wifi智能插座的制作方法

专利名称:wifi智能插座的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种wifi智能插座，所述wifi智能插座由wifi模块、电源模块、继电器驱动模块和控制模块组成，Wifi模块为集成了TCP/IP协议栈和wifi驱动的EMW3180高速率串口的wifi传输模块，可以轻松实现串口设备的无线网络功能；电源模块主要是把交流市电转变成可用直流电，为插座内部相关电路提供电源；继电器驱动模块包括一继电器及其驱动电路；控制模块包括STM32芯片，数据发送组件，数据接收组件及时钟控制系统。本实用新型提供的wifi智能插座结构简单，方便实用，节能效果明显。
【专利说明】wifi智能插座

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种插座，具体涉及一种wifi智能插座。

【背景技术】
[0002] 根据国际经济合作组织的一项调查显示，各国因用电器待机而消耗的能量约占能 耗总数的3%?13% [1]。目前我国城市家庭用电器平均待机能耗已经占到了家庭总能耗 的10%左右，相当于每个家庭使用着一盏15-30W的"长明灯"。待机能耗像一只隐形的吸 血虫，在浪费能源的同时形成了巨大的环保压力。各种电器的节能势在必行，是节能环保之 要求，而家用电器很难把便捷生活和节能两者结合到一起，人们在面对便捷舒适生活与节 能时，往往也会选择前者。物联网的出现，弥补了上述情况的不足。物联网作为一种新兴的 技术与概念，在各行各业都有着极其广阔的应用和不可比拟的优势。物联网能够提供给用 户一种普适计算的环境，在不知不觉中服务于用户，使其获得良好的用户体验。利用物联网 全面感知、可靠传递和智能处理等特性，可以为人们的生活提供很大的便利。wifi智能插座 就是通过物联网组建起来的，在为人们生活带来便利同时又能有效避免家用电器的待机耗 能，但现在市场上常见的wifi智能插座又存在结构复杂，制造成本过高等问题。 实用新型内容
[0003] 基于上述问题，本实用新型提供了一种结构简单、经济实用的wifi智能插座。
[0004] 为了达到上述设计目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0005] -种wifi智能插座，由wifi模块、电源模块、继电器驱动模块和控制模块组成，其
[0006] Wifi模块为集成了 TCP/IP协议栈和wifi驱动的EMW3180高速率串口的wifi传 输模块，可以轻松实现串口设备的无线网络功能；其wifi模块包括与主机连接，通过UART 接口传输命令和数据的第一引脚部分，用来设置模块工作模式的第二引脚部分；
[0007] 电源模块主要是把交流市电转变成可用直流电，为插座内部相关电路提供电源； 其电源模块包括将交流市电转变交流电的变压器，将正弦波电压转换成单一方向的脉冲电 压的整流电路，使输出电压平滑的滤波电路及稳压电路；
[0008] 继电器驱动模块包括一继电器及其驱动电路，其继电器通过三极管驱动，通过二 极管为继电器断开时提供放电回路，在驱动电路中还设有用于限流的限流电阻，及用于避 免继电器误动作的下拉电阻；
[0009] 控制模块包括对接到的wifi信号进行分析、处理后进入相应的程序，控制继电器 的吸合和释放的STM32芯片，用于数据发送的数据发送组件，用于数据接收的数据接收组 件，及用于改变波特率的时钟控制系统。
[0010] 进一步，所述控制模块中的数据发送组件包括有用于存储内核或DM外设内存数 据的发送数据寄存器、用于加载发送数据寄存器数据的发送移位寄存器、用于存储发送数 据寄存器向发送移位寄存器发送数据信息的状态寄存器。
[0011] 进一步，控制模块中的数据接收组件包括逆向接收串口数据的接收移位寄存器， 用于接收接收移位寄存器数据的接收数据寄存器，接收数据寄存器用内核指令或DMA读取 到内存中。
[0012] 本实用新型的有益效果：控制模块的STM32芯片会不停地执行扫描程序，通过收 发控制方式，不停地扫描和监测wifi模块是否接收到来自家用无线路由器的信号。wifi模 块把接收到来自家用无线路由器的信号，通过串口通讯的方式把信息送到STM32芯片中。 STM32芯片对接到的信号进行分析、处理后进入相应的程序，控制继电器的吸合和释放，从 而达到控制电器通断电的功能。

【附图说明】

[0013] 图1为本实用新型wifi插座的整体使用组建结构示意图；
[0014] 图2为本实用新型中wifi模块的硬件连接图；
[0015] 图3为wifi模块的工作模式切换流程示意图；
[0016]图4为本实用新型中电源模块的电路图；
[0017]图5为本实用新型中继电器模块的电路图。

【具体实施方式】
[0018] 下面结合说明书附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细描述。显然，所描述的 实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提 下所获取的其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0019] 如图1所示本实用新型提供的一种wifi智能插座，由wifi模块、电源模块、继电 器驱动模块和控制模块组成，其Wifi模块为集成了 TCP/IP协议栈和wifi驱动的EMW3180 高速率串口的wifi传输模块，可以轻松实现串口设备的无线网络功能；其wifi模块包括与 主机连接，通过UART接口传输命令和数据的第一引脚部分，用来设置模块工作模式的第二 引脚部分（如图2所示，第一引脚部分（RX、TX、nCTS、nRTS)与主机之间通过UART接口传 输命令和数据；第二引脚部分（nRESET、STATUS、WAKE_UP、101、BOOT)用来设置模块的工作 模式。wifi的驱动被保存在STM32芯片中的Flash中，wifi芯片的通信收发过程及数据都 由STM32芯片处理，所以大部分的数据过程都由STM32芯片完成，无需编写复杂的wifi驱 动和TCP/IP协议栈，只要调用厂家提供的API，然后设置EMW3180的工作模式就可以完成 wifi通信任务。wifi模块有四种工作模式，工作方式如下。（1)固件升级模式：升级模块 的固件。（2)命令控制模式：使用厂家定义的EMSP命令配置模块，命令通过串口发送到模 块中。⑶强制命令控制模式：与命令制模式类似，但不需要通过STATUS切换模式。⑷透 明传输模式：进入该模式后，模块会自动把串口接收到的数据打包通过wifi发送出去，对 于主机来说，相当于用串口连接到网络一样，wifi模块的工作模式切换流程如图3所示）； 电源模块主要是把交流市电转变成可用直流电，为插座内部相关电路提供电源，其电源模 块包括将交流市电转变交流电的变压器，将正弦波电压转换成单一方向的脉冲电压的整流 电路，使输出电压平滑的滤波电路及稳压电路；（如图4所示，于本实用新型中变压器把市 电降压为9V交流电后，再通过整流电路将正弦波电压转换成单一方向的脉冲电压，为了减 少电压的脉动，再通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。虽然理想情况下是可以将交 流分量全部滤掉，但是因为受负载影响，加之滤波电路并不能达到理想效果，还需要加入稳 压电路。电路中加入7805稳压模块，使输出直流电压基本不受电网电压和负载电阻变化 的影响，保证在输出电压在5V左右，且变化不大）；继电器驱动模块包括一继电器及其驱动 电路，其继电器通过三极管驱动，通过二极管为继电器断开时提供放电回路，在驱动电路中 还设有用于限流的限流电阻，及用于避免继电器误动作的下拉电阻（如图5所示继电器模 块的驱动电路采用线圈侧电压为5V的继电器，用8050三极管驱动继电器，限流电阻R7起 到限流作用，下拉电阻R8可以避免继电器误动作，二极管D1为继电器断开时提供放电回 路。）；控制模块包括对接到的wifi信号进行分析、处理后进入相应的程序，控制继电器的 吸合和释放的STM32芯片，用于数据发送的数据发送组件，用于数据接收的数据接收组件， 及用于改变波特率的时钟控制系统，所述数据发送组件包括有用于存储内核或DM外设内 存数据的发送数据寄存器、用于加载发送数据寄存器数据的发送移位寄存器、用于存储发 送数据寄存器向发送移位寄存器发送数据信息的状态寄存器，所述数据接收组件包括逆向 接收串口数据的接收移位寄存器，用于接收接收移位寄存器数据的接收数据寄存器，接收 数据寄存器用内核指令或DMA读取到内存中。Wifi插座的具体使用方法 ：
[0020] 远程控制终端（智能手机/平板电脑）通过家用无线路由器与智能插座连接在一 起。用户可以操作远程控制终端上的专用APP，通过远程控制终端向云端服务器发送信号， 云端服务器经过查找目标路由器的IP，与目标路由器建立连接，把指令经过目标家用无线 路由器、智能插座里的wifi模块后传输给控制模块的STM32芯片中。控制模块的STM32芯 片接到wifi模块的信号后，就进入相关程序，输出高、低电平控制继电器的吸合和释放，从 而控制插座接通和断开。控制模块执行完程序后就会把正确执行的信息经过wifi模块、家 用无线路由器、云端服务器快捷、迅速地反馈到远程控制终端，用户通过远程控制终端上的 APP就可以了解到所有执行信息。
[0021] Wifi插座的效益分析：
[0022] 现今，物联网的出现，为生活提供更好的服务，给生活更多的便捷，整个社会都对 物联网持续关注。我们结合物联网设计的wifi智能插座，不仅可以节能环保，还适应了 物联网发展的潮流。在整个社会提倡节能减排的环境下，本作品每年能够节约一户家庭约 10 %的电，可有效缓解电能危机，具有良好效益前景。
[0023] 1能量效益
[0024] 结合分析一户城镇家庭的家用电器的待机功耗，经过统计得出如表1。
[0025] 表1 :家用电器待机耗能统计
[0026]

【权利要求】
1. 一种wifi智能插座，其特征在于：所述wifi智能插座由wifi模块、电源模块、继电 器驱动模块和控制模块组成，其wifi模块为集成了 wifi驱动的EMW3180高速率串口的wifi传输模块，实现串口设备 的无线网络功能；其wifi模块包括与主机连接，通过UART接口传输命令和数据的第一引脚 部分，用来设置模块工作模式的第二引脚部分；电源模块是把交流市电转变成可用直流电，为插座内部相关电路提供电源；其电源模 块包括将交流市电转变交流电的变压器，将正弦波电压转换成单一方向的脉冲电压的整流 电路，使输出电压平滑的滤波电路及稳压电路；继电器驱动模块包括一继电器及其驱动电路，其继电器通过三极管驱动，通过二极管 为继电器断开时提供放电回路，在驱动电路中还设有用于限流的限流电阻，及用于避免继 电器误动作的下拉电阻；控制继电器的吸合和释放的STM32芯片，用于数据发送的数据发送组件，用于数据接 收的数据接收组件，及用于改变波特率的时钟控制系统。2. 根据权利要求1所述wifi智能插座，其特征在于：所述控制模块中的数据发送组件 包括有用于存储内核或DM外设内存数据的发送数据寄存器、用于加载发送数据寄存器数 据的发送移位寄存器、用于存储发送数据寄存器向发送移位寄存器发送数据信息的状态寄 存器。3. 根据权利要求1所述wifi智能插座，其特征在于：控制模块中的数据接收组件包括 逆向接收串口数据的接收移位寄存器，用于接收接收移位寄存器数据的接收数据寄存器， 接收数据寄存器用内核指令或DM读取到内存中。
【文档编号】H01R13-66GK204271376SQ201420464079
【发明者】朱文卫, 吴胜, 金士博, 易常乐, 黄 俊, 张弦[申请人]朱文卫, 吴胜, 金士博, 易常乐, 黄 俊, 张弦