本发明涉及智能家电技术领域，尤其涉及一种基于智能插线板的用电控制系统。
背景技术：
现实生活中，我们用完电脑后仅只是关闭电脑的主机，而忽略仍在耗电的显示器、打印机、音响等这些从属设备；远程遥控关闭电视机后，电视机还处于待机状态，其他如音响、机顶盒等设备也需要额外进行关闭操作；不仅浪费大量电能源，同时也存在浪涌和被雷击的危害，若想节约能源和避免雷击、浪涌，还得逐个将核心设备和附属设备的电源关闭或操作插线板拔下插头，待再次使用时再插上，操作十分麻烦。
随着智能家居技术的发展，家用电器的智能化水平越来越高，为人们日常生活提供了丰富的智能体验和操作便利，其中，插线板作为家用电器的电源供电通断装置，近几年也得到了较多的发展，能够更好的帮助人们节约能源，便利生活以及丰富智能体验。
目前，如公告号为cn204304125u的专利文献公开一种“基于主从控制的节能电脑插座”，设有主控电插口、受控电插口以及功耗监测芯片等，功耗监测芯片实时监测主控电插口的用电变化，主控电插口在通电或断电的过程中有很大的变化，若监测到主控电插口关闭或打开时，电控开关电路则断开或开通对应的受控电插口的电源，能够很好地解决上述电脑使用存在的问题，使用时，将主机插设于主控电插口，其他显示器、打印机、音响等设备插设于受控电插口，当主机处于工作状态，控制显示器、打印机、音响等设备电源接通，能够被开启，当主机关闭时，受控电插口电源断开，显示器、打印机、音响等设备无法通电，可避免显示器、打印机等从属设备长时间处于待机工作状态，延长了其的使用寿命及提高了使用的安全性能，且达到了节能省耗、操作便捷等效果。但是功耗监测芯片仅检测用电变化来通断受控电插口，即通过主控电插口在通电与否来通断受控电插口，由于电脑或电视机处于待机状态下，主控电插口也是通电的，故这并不能解决主控电插口插设设备处于待机状态下的其他从属设备的通断控制，还是会存在能源浪费和浪涌、被雷击的危害，也没有智能开启主控电插口的相关补偿方案。
还有些智能型插线板根据正常工作状态下的功率和待机时的功率不同，提前预存标准功率值，当且仅当检测到主控电插口的功率大于标准功率值时，才会控制受控电插口电源连通，但由于不同电器待机功率不同，仅通过预存标准功率值判断电器所处状态的适配性比较低，很难满足较多家用电器的使用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种适用范围广，用电安全智能，节能低耗，操作简单方便的基于智能插线板的用电控制系统。
本发明解决其技术问题，采用如下技术方案：
一种基于智能插线板的用电控制系统，包括：智能插线板,所述智能插线板包括主控插座、至少一个从属插座、微型处理器、用于测量所述主控插座负载功率的功率测量电路以及用于控制所述从属插座通断状态的电控开关电路；所述微型处理器包括用于从所述功率测量电路测量的负载功率中获取最小负载功率的取样电路，所述功率测量电路一端与所述微型处理器电连接，另一端与所述主控插座电连接；所述电控开关电路一端与所述微型处理器电连接，另一端与所述从属插座电连接。
上述设计中，通过功率测量电路实时的获取主控插座处的负载功率，通过微型处理器的取样电路根据功率测量电路实际测量结果，获取实际当前连在主控插座上的电器的最小负载功率以作为功率最低标准，其中，最小负载功率大于0。功率最低标准的确认可供微型处理器在功率测量电路检测到的实时功率大于该功率最低标准时，操作电控开关电路控制从属插座的电源连通，当功率测量电路检测到的实时功率小于等于该功率最低标准时，又操作电控开关电路控制从属插座的电源断开。
综上，本设计能够根据实际连接在主控插座上的电器，有针对性的获取功率最低标准，智能合理的调控从属插座通断，适用电器范围广，用电智能安全，有利于减少用户使用插线板的繁琐感，帮助用户智能控制家电用电，节能省耗，降低电器过热烧毁和被雷击风险。
进一步地，所述智能插线板还包括交流电输出电路、总控开关以及总控开关控制电路，所述主控插座通过所述总控开关与所述交流电输出电路电连接，所述总控开关受所述总控开关控制电路控制实现开闭，所述总控开关控制电路与所述微型处理器电连接。通过上述设置，有利于方便微型处理器智能操控主控插座的通断，避免连接在主控插座上的电器在关机状态时遭受雷击的风险。
进一步地，所述智能插线板还包括电源稳压整流电路，所述电源稳压整流电路一端与所述交流电输出电路电连接，另一端与所述微型处理器电连接。电源稳压整流电路能够将插线板上接入的交流电转变直流电，可为插线板内的其他相关电子器件如微型处理器提供直流电，减少了其他直流电源的额外设置。
进一步地，所述智能插线板还包括红外接收传感器，所述红外接收传感器与所述微型处理器电连接。红外接收传感器能接收红外信号，可供微型处理器在接收到红外信号后，控制总控开关控制电路操作总控开关开闭，实现主控插座的通断。特别适用于人们日常生活中可采用红外遥控控制开关的电器，例如电视系统中，电视机、音响以及机顶盒等的开关，安全智能又环保。
进一步地，所述电控开关电路为继电器。
进一步地，所述微型处理器的电源端连接第一直流电源，第一输入输出端与所述电控开关电路连接，第二输入输出端与所述总控开关控制电路连接，模数转换端与所述功率测量电路连接，接地端直接接地。
进一步地，所述智能插线板还包括usb充电接口，所述usb充电接口与所述电源稳压整流电路电连接。电源稳压整流电路还可提供例如手机、充电宝等一些需要充电的设备直接插在usb充电接口进行充电，减少寻找充电适配器插头的麻烦；
进一步地，所述智能插线板还包括用于计量所述主控插座和所述至少一个从属插座负载电耗总功率的功率计量单元；所述功率计量单元包括显示屏、功率计量集成芯片以及电压电流采集电路；所述显示屏与所述微型处理器电连接，所述功率计量集成芯片一端与所述电压电流采集电路电连接，另一端与所述微型处理器电连接。
电压电流采集电路用于采集主控插座和至少一个从属插座上的实时电压电流，功率计量集成芯片用于将电压电流采集电路采集的电压电流统一计算，获得智能插线板的实时耗电总量，显示屏能够将整个智能插线板上的耗电总量进行显示，还可通过处理器的峰谷用电费用计算，直接显示耗电量对应的电费，提示用户节约用电。
进一步地，所述总控开关控制电路包括第十电阻r10、第一三极管q1、电磁线圈i以及第六二极管d6，所述第十电阻r10一端与所述微型处理器连接，另一端与所述第一三极管q1的基极连接，所述第一三极管q1的集电极通过所述第六二极管d6连接第二直流电源，所述第一三极管q1的发射极接地，所述电磁线圈i一端与所述第六二极管d6的正极连接，另一端与所述第六二极管d6的负极连接。
进一步地，还包括睡眠监测装置，所述睡眠监测装置包括：
压电薄膜传感器，获取人体呼吸、心跳和体动产生的压力信号，并将所述压力信号转变为电荷信号进行输出；
电荷放大器，与所述压电薄膜传感器连接，以接收并将所述电荷信号转化为电压信号进行输出；
中央处理器，与所述电荷放大器连接，以接收并处理所述电压信号生成睡眠与否的信号；
广播发送器，与所述中央处理器连接，向所述智能插线板广播发送所述睡眠与否的信号。
设置睡眠监测装置能够根据人员睡眠与否的状态，实现对智能插线板的控制，增加了本设计插线板的智能性，有利于帮助用户节省能耗，更符合人们日常使用需求，特别是电视机、电脑等人员处于睡眠状态时，不需要工作的家用电器的使用需求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、具有待机功率学习功能，通过功率测量电路和取样电路，能够根据实际插设在主控插座上的电器，获取该电器的实时功率和最小负载功率，有利于有针对性的、准确的根据该电器的实际运作状态来帮助微型处理器智能操控从属插座的通断，实现智能化的、适用于更多家用电器、适配兼容性好的家用电器节能管控；
2、具有主控插座通断控制功能，通过总控开关、总控开关控制电路的设置，可供微型处理器根据其各引脚信号接收状态和程序设定，控制总控开关的开闭，从而智能控制主控插座的通断；有利于进一步增加用电安全的保护措施，合理切断插线板总电源，避免家电遭受雷击或浪涌的危害；
3、具有提供直流电功能，通过电源稳压整流电路，实现交流电到直流电的转换，代替外接直流电源的使用为插线板内部的电子器件提供直流电，通过设置usb充电接口，还可为手机能外部设备提供直流电；
4、具有功率能耗计量显示功能，通过功率计量单元的设置，帮助用户实现用电量的监控，有利于提示用户根据用电情况合理分配日常生活；
此外，睡眠监测装置与智能插线板的配合，可实现用户睡眠状态下的家用电器管控，合理节约能源。
附图说明
为更清楚详细的说明本发明的实施例，附图如下：
图1为本发明实施例1的结构示意框图；
图2为本发明实施例2的部分结构示意框图；
图3为本发明实施例2的部分结构示意框图；
图4为本发明实施例2的微型处理器电路连接示意图；
图5为本发明实施例2的部分结构示意框图；
图6为本发明实施例2的总控开关控制电路的电路连接示意图；
图7为本发明实施例2的部分结构电路原理图；
图8为本发明实施例3睡眠监测装置结构示意框图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种基于智能插线板的用电控制系统，包括：智能插线板1,所述智能插线板1包括主控插座1041、至少一个从属插座1042、微型处理器105、用于测量所述主控插座1041负载功率的功率测量电路106以及用于控制所述从属插座1042通断状态的电控开关电路107；所述微型处理器105包括用于从所述功率测量电路106测量的负载功率中获取最小负载功率的取样电路，所述功率测量电路106一端与所述微型处理器105电连接，另一端与所述主控插座1041电连接；所述电控开关电路107一端与所述微型处理器105电连接，另一端与所述从属插座1042电连接。微型处理器105可选用ht48r01c这款8位低功耗、低成本的控制芯片。
上述设计中，通过功率测量电路106能够实时的获取主控插座1041处的负载功率，通过微型处理器105的取样电路根据功率测量电路106实际测量结果，获取实际当前连在主控插座1041上的电器的最小负载功率以作为功率最低标准值，其中，功率最低标准值必须是大于0的数值。功率最低标准的确认可供微型处理器105在功率测量电路106检测到的实时功率大于该功率最低标准时，操作电控开关电路107控制从属插座1042的电源连通，当功率测量电路106检测到的实时功率小于等于该功率最低标准时，又操作电控开关电路107控制从属插座1042的电源断开。进一步地，当主控插座1041首次控制从属插座1042连通后，功率测量电路106可以实施间歇性的工作，即每隔一段时间检测一次主控插座1041负载功率，有利于减少能耗；功率测量电路106检测到主控插座1041负载功率小于等于功率最低标准值时，微型处理器105需间隔一段预设时间后，才控制电控开关电路107将从属插座1042电源断开，以避免用户的误关机操作，提高智能插线板1用电控制智能性。
可解决现有智能插线板只能通过固定预设功率标准值而导致智能插线板适用范围不广、智能控制不够准确的问题。其中，主控插座1041和从属插座1042可通过文字标识进行区分。
例如在电视机、音响、机顶盒系统中的用电控制，本实施例的智能插线板1的主控插座1041上设有电视机的提示，用户使用本智能插线板1时，将电视机插入提示有电视机的主控插座1041中，将音响、机顶盒插入其他从属插座1042中，将智能插线板1电源通电，主控插座1041就会通电，然后用户开启电视机，此时功率测量电路106会不断的测量电视机的功率情况，微型处理器105接收到这些实时功率后，通过取样电路获取最小负载功率m，然后以此为依据，当功率测量电路106测得的功率大于m时，控制电控开关电路107操作从属插座1042电源连通，然后音响、机顶盒就能通电被用户操控，当电视机关机，就会出现功率测量电路106测得的功率小于等于m的情况，此时电控开关电路107操作从属插座1042电源关闭，从而实现电视机关机后音响、机顶盒这些从属设备的联动关机，用电得到了合理管控，节能环保且有利于延长音响、机顶盒的使用寿命；需要说明的是，取样电路对最小负载功率m的保存在智能插线板1完全断电后，自动清零，当电视机再次开机时，会重新获取最小负载功率m。
综上，本设计能够根据实际连接在主控插座1041上的电器，有针对性的获取功率最低标准，当主控插座1041上的电器被更改或智能插线板1完全断电时，还能获取新的电器的功率最低标准，兼容性好，适用电器范围广，可智能合理的调控从属插座1042通断，管控准确性更高，用电更智能安全，可减少用户使用现有插线板时频繁插拔电源线的繁琐感，节能省耗，降低电器过热烧毁和被雷击风险。
实施例2
如图2-图7所示，本实施例与之前实施例的区别在于，所述智能插线板1还包括交流电输出电路101、总控开关102以及总控开关控制电路103，所述主控插座1041通过所述总控开关102与所述交流电输出电路101电连接，所述总控开关102受所述总控开关控制电路103控制实现开闭，所述总控开关控制电路103与所述微型处理器105电连接。
交流电输出电路101与智能插线板1的电源线的零线、火线端连接，交流电输出电路101设有压敏电阻，有利于提供过电压保护，抑制电流冲击，保护敏感器件。总控开关102设置成常开状态，当且仅当总控开关控制电路103接收到微型处理器105的控制信号时，才控制总控开关102闭合，该控制信号可根据智能插线板所应用的电器而定，例如电视机，可结合红外线信号控制。通过上述设置，有利于方便微型处理器105智能操控主控插座1041的通断，避免连接在主控插座1041上的电器在关机状态时遭受雷击的风险。
所述智能插线板1还包括电源稳压整流电路109，所述电源稳压整流电路109一端与所述交流电输出电路101电连接，另一端与所述微型处理器105电连接。电源稳压整流电路109包括整流部分和稳压部分，整流部分采用4个二极管组成的整流桥实现，稳压部分主要采用78l05型三端稳压器，具体电路如图7所示。电源稳压整流电路109能够将插线板上接入的交流电转变直流电，可为插线板内的其他相关电子器件如微型处理器105提供直流电，减少了其他直流电源的额外设置。
需要说明的是，电源稳压整流电路109与所述交流电输出电路101电连接，主控插座1041也通过所述总控开关102与所述交流电输出电路101电连接，电源稳压整流电路109与主控插座1041的关系是并联，即总控开关102仅控制主控插座1041处线路的通断，并不能控制连接到电源稳压整流电路109的线路通断。
所述智能插线板1还包括红外接收传感器111，所述红外接收传感器111与所述微型处理器105电连接。红外接收传感器111能接收红外信号，可供微型处理器105在接收到红外信号后，控制总控开关控制电路103操作总控开关102开闭，实现主控插座1041的通断。特别适用于人们日常生活中可采用红外遥控控制开关的电器，例如电视系统中，电视机、音响以及机顶盒等的开关，安全智能又环保。
具体地，本实施例的智能插线板1使用时，用户需先将智能插线板1的电源线通电，然后使用发射红外信号的遥控器控制，红外接收传感器111接收到红外信号，微型处理器105先查看是否存在最小负载功率m，若不存在，则控制总控开关控制电路103实现总控开关102的闭合，主控插座1041开启，用户打开电视机，取样电路获取电视机打开过程中功率测量电路106测量的负载功率中的最小负载功率m，随着电视机的完全开机，功率测量电路106测量的负载功率大于m，微型处理器105控制电控开关电路107将从属插座1042电源连通，至此，智能插线板1所有的插座提供日常供电服务；若存在最小负载功率m，则查看功率测量电路106测量的负载功率是否小于等于m，若小于等于m，则微型处理器105在一段时间过后（如75秒）控制电控开关电路107将从属插座1042电源断开，然后再过一定时间（如25秒）后自动断开总控开关102；若大于m，则不进行任何断电操作；综上，实现了智能开关控制和安全用电。
为了管控取样电路是否成功获取最小负载功率m，微型处理器105还连接有led灯，用于提示最小负载功率m是否获取成功，实现更清晰的人机互动帮助智能插线板1更好的服务用户。
所述电控开关电路107为继电器。
所述微型处理器105的电源端连接第一直流电源，第一输入输出端与所述电控开关电路107连接，第二输入输出端与所述总控开关控制电路103连接，模数转换端与所述功率测量电路106连接，接地端直接接地。
具体电路连接如图4所示，微型处理器105选用ht48r01c芯片，它的1号管脚为电源端连接+5v的第一直流电源（+5v电源可通过增设直流电源实现或直接由电源稳压整流电路109提供直流电），2号管脚连接通过一电阻r9连接无线收发电路，可用于接收无线信号，3号管脚连接电控开关电路107，4号管脚通过一电阻r8连接红外接收传感器111，5号管脚连接总控开关控制电路103，6号管脚连接功率测量电路106，7号管脚置空，8号管脚为接地端直接接地。需要说明的是，2、3、4、5号管脚均为ht48r01c芯片的输入输出端，其连接的具体电路之间可相互调换，不影响数据处理，如3号管脚与5号管脚替换连接总控开关控制电路103，5号管脚连接电控开关电路107。
所述智能插线板1还包括usb充电接口110，所述usb充电接口110与所述电源稳压整流电路109电连接。电源稳压整流电路109还可提供例如手机、充电宝等一些需要充电的设备直接插在usb充电接口110进行充电，减少寻找充电适配器插头的麻烦，使得物尽其用；
如图5所示，所述智能插线板1还包括用于计量所述主控插座1041和所述至少一个从属插座1042负载电耗总功率的功率计量单元108；所述功率计量单元108包括显示屏1081、功率计量集成芯片1082以及电压电流采集电路1083；所述显示屏1081与所述微型处理器105电连接，所述功率计量集成芯片1082一端与所述电压电流采集电路1083电连接，另一端与所述微型处理器105电连接。若增加功率计量单元108，则微型处理器105需要选用引脚更多，功能更强大的51单片机。
电压电流采集电路1083用于采集主控插座1041和至少一个从属插座1042上的实时电压电流，包括电流传感器和电压传感器，由于主控插座1041和从属插座1042一般采用并联的连接方式，故仅需在主控插座1041或从属插座1042的任一回路上设置一个电压传感器，而电流传感器则需与主控插座1041、从属插座1042一一对应设置，以便采集主控插座1041和从属插座1042上的电流；功率计量集成芯片1082用于将电压电流采集电路1083采集的电压电流统一计算，获得智能插线板的实时耗电总量，显示屏1081能够将整个智能插线板上的耗电总量进行显示，还可通过处理器的峰谷用电费用计算，直接显示耗电量对应的电费，提示用户节约用电。
如图6所示，所述总控开关控制电路103包括第十电阻r10、第一三极管q1、电磁线圈i以及第六二极管d6，所述第十电阻r10一端与所述微型处理器105连接，另一端与所述第一三极管q1的基极连接，所述第一三极管q1的集电极通过所述第六二极管d6连接第二直流电源，其中，第二直流电源为+24v电源；所述第一三极管q1的发射极接地，所述电磁线圈i一端与所述第六二极管d6的正极连接，另一端与所述第六二极管d6的负极连接，电磁线圈i工作时能够产生磁场控制总控开关102处于闭合状态。
实施例3
如图8所示，本实施例与实施例1或实施例2的区别在于，系统还包括睡眠监测装置2，所述睡眠监测装置2包括：
压电薄膜传感器201，获取人体呼吸、心跳和体动产生的压力信号，并将所述压力信号转变为电荷信号进行输出；
电荷放大器202，与所述压电薄膜传感器201连接，以接收并将所述电荷信号转化为电压信号进行输出；
中央处理器203，与所述电荷放大器202连接，以接收并处理所述电压信号生成睡眠与否的信号，例如睡眠状态信号为高电平，未睡眠状态时为低电平。
广播发送器204，与所述中央处理器203连接，向所述智能插线板1广播发送所述睡眠与否的信号。为了方便睡眠监测装置2控制多个智能插线板1实现智能多范围联控，故需要广播发送所述睡眠与否的信号，广播发送的方式优选采用无线发送方式，但不排除有线传输的方式；多个智能插线板1设有可接收所述睡眠与否的信号的电路，但具体是否响应接收该信号，可在智能插线板1端由用户自行设定；若智能插线板1端接收该信号，则会根据睡眠与否控制智能插线板1的主控插座或从属插座的通断状态。
本实施例通过设置睡眠监测装置2能够根据人员睡眠与否的状态，实现对智能插线板的控制，增加了本设计插线板的智能性，有利于帮助用户节省能耗，更符合人们日常使用需求，特别是电视机、电脑等人员处于睡眠状态时，不需要工作的家用电器使用需求。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。