专利名称：带功率计量的无线智能控制单相电源插座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线智能电源插座，特别是带功率计量的无线智能控制单相电源插座。
背景技术：
WLAN是无线局域网络(Wireless LocalAreaNetworks)简称，它是相当便利的数据传输系统。WLAN技术能够提供高速数据速率，其中IEEE802.1lb能提供在2.4GHz频段上的I llMbit/s的数据带宽，覆盖距离大约150m 300m ；IEEE802.1lg能提供在2.4GHz频段上6 54Mbit/s的数据带宽，覆盖距离大约75m 150m。现阶段，大部分智能手机、平板电脑都具备了 WLAN功能。随着WLAN SOC低功耗单芯片的推出，其应用领域也越来越广。目前，普通的单相电源插座常导通电源，不具备智能关断与导通电源功能，也不能计量插座上的电压、电流、有功功率、电能等用电数据。随着物联网和智能家居的兴起，本实用新型能够解决智能用电、节约用电的需求，能够产生一定的社会经济效益。
实用新型内容本实用新型是一种带功率计量的无线智能控制单相电源插座。其目的在于，将
2.4GHZWLAN技术用于电源插座的无线电通讯，能够统计电源插座的用电数据，实现对连接到电源插座的用电器智能控制。本实用新型的WLAN电路可以工作在AP或Station模式。当本实用新型工作在AP模式时，可与具备WLAN功能的智能手机、平板电脑等直接连接。当本实用新型工作在Station模式时，可以部署一个AP设备，将本实用新型与具备WLAN功能的智能手机、平板电脑等都加入该AP所建立的网络；也可以将本实用新型与具备WLAN功能的智能手机、平板电脑等组成ADHOC网络。它具备自动节电、即时导通/关断、延时导通/关断、定时导通/关断、监测电流等功能，为智能家居生活提供安全、便捷的用电方式。本实用新型是一种带功率计量的无线智能控制单相电源插座。所述的单相电源插座可以是五孔单插座或者五孔联排插座；所述的无线指WLAN无线技术，由WLAN无线模块实现，WLAN模块工作在AP或Station模式；所述的智能是指通过具备WLAN功能的智能手机、平板电脑等设置电源插座控制参数，实现自动节电、即时导通/关断、延时导通/关断、定时导通/关断、监测电流、安全用电等功能。所述的功率计量是指对单相220V交流电源的用电计量，包括电压、电流有效值，有功功率，电能等用电数据统计。无线智能控制单相电源插座包括电压电流采样电路、计量电路、光耦隔离电路、WLAN模块电路、天线、继电器电路、指示灯电路、按键电路、AC-DC电路、DC-DC电源电路等。其具体的技术方案如下:电压电流采样电路连接到计量电路，计量电路连接到光耦隔离电路，光耦隔离电路连接到WLAN模块电路。WLAN模块电路还连接了继电器电路、指示灯电路、按键电路、天线。AC-DC电路将交流电压转换为直流电压，DC-DC电源电路将直流电压转换为低压直流电压。AC-DC隔离电路⑴将交流电压隔离转换为直流电压源；DC_DC电源转换电路(2)实现多路低压电源的转换，将直流电压源转为低压直流电压源；FLASH电路(3)存储固件程序；电源降压电路(4)将交流电压不隔离转换为低压直流电压源；计量电路(5)为电能计量主芯片电路，由电流电压采样电路(12)输入采样信号，实现对电能的计算；WLAN无线模块电路(7)的GPIO 口连接按键电路(8)、指示灯电路(9)，实现设置输入和状态指示；WLAN无线模块电路(7)的UART通讯(或SPI)通过光耦隔离电路(6)连接到计量电路，实现对计量电路的参数设置和电能参数的读取；继电器电路(11)由WLAN无线模块电路的GPIO 口控制，实现对电源输出导通与关断。无线智能控制单相电源插座的具体工作过程如下:电流电压采样电路(12)实时工作，将采样信号送入计量电路(5)，计量电路实时实现对电压、电流、功率等参数的计算，并将计算结果写入寄存器。用户通过具备WLAN功能的手机、平板电脑等给WLAN无线模块电路(7)发送导通/关断指令，WLAN无线模块电路(7)接收指令后立即响应处理，直接控制继电器电路(11)导通或关断。用户通过具备WLAN功能的手机、平板电脑等给WLAN无线模块电路(7)发送延时导通/关断指令或定时导通/关断指令，WLAN无线模块电路(7)将接收到指令写入FLASH电路(3)，然后WLAN无线模块电路(7)指令规定的时刻控制继电器电路(11)导通或关断。WLAN无线模块电路(7)定时读取计量电路(5)的功率、电流、电压等参数，实现对用电电流的监测。如果用电电流超过预置的额定电流时，WLAN无线模块电路(7)启动保护程序，实时控制继电器电路(11)关断，达到安全用电的目的。如果用电电流达到预置的用电器待机电流时，WLAN无线模块电路(7)根据内置的实时时钟、预置条件等启动节点程序，控制继电器电路(11)关断·，实现自动节电的功能。WLAN无线模块电路(7)接收到计量电路(5)发送的电能参数，如果电能参数符合预置节电功率时，参数，在本实用新型中，WLAN无线模块具有集成微控制器、RAM、射频电路、SDIO接口、SPI从接口、UART接口等单芯片特征。在本实用新型中，WLAN无线模块具有可以工作在AP或Station模式的关键特征。
图1是本实用新型的系统原理结构框图。
具体实施方式
以下结合附图，详细说明本实用新型的优先实施方案，在解释本实用新型的过程中，省略对已知功能及结构的详细描述。本实用新型的具体连接方式如图1所示，其中:(I)是AC-DC隔离电路，(2)是DC-DC电源转换电路，(3)是FLASH电路，(4)是电源降压电路，(5)是计量电路，(6)是光耦隔离电路，(7)是WLAN无线模块电路，(8)是按键电路，(9)是指不灯电路，(10)是天线，(11)是继电器电路，(12)是电流电压米样电路。[0021]AC-DC隔离电路⑴将交流电压隔离转换为直流电压源；DC_DC电源转换电路(2)实现多路低压电源的转换，将直流电压源转为低压直流电压源；FLASH电路(3)存储固件程序；电源降压电路(4)将交流电压不隔离转换为低压直流电压源；计量电路(5)为电能计量主芯片电路，由电流电压采样电路(12)输入采样信号，实现对电能的计算；WLAN无线模块电路(7)的GPIO 口连接按键电路(8)、指示灯电路(9)，实现设置输入和状态指示；WLAN无线模块电路(7)的UART通讯(或SPI)通过光耦隔离电路(6)连接到计量电路，实现对计量电路的参数设置和电能参数的读取；继电器电路(11)由WLAN无线模块电路的GPIO 口控制，实现对电源输出导通与关断。无线智能控制单相电源插座的具体工作过程如下:电流电压采样电路(12)实时工作，将采样信号送入计量电路(5)，计量电路实时实现对电压、电流、功率等参数的计算，并将计算结果写入寄存器。用户通过具备WLAN功能的手机、平板电脑等给WLAN无线模块电路(7)发送导通/关断指令，WLAN无线模块电路(7)接收指令后立即响应处理，直接控制继电器电路(11)导通或关断。用户通过具备WLAN功能的手机、平板电脑等给WLAN无线模块电路(7)发送延时导通/关断指令或定时导通/关断指令，WLAN无线模块电路(7)将接收到指令写入FLASH电路(3)，然后WLAN无线模块电路(7)指令规定的时刻控制继电器电路(11)导通或关断。WLAN无线模块电路(7)定时读取计量电路(5)的功率、电流、电压等参数，实现对用电电流的监测。如果用电电流超过预置的额定电流时，WLAN无线模块电路(7)实时控制继电器电路(11) 关断，达到安全用电的目的。如果用电电流达到预置的用电器待机电流时，WLAN无线模块电路(7)根据内置的实时时钟、预置条件等启动，控制继电器电路(11)关断，实现自动节电的功能。
权利要求1.带功率计量的无线智能控制单相电源插座，包括AC-DC隔离电路、DC-DC电源转换电路、FLASH电路、电源降压电路、计量电路、光耦隔离电路、WLAN无线模块电路、按键电路、指示灯电路、天线、继电器电路、电流电压采样电路；其中: AC-DC隔离电路将交流电压隔离转换为直流电压源； DC-DC电源转换电路实现多路低压电源的转换，将直流电压源转为低压直流电压源； 电源降压电路将交流电压不隔离转换为低压直流电压源； 计量电路为电能计量主芯片电路，由电流电压采样电路输入采样信号，实现对电能的计算; WLAN无线模块电路连接按键电路、指示灯电路，实现设置输入和状态指示；WLAN无线模块电路通过光耦隔离电路连接到计量电路，实现对计量电路的参数设置和电能参数的读取；继电器电路由WLAN无线模块电路控制，实现对电源输出导通与关断。
2.根据权利要求1所述的带功率计量的无线智能控制单相电源插座，其特征在于，所述的WLAN无线模块电路具有集成微控制器、RAM、射频电路、SDIO接口、SPI从接口、UART接口、GPIO 口单芯片特征。
专利摘要本实用新型是一种带功率计量的无线智能控制单相电源插座。将2.4GHz WLAN技术用于电源插座的无线电通讯，能够统计电源插座的用电数据，实现对连接到电源插座的用电器智能控制。随着物联网和智能家居的兴起，本实用新型能够解决智能用电、节约用电的需求，能够产生一定的社会经济效益。
文档编号H01R13/66GK203135130SQ20122075468
公开日2013年8月14日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者章东湖, 孙孝年, 陈俊, 徐靖林 申请人:北京中电华大电子设计有限责任公司