一种新型智能安全插座控制系统的制作方法

[0001]
本发明属于家用电器领域，具体涉及一种新型智能安全插座控制系统。


背景技术：

[0002]
插座是每家每户必须要用到的常规电器，该产品至进入用户使用以来在技术上无太大提升，传统产品在使用上对人身安全一直处于无根本性保护状态，比如当人体在操作插头时由于插头本身因质量原因及环境很容易引起漏电导致意外触电；在深入考虑到人身安全隐患角度上，设计此产品填补了现有技术中所存在的缺陷。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种新型智能安全插座控制系统，可以确保插座使用过程中的人身安全，让用户用的更安心，同时提供了一种具备智能控制、智慧服务的新型插座。
[0004]
为此，本发明公开了一种新型智能安全插座控制系统，包括主控芯片和分别与主控芯片连接的：红外安全距离检测模块，用于检测插座表面与插头前端绝缘头表面的距离。
[0005]
人体电容感应检测模块，用于检测人体在操作过程中的行为状态，根据插座插入插头内引起的电容变化，控制插座的通电状态。
[0006]
零序电流漏电检测模块，用于检测插座的漏电状态，根据所检测零序电流状态判断其是否处于漏电状态，进而通过继电器控制电源输出进行漏电保护。
[0007]
电流过载检测模块，用于检测负载电流是否超过规定值，并根据此条件通过控制继电器执行来控制电源通电状态起到过载保护。
[0008]
人体接触导体检测模块，用于判断是否存在导体直接接触到插孔的导电金属片，并且由人体直接接触到导电体；并通过此条件对插座的通电状态进行控制。
[0009]
进一步的，所述主控芯片连接有无线通信模块，所述无线通信模块为433mhz无线通信模块。
[0010]
更进一步的，所述433mhz无线通信模块连接有移动终端。
[0011]
更进一步的，所述主控芯片还连接有a/d转换模块，所述a/d转换模块连接有空气质量探测模块、环境光照探测模块、环境温度探测模块、环境湿度探测模块、火焰传感探测模块以及报警模块。
[0012]
更进一步的，所述空气质量探测模块为空气质量传感器，所述环境光照探测模块为光敏传感器，所述环境温度探测模块为温度传感器，所述环境湿度探测模块为湿度传感器，所述火焰传感探测模块为火焰传感器。
[0013]
更进一步的，所述主控芯片还连接有usb模块。
[0014]
本发明的有益效果是：1)检测插孔是否处于人体直接接触导体状态，若有则不通电从而起到提前预防与保护
人身安全。
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2)插入插头后若人体未离开插头则不通电，保证通电前人体已离开插头预防人体因意外导致触电。
[0016]
3)正常通电状态下若人体意外接触到通电导体，漏电检测生效并立即切断电源，确保人身安全。
[0017]
4)当检测到电流超过负载额定值时立即切断电源，保证用电器因过载而引起损坏或因长时间过载引发高温火灾，从而起到财产及安全保护。
[0018]
5)当室内人体偶发身体不适状态需要救援求助时，求助者可通过报警模块进行报警，同时救援信号通过无线网络发送至有关人士手机进行救援提醒。
[0019]
6)检测可燃气体浓度及空气质量相关成分指标参数从而起到安全提示及空气质量探测。
[0020]
7)火焰探测传感器可实时监测室内有无明火情况，然后通过无线网络将状态发送至相关用户手机实时提醒用户室内消防安全状态，及时预防意外发生引起财产安全事故。
[0021]
8)环境温度采集，环境湿度采集，光照采集，通过无线连接联合互联网，将日常生活相关状态上传至用户手机起到日常生活服务作用，使生活更智能化。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0023]
空气质量探测模块、环境光照探测模块、环境温度探测模块、环境湿度探测模块、火焰传感探测模块以及报警模块图1为本发明的漏电检测电路原理图。
[0024]
图2为本发明的安全距离检测电路原理图。
[0025]
图3为本发明的报警模块及人体接触导体检测电路原理图。
[0026]
图4为本发明的电源保护电路原理图。
[0027]
图5为本发明的火焰传感探测模块电路原理图。
[0028]
图6为本发明的环境光照探测模块电路原理图。
[0029]
图7为本发明的空气质量探测模块电路原理图。
[0030]
图8为本发明的环境湿度探测模块电路原理图。
[0031]
图9为本发明的环境温度探测模块电路原理图。
[0032]
图10为本发明的主控芯片与433mhz无线模块的电路原理图。
[0033]
图11为本发明的运算放大器电路原理图。
[0034]
图12为本发明的稳压电路电路原理图。
[0035]
图13为本发明的运行流程图。
具体实施方式
[0036]
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范
围。
[0037]
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0038]
如图1至图13所示，本实施例公开了一种智能安全插座控制系统，包括主控芯片和分别与主控芯片连接的： 红外安全距离检测模块，用于检测插座表面与插头前端绝缘头表面的距离。人体电容感应检测模块，用于检测人体在操作过程中的行为状态，根据插座插入插头内引起的电容变化，控制插座的通电状态。零序电流漏电检测模块，用于检测插座的漏电状态，根据所检测零序电流状态判断其是否处于漏电状态，进而通过继电器控制电源输出进行漏电保护。电流过载检测模块，用于检测负载电流是否超过规定值，并根据此条件通过控制继电器执行来控制电源通电状态起到过载保护。人体接触导体检测模块，用于判断是否存在导体直接接触到插孔的导电金属片，并且由人体直接接触到导电体；并通过此条件对插座的通电状态进行控制。
[0039]
在本实施例中，红外安全测距模块通过红外反射传感器，如图2中u4、u6所示，其中，u4、r12、c4、r16、r14构成插头1距离检测电路，u6、r13、c5、r17、r15构成插头2距离检测电路。
[0040]
人体电容感应检测模块采用电容式感应芯片设计，其检测人体在操作过程的中行为状态，从而起到安全保护作用，当操作者将插头插入插座时电容式感应芯片便感应到人体电容，此时插座不执行通电须等到无人体电容感应1s以上方能通电，其中，如图3所示，u7为人体电容感应芯片，u7与ko2引脚、c3和key2感应电极构成人体电容感应电路，在本实施例中设置的感应有效距离为小于等于5mm。
[0041]
零序电流漏电检测模块如图1所示，该插座为2路双控插座，每一路插座独立检测该路漏电状态通断电不影响另一路插座正常使用，漏电检测由u2、u3采集零序电流状态，当插座处于正常状态时芯片引脚5与引脚6电流相等方向相反从而判断为0电流，当该两引脚任一输出电流不平衡便判断为漏电状态，此时立即执行继电器k1、k2动作从而切断电源输出起到漏电保护作用，该“漏电过载检测模块”在设计中进行了运算放大器精确运算与补偿处理，输出灵敏度≤0.1s，误动作≤1
‰
。
[0042]
电流过载检测模块中，过载检测由u2、u3输出相应负载电流，当电流超过规定值时继电器k1、k2动作并切断电源输出从而起到过载保护，本实施例基于可编程芯片程序控制，所以用户可执行调整输出电流过载值1a-20a递增可调，输出灵敏度≤0.1s误动作≤1
‰
。
[0043]
人体接触导体检测模块中，当有导电体直接接触到插孔导电金属片并有人体直接接触到导电体，此时插座则不执行通电动作，须在人体离开导电体或拔出导电体方能通电，如图所示，k3、r2、r3、r4、r10、q3、q5构成1路插座人体接触导体检测电路，k4、r5、r6、r7、r11、q4、q6构成1路插座人体接触导体检测电路；在继电器k1、k2处于开路状态时 k3、k4才能处于闭合状态，k1、k2断开后插孔与输入强电隔离k3、k4此时闭合与插孔插片连接，当插片外部有人体接触到金属导体人体所带静电导入r2、r3、r5、r6再接入q5、q6基极从而引起三极管放大导通，因q5、q6集电极与单片机引脚相连单片机因此进行程序控制继电器k1、k2是否能通断，其中，接通k1、k2强电前必须先断开k4、k5与插片连接电路。
[0044]
进一步的，所述主控芯片连接有无线通信模块，所述无线通信模块为433mhz无线通信模块。所述433mhz无线通信模块连接有移动终端。所述主控芯片还连接有a/d转换模
块，所述a/d转换模块连接有空气质量探测模块、环境光照探测模块、环境温度探测模块、环境湿度探测模块、火焰传感探测模块以及报警模块。所述空气质量探测模块为空气质量传感器，所述环境光照探测模块为光敏传感器，所述环境温度探测模块为温度传感器，所述环境湿度探测模块为湿度传感器，所述火焰传感探测模块为火焰传感器。所述主控芯片还连接有usb模块。
[0045]
进而，在本实施例中，主控芯片采用的是stc15w401as，通过主控芯片与433mhz无线通信模块连接，再通过433mhz无线通信模块与用户手机等移动终端连接，实现将主控芯片控制的各个模块的参数发送给移动终端上，进而通过移动终端可以查看到插座及插座所在环境的环境参数，以及接收到报警信息。
[0046]
除此之外，在本实施例中，插座上还设置有usb模块，usb模块可用于从该处导出插座的运行参数，可以便于对于运行信息的查看，便于诊断出故障来源。在本实施例中，还设有稳压模块如图所示。
[0047]
另外，还需进一步说明的是，本实施例中采用的继电器是离合继电器，不需持续提供控制电流便保持通断两种状态，控制插孔双通双断。当然采用常规继电器也不会影响本方案的具体实施。
[0048]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。