一种具有滤波电路的智能安全插座及控制方法与流程

文档序号:16054244发布日期:2018-11-24 11:33阅读:216来源:国知局

本发明属于智能家电领域,尤其涉及一种具有滤波电路的智能安全插座及控制方法。

背景技术

目前,业内常用的现有技术是这样的:

智能插座通俗的说是节约用电量的一种插座,节能插座的理念很早之前就已经生成,到目前为止已经发展的比较广泛,但是技术上还有待于进步。有的高档节能插座不但节电,还能保护电器。说它保护电器,主要是从它有清除电力垃圾的功能,有的还加入防雷击、防短路、防过载、防漏电的功能,消除开关电源或电器时产生电脉冲等功能。智能化插座属于新兴的电气产品,国内至今尚无明确的标准规范及定义,且由于技术发展及用户认知等原因,当前市场上在售的产品较少。计量插座能够直观反映出插座上的电器运行功率,电流,电压等信息,仅仅能够让用户知道电器的耗电情况,需要具备一定专业知识的用户才能根据测量结果分析电器是否耗电正常,才能及时发现电器异常,避免不正常耗电。定时插座能够控制用电器在特定时段工作,在一定程度上减少了空闲时段的能源浪费,但实际用电时段并非固定,情况一旦变化,需要重新进行设定,使用不方便。遥控插座需要配备专用遥控器,成本较高而且使用麻烦,难以得到用户接受。另外,这些插座不能同时具备全面的电网参数测量和负载控制功能,无法对用电器实现安全保护,更无法避免长期超负荷用电引发的安全事故。目前,智能插座的使用复杂,甚至需要控制器,失去了插座的原本所需要的功能,在安全方面保证困难,并且插座的固定需要其他的辅助工具辅助。

综上所述,现有技术存在的问题是:

目前,智能插座的使用复杂,甚至需要控制器,失去了插座的原本所需要的功能,在安全方面保证困难,并且插座的固定需要其他的辅助工具辅助。

fpga(fieldprogrammablegatearray)等高速数字信号处理芯片实现对信号的低频搬移,具有灵活的处理方法和较强的适应性。公开资料表明:包络跟踪对电源的要求较高,需要动态调整供电电流而不是采用固定电流供电。

现有技术的绿波中,不能可实现不同系统切换、不具有高灵敏度。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种具有滤波电路的智能安全插座及控制方法。

本发明是这样实现的,一种具有滤波电路的智能安全插座的控制方法,包括:

通过电压检测器检测电压信息、温度传感器检测导片温度后将检测的电压信息、温度信息传输到hlw8012芯片,hlw8012芯片做出处理与分析,进行控制熔断器的工作状态;电压检测器检测电压信息中,通过集成的高频数据采集卡内嵌的r(t)=x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t),,对输入电压的多个不同变化电压进行采样,并得到所述多个不同变化电压所对应的第一电压值p(1)至第i电压值p(i);根据预定算法,由零点电压值rp、所述第一电压值p(1)至所述第i电压值p(i)按下式计算出步长电压值δp:其中,i=2,3,......n,n为大于或等于2的整数;以及p(1)至p(i)为等电压间隔的电压采样值;将所述步长电压值δp转换为数字数据,将所述的数字数据传输至hlw8012芯片;

其中,xi(t)为时频重叠信号的各个信号分量,各分量信号独立不相关,n为时频重叠信号分量的个数,θki表示对各个信号分量载波相位的调制,fci为载波频率,aki为第i个信号在k时刻的幅度,tsi为码元长度;

温度传感器检测导片温度中,温度传感器对接收的信号s(t)进行

非线性变换得到:

其中a表示信号的幅度,a(m)表示信号的码元符号,p(t)表示成形函数,fc表示信号的载波频率,表示信号的相位;

hlw8012芯片做出处理与分析中,对m路电压信息或温度信息的离散时域混合信号进行重叠加窗短时傅里叶变换,得到m个混合信号的时频域矩阵

其中p表示总的窗数,nfft表示fft变换长度;(p,q)表示时频索引,具体的时频值为这里nfft表示fft变换的长度,p表示加窗次数,ts表示采样间隔,fs表示采样频率,c为整数,表示短时傅里叶变换加窗间隔的采样点数,c<nfft,且kc=nfft/c为整数,也就是说采用的是重叠加窗的短时傅里叶变换;

在电路板上对熔断器传输的电流经过电容器集成的自适应预失真功率放大器、线圈对电流进行滤波,得到稳定电流;同时将滤波后电流信息通过wifi发射器传输到用户的手机上。

进一步,对得到的跳频混合信号时频域矩阵进行预处理;

包括:第一步,对进行去低能量预处理,即在每一采样时刻p,将幅值小于门限ε的值置0,得到门限ε的设定根据接收信号的平均能量来确定;

第二步,找出p时刻(p=0,1,2,…p-1)非零的时频域数据,用表示,其中表示p时刻时频响应非0时对应的频率索引,对这些非零数据归一化预处理,得到预处理后的向量b(p,q)=[b1(p,q),b2(p,q),…,bm(p,q)]t,其中

进一步,hlw8012芯片做出处理与分析中,进一步包括:利用聚类算法估计每一跳的跳变时刻以及各跳对应的归一化的混合矩阵列向量、跳频频率;在p(p=0,1,2,…p-1)时刻,对表示的频率值进行聚类,得到的聚类中心个数表示p时刻存在的载频个数,个聚类中心则表示载频的大小,分别用表示;对每一采样时刻p(p=0,1,2,…p-1),利用聚类算法对进行聚类,同样得到个聚类中心,用表示;对所有求均值并取整,得到源信号个数的估计即:

找出的时刻,用ph表示,对每一段连续取值的ph求中值,用表示第l段相连ph的中值,则表示第l个频率跳变时刻的估计;根据估计得到的p≠ph以及第四步中估计得到的频率跳变时刻估计出每一跳对应的个混合矩阵列向量具体公式为:

这里表示第l跳对应的个混合矩阵列向量估计值;估计每一跳对应的载频频率,用表示第l跳对应的个频率估计值,计算公式如下:

进一步,自适应预失真功率放大器的壳体内集成有:

现场可编程门阵列,用于完成数字预失真和包络生成;

包络调制器,通过线缆与现场可编程门阵列连接,通过射频线缆与包络跟踪功率放大器连接,用于抑制包络跟踪功率放大器产生的峰均比;

包络跟踪功率放大器,通过线缆与包络调制器连接,用于提高漏极电压从低输入功率到峰值功率的饱和状态的效率;

抗混叠滤波器,通过射频线缆现场与可编程门阵列和包络跟踪功率放大器连接,用于降低输出电平中的混叠成分;

自适应模块,通过射频线缆与环形器连接,用于自适应地调节数字预失真的补偿特性。

进一步,自适应预失真功率放大器的壳体上还集成有电源接口、环形器;

所述电源接口安装在壳体上,所述环形器与包络跟踪功率放大器和自适应模块连接;

所述包络生成由包络整合和包络映射构成;包络整合用于消除高频分量;包络映射用于映射包络到漏极电压的瞬时包络的测量;

所述包络跟踪功率放大器的功率管为ldmos,运行环境为并行多波段模式;

所述控制中心由现场可编程门阵列构成,实现数字预失真,数字预失真是多波段数字预失真单元,数字预失真单元在各个波段捕获和分别数字化处理将缓解功放并行多波段运行模式下的再生频谱失真和互调失真。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述具有滤波电路的智能安全插座的控制方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述具有滤波电路的智能安全插座的控制方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行所述的具有滤波电路的智能安全插座的控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种具有滤波电路的智能安全插座,设置有:

电路板;

所述电路板通过导线与wifi发射器、输入端口、熔断器、温度传感器、电压检测器、插孔连接,电路板上焊接有电容器与线圈、hlw8012芯片、开关;

外壳上通过微小螺母固定有电路板、导片,外壳内卡接有熔断器、温度传感器、wifi发射器,外壳外部镶嵌有电压检测器。

进一步,所述外壳底部套接有吸盘;所述插孔在外壳上开凿有多个;所述外壳外部卡接有开关。

本发明的优点及积极效果为:

该发明设置有wifi发射器,可以通过手机实现对插座的开关进行控制,可以定时开关,并且对插座的工作状态进行检测,若出现意外断电,将会在手机上发出通知。该发明设置有电压检测器,可以对插座的外部电压进行检测,防止插座漏电,保证了插座的安全性。该发明设置有吸盘,方便了对插排进行的竖直固定,悬挂简单,并且悬挂的更加的牢固。

该发明在使用过程中可以手机控制,使用更加简单方便,并且更加省电,提高了插座的安全性。

电压检测器检测电压信息中,通过集成的高频数据采集卡内嵌的r(t)=x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t),对输入电压的多个不同变化电压进行采样,并得到所述多个不同变化电压所对应的第一电压值p(1)至第i电压值p(i);根据预定算法,由零点电压值rp、所述第一电压值p(1)至所述第i电压值p(i)按下式计算出步长电压值δp:

其中,i=2,3,......n,n为大于或等于2的整数;以及p(1)至p(i)为等电压间隔的电压采样值;将所述步长电压值δp转换为数字数据,将所述的数字数据传输至hlw8012芯片;

其中,xi(t)为时频重叠信号的各个信号分量,各分量信号独立不相关,n为时频重叠信号分量的个数,θki表示对各个信号分量载波相位的调制,fci为载波频率,aki为第i个信号在k时刻的幅度,tsi为码元长度;

温度传感器检测导片温度中,温度传感器对接收的信号s(t)进行

非线性变换得到:

通过上述检测实现了电压、工作温度准确检测。

本发明的包络跟踪功率放大器中,包络调制器可优化功放的效率,避免产生较大的峰均比;自适应模块可以提高预失真系统跟踪、抵消包络跟踪功率放大器因外部因素产生的误差的能力,提高包络跟踪功率放大器的线性度和效率,进而提高整个系统的性能和通信质量;抗混叠滤波器用于把dpd导出信号的混叠成分降低到微不足道的程度,去除采集到的不确定信号对有用信号的干扰,最大程度地抑制或消除混叠现象对数据采集的影响;壳体采用环氧树脂绝缘材料,可耐受不低于45kv高压。

本发明可以满足用户终端(手机)访问不同的系统和服务,具有高灵敏度、可重构的射频发射功能,支持现有频段和潜在的未来的无线网络。

本发明功耗极低,采用dpd(digitalpre-distortion)保证其线性化进行功率补偿。

本发明设置的抗混叠滤波器,提高了etpa(envelopetrackingpoweramplifier)的效率,避免了较大的峰均比。

本发明设置的功放链路,将输入信号进行放大,以达到输出功率的需求,采用ldmos(laterallydiffusedmetaloxidesemiconductor)管,以提高漏极电压从低输入到峰值饱和状态的运行效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的具有滤波电路的智能安全插座结构示意图;

图2是本发明实施例提供的电路板、开关结构示意图;

图中:1、wifi发射器;2、输入端口;3、熔断器;4、温度传感器;5、电容器;6、线圈;7、电压检测器;8、外壳;9、导片;10、插孔;11、hlw8012芯片;12、电路板;13、开关;14、吸盘。

图3是本发明实施例提供的包络跟踪功率放大器示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。

如图1至图2所示,本发明实施例提供的具有滤波电路的智能安全插座包括:wifi发射器1、输入端口2、熔断器3、温度传感器4、电容器5、线圈6、电压检测器7、外壳8、导片9、插孔10、hlw8012芯片11、电路板12、开关13、吸盘14。

电路板12通过导线与wifi发射器1、输入端口2、熔断器3、温度传感器4、电压检测器7、插孔10连接,电路板12上焊接有电容器5与线圈6、hlw8012芯片11、开关13。外壳8上通过微小螺母固定有电路板12、导片9,外壳8内卡接有熔断器3、温度传感器4、wifi发射器1,外壳8外部镶嵌有电压检测器7。

外壳8底部套接有吸14盘。

插孔10在外壳8上开凿有多个。

外壳8外部卡接有开关13。

本发明通过输入端口2将电流输入,经过熔断器3进入电路板12,熔断器3受hlw8012芯片11的控制,在电路板12上经过电容器5、线圈6对电流进行滤波,防止插座输出电流的不稳定,造成用电器的损坏;电压检测器7的电压信息与温度传感器4的温度检测后将信息传输到hlw8012芯片11,hlw8012芯片11做出处理,控制熔断器3的工作,并且将信息通过wifi发射器1传输到使用者的手机上;外壳8上插孔10用于使用,外壳8上的开关13可以在插座上控制电流,外壳8上的吸盘14可以将插座进行固定。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

本发明实施例提供的具有滤波电路的智能安全插座的控制方法,包括:

通过电压检测器检测电压信息、温度传感器检测导片温度后将检测的电压信息、温度信息传输到hlw8012芯片,hlw8012芯片做出处理与分析,进行控制熔断器的工作状态;电压检测器检测电压信息中,通过集成的高频数据采集卡内嵌的r(t)=x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t),,对输入电压的多个不同变化电压进行采样,并得到所述多个不同变化电压所对应的第一电压值p(1)至第i电压值p(i);根据预定算法,由零点电压值rp、所述第一电压值p(1)至所述第i电压值p(i)按下式计算出步长电压值δp:其中,i=2,3,......n,n为大于或等于2的整数;以及p(1)至p(i)为等电压间隔的电压采样值;将所述步长电压值δp转换为数字数据,将所述的数字数据传输至hlw8012芯片;

其中,xi(t)为时频重叠信号的各个信号分量,各分量信号独立不相关,n为时频重叠信号分量的个数,θki表示对各个信号分量载波相位的调制,fci为载波频率,aki为第i个信号在k时刻的幅度,tsi为码元长度;

温度传感器检测导片温度中,温度传感器对接收的信号s(t)进行

非线性变换得到:

其中a表示信号的幅度,a(m)表示信号的码元符号,p(t)表示成形函数,fc表示信号的载波频率,表示信号的相位;

hlw8012芯片做出处理与分析中,对m路电压信息或温度信息的离散时域混合信号进行重叠加窗短时傅里叶变换,得到m个混合信号的时频域矩阵

其中p表示总的窗数,nfft表示fft变换长度;(p,q)表示时频索引,具体的时频值为这里nfft表示fft变换的长度,p表示加窗次数,ts表示采样间隔,fs表示采样频率,c为整数,表示短时傅里叶变换加窗间隔的采样点数,c<nfft,且kc=nfft/c为整数,也就是说采用的是重叠加窗的短时傅里叶变换;

在电路板上对熔断器传输的电流经过电容器集成的自适应预失真功率放大器、线圈对电流进行滤波,得到稳定电流;同时将滤波后电流信息通过wifi发射器传输到用户的手机上。

对得到的跳频混合信号时频域矩阵进行预处理;

包括:第一步,对进行去低能量预处理,即在每一采样时刻p,将幅值小于门限ε的值置0,得到门限ε的设定根据接收信号的平均能量来确定;

第二步,找出p时刻(p=0,1,2,…p-1)非零的时频域数据,用表示,其中表示p时刻时频响应非0时对应的频率索引,对这些非零数据归一化预处理,得到预处理后的向量b(p,q)=[b1(p,q),b2(p,q),…,bm(p,q)]t,其中

hlw8012芯片做出处理与分析中,进一步包括:利用聚类算法估计每一跳的跳变时刻以及各跳对应的归一化的混合矩阵列向量、跳频频率;在p(p=0,1,2,…p-1)时刻,对表示的频率值进行聚类,得到的聚类中心个数表示p时刻存在的载频个数,个聚类中心则表示载频的大小,分别用表示;对每一采样时刻p(p=0,1,2,…p-1),利用聚类算法对进行聚类,同样得到个聚类中心,用表示;对所有求均值并取整,得到源信号个数的估计即:

找出的时刻,用ph表示,对每一段连续取值的ph求中值,用表示第l段相连ph的中值,则表示第l个频率跳变时刻的估计;根据估计得到的p≠ph以及第四步中估计得到的频率跳变时刻估计出每一跳对应的个混合矩阵列向量具体公式为:

这里表示第l跳对应的个混合矩阵列向量估计值;估计每一跳对应的载频频率,用表示第l跳对应的个频率估计值,计算公式如下:

如图3,本发明实施例提供的自适应预失真功率放大器的壳体内集成有:

现场可编程门阵列,用于完成数字预失真和包络生成;

包络调制器,通过线缆与现场可编程门阵列连接,通过射频线缆与包络跟踪功率放大器连接,用于抑制包络跟踪功率放大器产生的峰均比;

包络跟踪功率放大器,通过线缆与包络调制器连接,用于提高漏极电压从低输入功率到峰值功率的饱和状态的效率;

抗混叠滤波器,通过射频线缆现场与可编程门阵列和包络跟踪功率放大器连接,用于降低输出电平中的混叠成分;

自适应模块,通过射频线缆与环形器连接,用于自适应地调节数字预失真的补偿特性。

自适应预失真功率放大器的壳体上还集成有电源接口、环形器;

所述电源接口安装在壳体上,所述环形器与包络跟踪功率放大器和自适应模块连接;

所述包络生成由包络整合和包络映射构成;包络整合用于消除高频分量;包络映射用于映射包络到漏极电压的瞬时包络的测量;

所述包络跟踪功率放大器的功率管为ldmos,运行环境为并行多波段模式;

所述控制中心由现场可编程门阵列构成,实现数字预失真,数字预失真是多波段数字预失真单元,数字预失真单元在各个波段捕获和分别数字化处理将缓解功放并行多波段运行模式下的再生频谱失真和互调失真。

在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现,所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

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