一种洗衣机状态检测及网络远程控制的装置的制作方法

本实用新型属于电流感应与网络控制技术领域，具体涉及一种洗衣机状态检测及网络远程控制的装置以及包括该装置的洗衣机。

背景技术：

投币洗衣机给使用者的生活带来便利的同时，也存在一些不令人满意的地方：第一，只局限于投币的支付方式给使用者增添换硬币的麻烦，不利于使用；第二，使用者不能随时随地查看洗衣机的空余状态；第三，洗衣结束后不能及时提醒使用者取走衣物。这些因素都阻碍了使用者时间和洗衣机资源的有效利用。当前社会在大学或者大型工厂的洗衣房，还未出现在改装现有的洗衣机的前提下，实现洗衣机网上预约使用的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种洗衣机状态检测及网络远程控制的装置以及包括该装置的洗衣机。

本实用新型一种洗衣机状态检测及网络远程控制的装置，包括电流互感模块、信号调理模块、滤波模块、模数转换模块、控制器和继电器。所述的电流互感模块包括电流互感器和第一放大器。所述电流互感器的第一输出接线端与第一电阻R1及第二电阻R2的一端相连并接地，第二输出接线端与第三电阻R3的一端及第二电阻R2的另一端。第一电阻R1的另一端接第一放大器的正相输入端。第三电阻R3的另一端接第一放大器的反相输入端及第四电阻R4的一端。第四电阻R4的另一端接第一放大器的输出端。

所述的信号调理模块包括第二放大器和第三放大器。所述第二放大器及第三放大器的正相输入端均接第一放大器的输出端。第二放大器的反相输入端接第五电阻R5、第六电阻R6的一端及第一二极管的负极，输出端接第一二极管的正极及第二二极管的负极。第五电阻R5的另一端接地。第六电阻R6的另一端接第二二极管的正极及第七电阻R7的一端。第七电阻R7的另一端接第三放大器的反相输入端及第八电阻R8的一端。第八电阻R8的另一端接第三放大器的输出端。

所述的滤波模块包括第四放大器、第九电阻R9、第十电阻R10和第一电容C1。第九电阻R9的一端接第三放大器的输出端，另一端接第十电阻R10及第一电容C1的一端。第一电容C1的另一端接地。第十电阻R10的另一端接第四放大器的反相输入端、第十一电阻R11及第二电容C2的一端。第四放大器的正相输入端接地。第十一电阻R11及第二电容C2的另一端均接第四放大器的输出端。

所述的模数转换模块包括数模转换器。所述数模转换器的AIN0引脚接第四放大器的输出端，VDD引脚接第三电容C3的一端及3.3V电压，GND及ADDR引脚与第三电容C3的另一端相连并接地，SCL引脚接第十二电阻R12的一端及控制器的第一I/O口，SDA引脚接第十三电阻R13的一端及控制器的第二I/O口。控制器的第三I/O口接继电器的第一输入接线端。继电器的第二输入接线端接地。

进一步地，所述的第一放大器、第二放大器、第三放大器及第四放大器的型号均为OP07。

进一步地，所述的控制器采用树莓派嵌入式单元。

进一步地，数模转换器的型号为ADS1115。所述的继电器采用SSR单相固态继电器。

包括该洗衣机状态检测及网络远程控制的装置的洗衣机，还包括洗衣机主体和洗衣机供电插头。所述洗衣机主体的接地线、零线与洗衣机供电插头的接地线、零线分别相连。洗衣机供电插头的火线、零线与电流互感器的第一输入接线端、第二输入接线端分别电连接。洗衣机供电插头的火线与继电器的第一输出接线电连接。洗衣机主体的火线与继电器的第二输出接线端电连接。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型能够检测洗衣机的工作状态并能够控制洗衣机的通断电，进而在无需改变传统洗衣机情况下，为洗衣机增加网络预约功能。

2、本实用新型适用各种大学和工业的洗衣房场合，满足现实社会需求。

3、本实用新型工作可靠、成本低廉、使用简单。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型中电流互感模块的电路原理图；

图3为本实用新型中信号调理模块的电路原理图；

图4为本实用新型中滤波模块的电路原理图；

图5为本实用新型中模数转换模块、控制器及继电器的组合电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种洗衣机状态检测及网络远程控制的装置，包括洗衣机主体、洗衣机供电插头和洗衣机工作状态检测装置。洗衣机主体的接地线、零线与洗衣机供电插头的接地线、零线分别相连。洗衣机工作状态检测装置包括电流互感模块1、信号调理模块2、滤波模块3、模数转换模块4、控制器U1和继电器K1。控制器U1采用树莓派嵌入式单元。继电器K1采用SSR单相固态继电器。电流互感模块1采集当前输入洗衣机主体的电流值，并将采集的微弱电流值输出到信号调理单元，信号调理单元接受微弱的电流信号整理成0V～3.3V的模拟信号输出到模数转换模块4。模数转换单元通过模数转换器将接受到的模拟信号经过转换为数字信号，并通过IIC通信的方式输入到控制器U1。控制器U1与局域网连接，进而与洗衣平台通信，其内部WEB控制单元控制I/O口从而实现对继电器K1的控制，达到用户通过网络预约使用洗衣机。

树莓派嵌入式单元由其供电模块，内置WiFi模块，输入数据信息，显示处理信息结果的显示器以及将处理的数据发送至远程数据库的通信模块构成。采用Raspberry Pi 3B+型的卡片式电脑Linux操作系统，内置802.11AC无线2.4GHz/5/Ghz双频WIFi，通过HDMI接口与显示屏连接，内置WiFi模块通过WiFi经过路由器将数据传送到数据库。通过将检测的数据信息传至树莓派，树莓派对数据进行处理并将处理的信息发送至远程数据库。

如图2所示，电流互感模块1包括电流互感器U3和第一放大器Q1。第一放大器Q1的型号为OP07。电流互感器U3的第一输入接线端、第二输入接线端与洗衣机供电插头的火线IN、零线(即市电的火线、零线)分别电连接。电流互感器U3的第一输出接线端与第一电阻R1及第二电阻R2的一端相连并接地，第二输出接线端与第三电阻R3的一端及第二电阻R2的另一端。第一电阻R1的另一端接第一放大器Q1的正相输入端。第三电阻R3的另一端接第一放大器Q1的反相输入端及第四电阻R4的一端。第四电阻R4的另一端接第一放大器Q1的输出端。第一放大器Q1的输出端即为电流互感模块1的信号输出端Out1。

如图3所示，信号调理模块2包括第二放大器Q2和第三放大器Q3。第二放大器Q2及第三放大器Q3的型号均为OP07。第二放大器Q2及第三放大器Q3的正相输入端均接电流互感模块1的信号输出端Out1。第二放大器Q2的反相输入端接第五电阻R5、第六电阻R6的一端及第一二极管V1的负极，输出端接第一二极管V1的正极及第二二极管V2的负极。第五电阻R5的另一端接地。第六电阻R6的另一端接第二二极管V2的正极及第七电阻R7的一端。第七电阻R7的另一端接第三放大器Q3的反相输入端及第八电阻R8的一端。第八电阻R8的另一端接第三放大器Q3的输出端。第三放大器Q3的输出端即为信号调理模块2的调理输出端Out2。

如图4所示，滤波模块3包括第四放大器Q4、第九电阻R9、第十电阻R10和第一电容C1。第四放大器Q4的型号为OP07。第九电阻R9的一端接信号调理模块2的调理输出端Out2，另一端接第十电阻R10及第一电容C1的一端。第一电容C1的另一端接地。第十电阻R10的另一端接第四放大器Q4的反相输入端、第十一电阻R11及第二电容C2的一端。第四放大器Q4的正相输入端接地。第十一电阻R11及第二电容C2的另一端均接第四放大器Q4的输出端。第四放大器Q4的输出端即为滤波模块3的模拟信号输出端Out3。

如图5所示，模数转换模块4包括数模转换器。数模转换器的型号为ADS1115。数模转换器的AIN0引脚接滤波模块3的模拟信号输出端Out3，VDD引脚接第三电容C3的一端及3.3V电压，GND及ADDR引脚与第三电容C3的另一端相连并接地，SCL引脚接第十二电阻R12的一端及控制器U1的第一I/O口，SDA引脚接第十三电阻R13的一端及控制器U1的第二I/O口。控制器U1的第三I/O口接继电器K1的第一输入接线端。继电器K1的第二输入接线端接地。继电器K1的第一输出接线、第二输出接线端为通断电控制接口；其中，继电器K1的第一输出接线接洗衣机供电插头的火线IN(即市电的火线)，第二输出接线端(图中的Out4)接洗衣机主体的火线。第一放大器Q1、第二放大器Q2、第三放大器Q3及第四放大器Q4的正相供电段均接+5V电压，反相供电段均接-5V电压。

本实用新型的工作原理如下：

使用者设定洗衣机启动时间。到达时间后，控制器U1控制继电器K1通电，洗衣机启动。采集输入洗衣机主体的电流信号。

电流互感模块1中，市电火线穿过电流互感器U3中心环，电流互感器U3再并联一个100欧姆的第二电阻R2(采样电阻)，一端接地，两端各串联一个10千欧姆的电阻(第一电阻R1、第三电阻R3)后分别接入第一放大器Q1的正相输入端、反相输入端。电流互感器U3直接输出的电流信号大小为0～100mA。串联100欧姆的第二电阻R2后即转变为幅值范围-1.5V～+1.5V的电压信号。

信号调理模块2中，第二放大器Q2和第三放大器Q3组成的电压信号调理电路转变为单极性信号(正电压的模拟信号)。滤波模块3，第九电阻R9、第十电阻R10和第一电容C1组成的低通滤波电路，)减少信号调理模块2输出的单极性信号的波纹，得到稳定模拟信号并传输给模数转换模块4。模数转换模块4中的模数转换器将稳定模拟信号转换为数字信号传输给控制器U1。控制器U1根据输入的数字信号，判断洗衣机主体当前的工作状态。