持设备 1控制，所述插座具有一个本体，在本体23 -端设置有室内用户设备的取电插槽22,另一端 连接市电电力线，在本体内设有：电量计量模块，用于采集通过此插座取电的室内用户设备 的用电信息；ZIGBEE通信模块，用于承载所述的ZIGBEE应用协议，与用户设备建立无线连 接；继电器开关，连接所述ZIGBEE通信模块，以根据其接收的用户信号通断所述插座；以及 电源，将AC220V市电转换为供所述的ZIGBEE通信模块和电量计量模块提供工作电源。
[0018] 在一个实施例中，智能用电信息采集插座结构外形如图3所示，其外观设计新颖， 结构紧凑，体积小巧，表面带有状态指示灯26和复位按键27。
[0019] 在一个实施例中，在所述本体23的一端部24上设置扩展接口 25，所述电量计量模 块、ZIGBEE通信模块通过此扩展接口与所述插座2插拔式集成。智能用电信息采集插座的 整个电路系统采用模块化设计理念，主要包括ZIGBEE无线通信模块、电量计量模块、电源 模块和继电器开关模块，在不同的需求下，可以向扩展接口 25中插入功能模块，使得插座 的功能发生变化。
[0020] 在一个实施例中，所述的扩展接口为多个，使得所述插座在功能性上按照所拆装 的功能模块的不同而相应地增减。
[0021] 插座2内可以包括可调的DC电源电路，通过在不同时刻在扩展接口 25中接入的 功能模块的不同而提供不同的DC电压，DC电压一方面作为供电所用，另一方面作为向功能 模块承载一定大小的数据信号，数据信号可包括例如给无线模块(WIFI信号)的供电信号或 确认信号进行响应的数据信息。
[0022] 在一个实施例中，整个插座2的电路系统是以电量计量模块为核心的控制系统， 市电220V输入，供AC-DC电源模块转换成5V直流电压，再经过DC-DC变换电路输出3. 3V 电压，给电量计量模块，ZIGBEE无线通信模块供电；电量计量模块采集输入电压，输入电流 信息，经过ATI7039A芯片计算处理，得出相关的功率，电量等其他用电信息；电量计量模块 控制继电器开关模块的闭合和断开，从而控制用电设备的通电和断电；ZIGBEE无线通信模 块与电量计量模块实时通信，通过ZIGBEE网络使无线手持终端