一种插座的制作方法

本申请涉及插座技术领域，具体涉及一种插座。

背景技术：

在节能减排的理念越来越深入人心的今天，还有不少不必要的电能浪费，例如家用电器在待机状态就会消耗巨大的能量。现有技术通过对插座结构进行优化以降低能耗。

现有技术中的智能插座，基本包括以下几个模块：插头，插口，智能控制模块，电量信息采集模块，Wi-Fi通信模块以及继电器。智能控制模块被配置为控制继电器以及其他模块的工作状态，电量信息采集模块被配置为检测用电设备消耗的功率。这使得可以通过控制终端对插座进行远程控制，实时掌握用电信息，保证用电安全能对电量信息进行实时分析，防止因过流、过压引起的安全事故，并具有分析故障能力，可以排除因电压、电流波动引起的误操作。

然而，现有技术中的智能插座本身的待机也损耗了一部分电能。

技术实现要素：

有鉴于此,本申请提供一种插座，可以减少因插座本身的待机而损耗的能量，实现真正节约用电。

提供了一种插座，所述插座包括：

插头；

插口；

定时单元，与所述插头连接，具有定时关断和常通两种模式；

智能电路，与所述插口连接；以及

状态选择开关，与所述定时单元的输出端连接，在第一状态下将输出端连接到所述插口，在第二状态下将输出端经由所述智能电路输出到所述插口。

优选地，所述智能电路包括：

控制单元；以及

继电器，连接在所述状态选择开关的输出端和所述插口之间，被配置为受控于所述控制单元控制所述插口的输出。

优选地，所述智能电路还包括：

功率变换单元，用于为所述智能电路供电；

计量单元，与所述插口连接，用于获取所述智能电路的输出电能的采样信号；以及

无线通信单元，与所述控制单元连接，用于发送所述状态信息，并将接收到的控制指令传输给所述控制单元；

所述控制单元还被配置为根据所述计量单元的采样信号获取所述智能电路的状态信息并在所述状态信息显示异常时控制所述继电器关断。

优选地，所述智能电路还包括：

无线充电单元，被配置为以无线方式对外供电。

优选地，所述插座还包括：

控制开关，连接在所述状态选择开关和所述插口之间，用于所述状态选择开关处于第一状态时控制状态选择开关的输出端和所述插口的电连接状态。

优选地，所述插座具有唯一的标识信息，受控于控制终端对连接的用电设备的实时监控以及故障定位。

优选地，所述状态选择开关在第三状态下将所述定时单元的输出端断开。

优选地，所述定时单元为机械定时器。

优选地，所述无线通信单元为NB-IOT模块、ZigBee模块、LORA模块或GPRS模块。

优选地，所述控制单元还被配置为根据用电设备参数特征值与预定参数特征阈值之间的关系，识别用电设备的类别。

本申请通过在插座内设置定时单元和状态选择开关，这样使得插座在工作预定时间后自动关闭，可以减少因插座本身或用电设备处于待机状态耗能，达到节能的目的。

附图说明

通过以下参照附图对本申请实施例的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本申请实施例控制系统的结构示意图；

图2是本申请实施例插座的结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本申请进行描述，但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合附图及具体实施方式对本申请作进一步说明。

图1是本申请实施例控制系统的结构示意图。如图1所示，控制系统包括多个插座1和多个控制终端2。插座1通过无线方式与控制终端2通信，以上报插座1的状态信息，同时接受来自控制终端2的控制信号。控制终端2可以为专用的无线通信终端，也可是具有无线通信功能的通用数据处理设备，例如装载有控制应用程序的手机、平板电脑、笔记本计算机或台式计算机等设备。根据无线通信方式的不同，通过运营商网络或者本地网关与控制终端进行通信。

优选地，插座1和控制终端2之间可以通过近距离无线网络，例如蓝牙网络等进行通信，也可以通过远程无线网络例如NB-IoT(窄带物联网，Narrow Band Internet of Things)、LORA、ZigBee或GPRS(通用分组无线服务技术，General Packet Radio Service)等无线网络。

具体地，NB-IoT具有广覆盖、低功耗和更低模块成本等特点。LORA是LPWAN(低功耗广域网，Low Power Wide Area Network)的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，具有远距离、低功耗、多节点和低成本等特点。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率和低成本的双向无线通讯技术。GPRS具有传输速率高、接入时间短等特点。因此，使用NB-IoT、LoRa、ZigBee或GPRS等无线网络可以扩大无线网络的覆盖范围，同时，网络信号稳定，不易中断，减少因网络掉线而引起对插座失去控制等异常情况发生。

在本实施例中，一个控制终端2可以控制多个插座1，一个插座1也可以由多个控制终端2控制。可根据应用场合选择安装插座1和控制终端2的数量和位置。这样可以通过控制终端2对插座1进行远程控制，从而实现对使用插座1的用电设备的工作情况进行远程监控，同时，可通过远程控制插座1的开关达到对用电设备控制的目的，以减少耗能。

在本实施例中，插座1可以对用电设备或插座1的工作情况进行检测，及时发现用电设备或插座1的异常状态和待机状态，并将状态信息通过无线网络发送给控制终端2，控制终端2对异常状态提示告警信号并对待机状态提示及时处理。

本实施例通过无线方式使控制终端对多个插座进行控制，可以及时发现用电设备或插座的异常状态或待机状态并作出处理，同时可以减少耗能。

图2是本申请实施例插座的结构示意图。如图2所示，插座1包括插头11、插口12、定时单元13、智能电路14和状态选择开关15。插头11用于连接输入交流电源。插口12用于连接用电设备。定时单元13与所述插头11连接，具有定时关断和常通两种模式。智能电路14检测插座本身及用电设备的状态信息，并根据状态信息控制所述插口12的输出，还根据接收到的控制终端2的控制指令控制所述插口12的输出。状态选择开关15与所述定时单元13的输出端连接，在第一状态下将定时单元13的输出端连接到插口12，在第二状态下将定时单元13的输出端连接到智能电路14，在第三状态下将所述定时单元13的输出端断开。

在本实施例中，状态选择开关15与定时单元13相结合的工作方式，使得插座可以在工作预定时间后自动关闭，从而减少插座本身或用电设备处于待机状态的耗能，此外，状态选择开关15还可以使插座在不同场合切换不同的工作模式以实现用电设备的控制。

具体地，第一模式为定时单元13处于常通状态，状态选择开关15处于第一状态。此时，插座1为定时单元13连接插口12，由于定时单元处于常通状态，所以，此时插座1为普通插座。

第二模式为定时单元13处于常通状态，状态选择开关15处于第二状态。此时，定时单元13的输出端经由智能电路14输出到插口12。插座1是一个智能插座。其中，智能电路14检测插座1或用电设备的工作状态，并根据工作状态控制插口12的输出，从而实现对用电设备的控制。同时，智能电路14也可以根据接收到的控制终端2的控制指令控制插口12的输出，从而实现对用电设备的控制。此外，插座1具有无线充电的功能，通过无线方式，直接把充电设备放在支架上即可充电，方便使用，解决了电源线不够长，忘记带电源线或者充电接口损坏而不能充电烦恼。

第三模式为定时单元13处于定时关断状态，状态选择开关15处于第一状态。此时，插座1为定时单元13连接插口12，是一个具有定时功能的插座。可以通过对定时单元13的设置使得插座1工作预定时间后，自动关断，从而切断对用电设备的供电，减少用电设备处于待机状态时的耗电量。

第四模式为定时单元13处于定时关断状态，状态选择开关15处于第二状态。此时，定时单元13的输出端经由智能电路14输出到插口12，插座1为具有定时功能的智能插座。可以通过对定时单元13的设置使得插座1工作预定时间后，自动关断，从而切断对智能电路14和用电设备的供电，减少插座1本身和用电设备处于待机状态时的耗电量。同时，智能电路14检测插座1或用电设备的工作状态，并根据工作状态控制插口的输出，从而实现对用电设备的控制。同时，智能电路14也可以根据接收到的控制终端2的控制指令控制插口12的输出，从而实现对用电设备的控制。此外，插座1还具有无线充电的功能，通过无线方式，直接把充电设备放在支架上即可充电，方便使用，解决了电源线不够长，忘记带电源线或者充电接口损坏而不能充电烦恼。

第五模式为定时单元13处于定时关断或常通状态，状态选择开关15处于第三状态。此时，插座1处于关断状态，是无输出的插座。可以通过控制插座1工作在第五模式，以使得插座1无输出电压，防止触电。

在一个可选的实现方式中，插座1还包括控制开关16，连接在定时单元13和插口12之间，用于所述状态选择开关15处于第一状态时控制状态选择开关15的输出端和所述插口的电连接状态。控制开关16控制定时单元13和插口12的连接和断开。这样可以更加方便的控制插座1在第一状态下的工作状态，从而实现对用电设备的控制。优选地，所述控制开关16为自锁按键开关，在开关按钮第一次按时，开关接通并保持，即自锁，在开关按钮第二次按下时，开关断开，同时开关按钮弹出来。应理解，控制开关16也可以为其它类型的开关。

在本实施例中，插头11为镶嵌在插座1的壳体上或与壳体通过导线连接。当插头11为镶嵌在插座1的壳体上时，插座1的体积比较小，可以将其固定在其它插座的插口上。当插头11为与插座1的壳体通过导线连接时，可以根据不同的需求设置导线的长度，使插座1的壳体自由移动，方便使用。

在本实施例中，插口12连接定时器的输出端，用以输出220V或380v的交流电压给用电设备供电。

在本实施例中，定时单元13被配置为与所述插头11连接，具有定时关断和常通两种模式。优选地，所述定时单元13为机械定时器。本实施例中的机械定时器上有刻度盘和拨动开关。刻度盘是用于设定时间刻度指示，例如，每一小格代表30分钟，最大设定时间为24小时。拨动开关用于将机械定时器在定时关断模式和常通模式之间切换。将机械定时器上的箭头指向所需要设定时间的刻度，并将机械定时器的拨动开关拨到定时关断模式，这样机械定时器就开始工作在定时关断模式，按照设定的时间倒计时，到了设定的时间，机械定时器就自动关闭，不再给插座1及用电设备供电。这样可以使得插座1工作在定时关断模式时，工作预先设定的时间后自动关断，以控制插座1和用电设备关断，不再处于运行状态或待机状态，减少耗电。同时，可以通过定时单元13在不同的场合下控制插座1在定时关断模式和常通模式之间切换。

应理解，可根据不同的应用场合设置机械定时器的最大刻度，以达到使用需求。同时，定时单元13也可以为其他类型的定时器，例如电子定时器。

在本实施例中，智能电路14包括功率变换单元14a、计量单元14b、控制单元14c、无线通信单元14d、无线充电单元14e以及继电器14f。其中，功率变换单元14a用于进行功率变换。计量单元14b与所述功率变换单元14a连接，用于采样电量信号。控制单元14c被配置为根据所述计量单元的采样信号和接收到的控制指令控制所述继电器14f。无线通信单元14d与所述控制单元14c连接，用于发送所述智能电路14的状态信息，并接收控制指令。无线充电单元14e与所述功率变换单元14a连接，被配置为以无线方式对外供电。继电器14f连接在所述状态选择开关15的输出端与所述插口12之间，被配置为受控于所述控制单元14c控制插口12的输出，控制用电设备和市电之间的连接或者断开。

在一个可选实现方式中，功率变换单元14a包括交流-直流变换电路和直流-直流变换电路。其中，交流-直流变换电路用于将220V或380V的交流电压变换为直流电压。直流-直流变换电路用于将由交流-直流变换电路变换后的直流电压再变换为所需要的直流电压，为控制单元14c、计量单元14b、无线通信单元14d以及无线充电单元14e供电。

无线通信单元14d受控于控制单元14c与控制终端2进行无线通信，可将计量模块反馈的电器用电量数据实时反馈给控制终端，当用电器用电数据出现异常值时，控制单元发出告警，断开插座装置，关闭电器，实现智能化控制，当使用者进行远程开启或关闭电器时，通过控制终端下发指令，控制单元根据远程指令来通断插座。无线通信单元14d接收由控制终端2所发送的控制信号，通过UART接口与控制单元通信用来传输命令和数据。优选地，无线通信单元14d为NB-IOT模块、ZigBee模块、LORA模块或GPRS模块等。

无线充电单元14e与功率变换单元14a的输出端连接，使得功率变换单元14a的输出电压对无线充电单元14e供电。无线充电单元14e可以无线的方式对充电设备进行充电。优选地，在插座1的壳体上设置一个支架，当把充电设备放到支架上，无线充电单元14e会自动给充电充电。充电设备为手机或平板电脑等。适合无线充电的标准有PMA(Power Matters Alliance)标准、Qi标准、A4WP(Alliance for Wireless Power)标准。这样可以通过无线的方式对充电设备进行充电，使用方便。

计量单元14b连接在市电与继电器之间，用于监测和反馈电器的用电量数据，将监测到的电器用电量数据实时的反馈给主控单元，以便使用者查看。具体地，计量单元14b可以获取所述插头的输出电能的采样信号，并将采样信号发送给控制单元14c。优选地，计量单元14b将上述采样信号转换为数字信号，然后将数字信号传给控制单元14c。控制单元14c根据计量单元14b的采样信号判断插座1和所连接用电设备的工作状态。其中，所述工作状态包括：正常状态、异常状态和待机状态。

控制单元14c根据用电设备的工作状态及接收到的控制终端2的信号控制继电器14f的导通和关闭，来对用电设备进行控制。从而可以实现智能控制和远程控制。

具体地，当控制单元14c根据计量单元14b的采样信号判断插座1和所连接用电设备工作在正常状态时，控制单元14c控制继电器14f正常导通，从而给所连接用电设备正常通电。同时控制单元14c控制无线通信单元14d将状态信息发送给控制终端2，提示工作正常。

当控制单元14c根据计量单元14b的采样信号判断插座1和所连接用电设备工作在异常状态时，控制单元14c控制继电器14f关断，避免损坏连接的用电设备。同时，控制单元14c控制无线通信单元14d将异常状态信息发送给控制终端2，提示工作异常。控制终端2会高频率的反复显示对应的插座1。其中，每个插座1都具有唯一的标识信息，可以是一个唯一的地址编码，通过与控制终端2通信，建立链接，控制终端通过相应的控制程序，能够对插座连接的指定电器的状态进行实时监控。将插座1的安装位置信息和唯一的标识信息存储到控制单元，控制单元根据控制指令可以对工作在异常状态时的插座1和所连接用电设备及时处理，避免因插座1或用电设备长时间工作在异常状态而可能引起的严重后果，同时，可根据标识信号准确判断故障位置并及时处理，可以达到保护插座1及用电设备的目的。

当控制单元14c根据计量单元14b的采样信号判断所连接的用电设备工作在待机状态时，控制单元14c控制无线通信单元14d将待机状态信息发送给控制终端2，提示及时切断供电。这样可以减少因插座1或用电设备长时间处于待机状态时的耗电量，达到节能的目的。

同时，控制单元14c通过无线通信单元14d接收来自控制终端2的控制信号，根据控制信号控制继电器14f的导通和关断，可以实现用电设备的远程控制。

此外，所述控制单元14c还被配置为根据用电设备参数特征值与预定参数特征阈值之间的关系，识别用电设备的类别。具体的，可以采用最小二乘法计算。首先基于与插座连接的用电设备的启动阶段中的各预定时刻的电流值生成所述电设备启动时的电流曲线；然后采用最小二乘法求取所述电流曲线的最小二乘拟合多项式，统计该拟合多项式中每一项的系数；以及基于所述最小二乘拟合多项式中每一项的系数满足预设条件，确定所述用电设备的类别。

在本实施例中，控制单元14c可以通过MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)或专用集成电路来实现。

在本实施例中，所述用电设备为插座1所连接的用电设备。

本实施例通过在插座内设置定时单元和状态选择开关，这样可以通过定时单元使得插座在工作预定时间后自动关闭，可以减少插座本身或用电设备处于待机状态的耗能，同时可以通过定时单元和状态选择开关相互配合工作的方式使插座在不同场合切换不同的工作模式对用电设备进行控制。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员而言，本申请可以有各种改动和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。