基于无线通信的智能插座的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种基于无线通信的智能插座，包括电源输入接口和电源输出接口，在电源输入接口和电源输出接口之间依次连接有能量采集电路和开关控制电路，能量采集电路采集电源输出接口所输出的电流值和电压值并将其传送至无线能源管理模块中，无线能源管理模块的输出端设置有一路控制信号来控制开关控制电路的开闭状态，在无线能源管理模块上还连接有存储器，在电源输入接口上接有电源转换模块，电源转换模块将电源输入接口所输入的市电转换为不同等级的直流稳压电源，用于向无线能源管理模块供电。采用上述结构，不仅能实现智能插座自主供电，且能控制电器插座的通断，避免电器长时间待机，浪费资源，而且插座能计量电器的用电量。
【专利说明】
基于无线通信的智能插座
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能环保家居领域，具体是涉及一种基于无线通信的智能插座。
【背景技术】
[0002]随着家用电器、办公用电器的广泛使用，人们的生活越来越便利，但是因为不方便，很多人不会去拔掉插座，使电器一直待机，造成因电器待机的浪费电量也越来越多。为解决这个问题，出现了许多带有遥控断电功能的插座，但是，这些遥控插座大部分需要外接电池供电，而插座大部分位于角落里或者家具背后，更换电池很不方便。
[0003]再者，现在的家庭或者公司一般是一户仪表，只能测算整个家庭用电，不能具体测量每个电器的能耗。
【实用新型内容】
[0004]为解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于无线通信的智能插座，通过无线能源管理模块控制插座的遥控断电，并且通过能量采集电路能测出与插座连接的电器的用电量。
[0005]技术方案如下:
[0006]—种基于无线通信的智能插座，包括电源输入接口和电源输出接口，其关键在于:在所述电源输入接口和电源输出接口之间依次连接有能量采集电路和开关控制电路，所述能量采集电路采集电源输出接口所输出的电流值和电压值并将其传送至无线能源管理模块中，所述无线能源管理模块的输出端设置有一路控制信号来控制所述开关控制电路的开闭状态，在所述无线能源管理模块上还连接有存储器，在所述电源输入接口上还连接有电源转换模块，该电源转换模块将电源输入接口所输入的市电电源转换为不同等级的直流稳压电源，用于向所述无线能源管理模块供电。
[0007]采用上述结构，能实现自能插座的自主供电，不用外接电池，通过能量采集电路能检测电器的用电量，无线能源管理模块能控制插座的断电，解决了电器待机问题，节约了能源。
[0008]更进一步的，所述电源输入接口设置有LIN端和NIN端，所述电源输出接口设置有LOUT端和NOUT端，所述能量采集电路包括一采样电阻R15，该采样电阻R15串接于LIN端和LOUT端之间；
[0009]所述采样电阻R15的采样输出端经过电阻R12连接到第一运算放大器的正相输入端，该第一运算放大器的正相输入端还经电容C7接地，第一运算放大器的反相输入端经电阻Rll接地，第一运算放大器的输出端与反相输入端之间还并行连接有电阻R3和电容C6，通过第一运算放大器输出电流采样信号到所述无线能源管理模块的一个输入端；
[0010]所述采样电阻R15的采样输出端经过电阻R12后还经过电阻R4接入第二运算放大器的反相输入端，该第二运算放大器的正相输入端输入有一路基准电压参考信号，所述第二运算放大器输出端还与反相输入端连接，通过第二运算放大器输出电压采样信号到所述无线能源管理模块的另一输入端。
[0011 ] 采用上述结构，通过第一运算放大器和第二运算放大器测量感应电阻的电压，能分别计算出与电源输出的能量值，从而得到电器的耗电量。
[0012]更进一步的，所述开关控制电路包括一继电器，该继电器的常开开关串接在LIN端和LOUT端之间，该继电器的线圈绕组一端接所述电源转换模块输出的一个直流稳压电源，另一端经过限流电阻R8连接在三极管Ql的集电极上，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极经电阻RlO接所述无线能源管理模块的一个输出控制端。
[0013]采用上述结构，无线能源控制模块控制三极管的通断，从而控制继电器工作，达到插座断电与通电的无线控制，避免电器处于长时间待机状态。
[0014]更进一步的，在所述NIN端和LIN端之间连接有压敏电阻VRl，在所述继电器的常开开关上并行连接有压敏电阻VR2。
[0015]采用上述结构，能避免电路中产生的过载电压烧坏电路。
[0016]更进一步的，所述电源转换模块包括熔断器F1、扼流线圈L1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、稳压二极管ZDl以及型号为VIPerl2AS的单电源芯片U1，所述熔断器Fl的一端接电源输入接口的NIN端，该熔断器Fl的另一端与二极管Dl的正极端相连，二极管Dl的负极经扼流线圈LI连接到所述单电源芯片Ul的5/6/7/8输入脚，所述单电源芯片Ul的1/2输出脚一边经过扼流线圈L2向外输出电压级别为VCC2的直流电源，另一边经过电容C4接3号反馈脚，同时单电源芯片Ul的1/2输出脚还依次经过电容C5和二极管D4后接4号供电管脚，单电源芯片Ul的1/2输出脚还经过二极管D2反向接地，在单电源芯片Ul的1/2输出脚和4号供电管脚还连接有电容C3，在单电源芯片Ul的3号反馈脚和二极管D4的正极之间还连接有稳压二极管ZDl，在扼流线圈L2的输出端与二极管D4的正极之间还正向连接有二极管D3，在扼流线圈LI的两端还分别经过电容Cl和电容C2接地；
[0017]所述扼流线圈L2的输出端输出电压级别为VCC2的直流电源，该直流电源经过一电源转换芯片U2后转换为另一级别的直流电源VCCl。
[0018]采用上述结构，能输出多个不同的电压，给不同模块提供相应的供电电压，实现智能插座的自主供电的功能。
[0019]更进一步，所述无线能源管理模块采用型号为SX1278。
[0020]采用上述结构，具有较强的抗干扰能力，而且传输距离远，穿透能力强，适合屋内使用。
[0021]有益效果:采用本实用新型的基于无线通信的智能插座，能无线控制电器插座的通断，避免电器长时间待机，而且插座能计量电器的用电量；智能插座自主供电，没有更换电池的麻烦。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的电路原理框图；
[0023]图2为本实用新型的开关控制和能量采集电路图；
[0024]图3为本实用新型的电源转换模块电路图；
[0025]图4为本实用新型的无线能源管理模块电路图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
[0027]如图1所示，一种基于无线通信的智能插座，包括电源输入接口和电源输出接口，在所述电源输入接口和电源输出接口之间依次连接有能量采集电路和开关控制电路，所述能量采集电路采集电源输出接口所输出的电流值和电压值并将其传送至无线能源管理模块中，所述无线能源管理模块的输出端设置有一路控制信号来控制所述开关控制电路的开闭状态，在所述无线能源管理模块上还连接有存储器，在所述电源输入接口上还连接有电源转换模块，该电源转换模块将电源输入接口所输入的市电电源转换为不同等级的直流稳压电源，用于向所述无线能源管理模块供电。
[0028]如图2所示，所述电源输入接口设置有LIN端和NIN端，LIN端和NIN端与市电电源连接，所述电源输出接口设置有LOUT端和NOUT端，所述能量采集电路包括一采样电阻Rl 5，该采样电阻Rl5串接于LIN端和LOUT端之间，在所述NIN端和LIN端之间连接有压敏电阻VRl，避免两端形成过载电压，烧坏整个电路。
[0029]所述采样电阻R15的采样输出端经过电阻R12连接到双运算放大器U3的第一运算放大器的正相输入端，该第一运算放大器的正相输入端还经电容C7接地，第一运算放大器的反相输入端经电阻RU接地，第一运算放大器的输出端与反相输入端之间还并行连接有电阻R3和电容C6，通过第一运算放大器输出电流采样信号Vin2经电阻R5到所述无线能源管理模块的一个输入端。
[0030]所述采样电阻R15的采样输出端经过电阻R12后还经过电阻R4接入双运算放大器U3的第二运算放大器的反相输入端，该第二运算放大器的正相输入端的一路经电阻R7与电源转换模块输出的一个直流电压源VCCl连接，另一路经电阻R6接地，电阻R6的两端并联有电容C15，所述第二运算放大器输出端还与反相输入端连接，通过第二运算放大器输出电压采样信号Vinl经电阻R9传输到所述无线能源管理模块的另一输入端。无线能源管理模块的两个采样信号输入端接共阳极稳压管ZD2，共阳极稳压管ZD2的两个阴极的一边分别接无线能源管理模块的两个采样信号输入端，另一边分别经电容CS、电容C9接地，共阳极稳压管ZD2的阳极接地。无线能源模块接收到双运算放大器U3采集到的电压采样信号Vinl和电流采样信号Vin2后，经过运算就能得到与智能插座连接的电器的用电量。
[0031]所述开关控制电路包括一继电器RLl，该继电器RLl的常开开关串接在LIN端和LOUT端之间，在所述继电器RLl的常开开关上并行连接有压敏电阻VR2。
[0032]该继电器RLl的线圈绕组一端接所述电源转换模块输出的一个直流稳压电源VCC2，另一端经过限流电阻R8连接在三极管Ql的集电极上，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极经电阻RlO接所述无线能源管理模块的一个输出控制端PB2。
[0033]无线能源控制模块控制端输出一个高电平，三极管Ql导通，继电器RLl工作，使继电器RLl的常开开关闭合，LIN端和LOUT端导通，智能插座开始供电。
[0034]如图3所示，所述电源转换模块包括熔断器F1、扼流线圈L1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、稳压二极管ZDl以及型号为VIPerl2AS的单电源芯片U1，所述熔断器Fl的一端接电源输入接口的NIN端，起到保护的作用，该熔断器Fl的另一端与二极管Dl的正极端相连，扼流线圈LI的两端分别与电容Cl和电容C2的一端并联，电容Cl和电容C2的另一端接地，二极管Dl的负极经扼流线圈LI连接到所述单电源芯片Ul的5/6/7/8输入脚，所述单电源芯片Ul的1/2输出脚一边经过扼流线圈L2向外输出电压级别为VCC2的直流电源，另一边经过电容C4接Ul的3号反馈脚，同时单电源芯片Ul的1/2输出脚还依次经过电容C5和二极管D4后接4号供电管脚，单电源芯片Ul的1/2输出脚还经过二极管D2反向接地，在单电源芯片Ul的1/2输出脚和4号供电管脚还连接有电容C3，在单电源芯片Ul的3号反馈脚和二极管D4的正极之间还连接有稳压二极管ZDl，在扼流线圈L2的输出端与二极管D4的正极之间还正向连接有二极管D3。
[0035]所述扼流线圈L2的输出端输出电压级别为VCC2的直流电源，该直流电源经过一电源转换芯片U2后转换为另一级别的直流电源VCCl。
[0036]如图4所示，所述无线能源管理模块采用型号为SX1278，无线能源管理模块的1/3引脚分别输入电压采样信号Vinl和电流采样信号Vin2，10/12引脚分别依次经电阻R13和R14与发光二极管LEDl、LED2接地，形成自能插座工作指示电路，引脚14接复位电路。无线能源管理模块接有存储器U4和调试模块，存储器的型号为M24C08。
[0037]无线能源控制模块接收到电压采样信号Vinl和电流采样信号Vin2，计算出用电量后存入存储器中，无线能源控制模块接收到控制信号后，在PB2端输出控制信号，控制智能插座导通。
[0038]最后需要说明的是，上述描述为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于无线通信的智能插座，包括电源输入接口和电源输出接口，其特征在于:在所述电源输入接口和电源输出接口之间依次连接有能量采集电路和开关控制电路，所述能量采集电路采集电源输出接口所输出的电流值和电压值并将其传送至无线能源管理模块中，所述无线能源管理模块的输出端设置有一路控制信号来控制所述开关控制电路的开闭状态，在所述无线能源管理模块上还连接有存储器U4，在所述电源输入接口上还连接有电源转换模块，该电源转换模块将电源输入接口所输入的市电电源转换为不同等级的直流稳压电源，用于向所述无线能源管理模块供电。2.根据权利要求1所述的基于无线通信的智能插座，其特征在于:所述电源输入接口设置有LIN端和NIN端，所述电源输出接口设置有LOUT端和NOUT端，所述能量采集电路包括一采样电阻Rl 5，该采样电阻Rl 5串接于LIN端和LOUT端之间； 所述采样电阻R15的采样输出端经过电阻R12连接到第一运算放大器的正相输入端，该第一运算放大器的正相输入端还经电容C7接地，第一运算放大器的反相输入端经电阻Rll接地，第一运算放大器的输出端与反相输入端之间还并行连接有电阻R3和电容C6，通过第一运算放大器输出电流采样信号到所述无线能源管理模块的一个输入端； 所述采样电阻R15的采样输出端经过电阻R12后还经过电阻R4接入第二运算放大器的反相输入端，该第二运算放大器的正相输入端输入有一路基准电压参考信号，所述第二运算放大器输出端还与反相输入端连接，通过第二运算放大器输出电压采样信号到所述无线能源管理模块的另一输入端。3.根据权利要求2所述的基于无线通信的智能插座，其特征在于:所述开关控制电路包括一继电器，该继电器的常开开关串接在LIN端和LOUT端之间，该继电器的线圈绕组一端接所述电源转换模块输出的一个直流稳压电源，另一端经过限流电阻R8连接在三极管Ql的集电极上，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极经电阻RlO接所述无线能源管理模块的一个输出控制端。4.根据权利要求3所述的基于无线通信的智能插座，其特征在于:在所述NIN端和LIN端之间连接有压敏电阻VRl，在所述继电器的常开开关上并行连接有压敏电阻VR2。5.根据权利要求2-4任一所述的基于无线通信的智能插座，其特征在于:所述电源转换模块包括熔断器Fl、扼流线圈L1、二极管Dl、二极管D2、二极管D3、二极管D4、稳压二极管ZDl以及型号为VIPerl2AS的单电源芯片Ul，所述熔断器Fl的一端接电源输入接口的NIN端，该熔断器Fl的另一端与二极管Dl的正极端相连，二极管Dl的负极经扼流线圈LI连接到所述单电源芯片Ul的5/6/7/8输入脚，所述单电源芯片Ul的1/2输出脚一边经过扼流线圈L2向外输出电压级别为VCC2的直流电源，另一边经过电容C4接3号反馈脚，同时单电源芯片Ul的1/2输出脚还依次经过电容C5和二极管D4后接4号供电管脚，单电源芯片Ul的1/2输出脚还经过二极管D2反向接地，在单电源芯片Ul的1/2输出脚和4号供电管脚还连接有电容C3，在单电源芯片Ul的3号反馈脚和二极管D4的正极之间还连接有稳压二极管ZD1，在扼流线圈L2的输出端与二极管D4的正极之间还正向连接有二极管D3，在扼流线圈LI的两端还分别经过电容Cl和电容C2接地； 所述扼流线圈L2的输出端输出电压级别为VCC2的直流电源，该直流电源经过一电源转换芯片U2后转换为另一级别的直流电源VCCl。6.根据权利要求5所述的基于无线通信的智能插座，其特征在于:所述无线能源管理模 块采用型号为SX1278。
【文档编号】H01R13/66GK205565187SQ201620238983
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】王波, 陈建军, 黄双庆
【申请人】重庆特斯联智慧科技股份有限公司