一种基于物联网的家用插座的制作方法

本发明涉及家用电器电路技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的家用插座。

背景技术：

随着时代发展，人们生活水平发生日新月异的变化，对物质的追求从实用走向品质，安全问题越来越受重视。特别在二孩政策放开之后，人们越发重视儿童的安全问题。开关插座是最常见的家用配电设备之一，从儿童到老人都是使用对象，而且使用频率高，接触机会多，因此，插座关系家庭日常安全，如何在满足用电需求的同时提高安全系数成为我们的探索的问题。

传统的插座采用在插头增加绝缘保护套或增加保护门的办法减少因插座引发的安全事故。目前市场上出售一种带开关的插座，这样就可以不去接触插销，远离金属头，只需轻轻一按就达到断电的目的。

可是，这几种插座家庭成员都可以直接操作，没有保护儿童这个懵懂的群体。儿童特别是刚刚学会爬行走路的宝宝，他们对世界的好奇心重，一直在探索整个未知而有奇妙的世界，本发明即为对申请号为2018222589271的插座的一种改进方案。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于物联网的家用插座。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于物联网的家用插座，包括插座外壳和内置于所述外壳内的pcb板，所述pcb板上设置有用于整体逻辑控制操作的主控芯片电路模块、用于联网通信的wifi通信接口电路模块、用于限定使用者的指纹外设接口电路模块、用于插座自身电能控制的电源转换电路模块、插座控制电路模块和复位电路模块，所述wifi通信接口电路模块、所述指纹外设接口电路模块、所述电源转换电路模块、所述插座控制电路模块和所述复位电路模块均与所述主控芯片电路模块电性连接，所述主控芯片电路模块还与用于检测用电设备电量使用情况的电量计量电路模块和用于拓展通信方式的ble通信接口电路模块电性连接。

进一步地，所述的ble通信接口电路模块的1号引脚连接vcc电源，其3号引脚接地，2号引脚和4号引脚各自与所述主控芯片电路模块的pb10和pb11接口对应连接。

进一步地，所述指纹外设接口电路模块的1号引脚连接vcc电源，其6号引脚接地，2号引脚、3号引脚和5号引脚各自与所述主控芯片电路模块的pa8、pc7和pa10接口对应连接，其4号引脚依次经过发光二极管和分压电阻后与所述主控芯片电路模块的pa9接口相连接。

进一步地，所述wifi通信接口电路模块采用型号为esp8266的wifi通信模块。

进一步地，所述的ble通信接口电路模块所采用型号为hc08的蓝牙串口模块。

进一步地，所述主控芯片电路模块采用型号为stm32f103rct6的主控芯片。

进一步地，所述电量计量电路模块包括hlw8012芯片，其vdd引脚端连接vcc电源，gnd引脚端接地，vip引脚端和vin引脚端分别与n_out连接端和ac_n连接端对应连接，v2p引脚端与ac_l连接端相连接，sel引脚端与第一光电耦合器中的二极管正极相连接，cfi引脚端和cf引脚端分别与各自对应的第二光电耦合器和第三光电耦合器的二极管负极相连接，所述第一光电耦合器、第二光电耦合器和第三光电耦合器的二极管正极均各自通过电阻后与vcc电源相连接，它们的三极管集电极均各自与3.3v电源相连接，所述第一光电耦合器的二极管负极、所述第二光电耦合器和所述第三光电耦合器的三极管发射极均接地，所述第一光电耦合器的三极管发射极、所述第二光电耦合器和所述第三光电耦合器的三极管集电极还分别与所述主控芯片电路模块的pa5、pa6和pa7接口对应连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)安全性高，功能齐全，本发明pcb板上设置有用于整体逻辑控制操作的主控芯片电路模块、用于联网通信的wifi通信接口电路模块、用于限定使用者的指纹外设接口电路模块、用于插座自身电能控制的电源转换电路模块、插座控制电路模块和复位电路模块，并且主控芯片电路模块还与用于检测用电设备电量使用情况的电量计量电路模块和用于拓展通信方式的ble通信接口电路模块电性连接，传统的开关插座，安全保护措施通过机械方法类的保护措施，不能够保护特定群体，而且在用电设备不用电但没有从插座中拔出的情况下，不能及时断电，易引起安全问题，增加安全隐患，并且以防出现险情时及时报警，设置了多种通信接口，功能更齐全，可以通过手机app来控制插座的通断电，对于不会使用智能手机的人群，无法改变插座的通断。

(2)适用性强，本发明中所新采用的电量计量电路模块，仅限录入指纹者和手机app端操作，这样的限定保护了无操作能力的群体，防止出现误操作。增加的电流检测模块，可以在用电设备离开，但是人们忘记关闭插座电源的情况下，断开电源，保护无操作能力的群体。增加环境监测功能，可在离开室内的情况下，实时监控室内的环境情况。

附图说明

为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。并且，附图中示出的各个部分的相对位置和大小是示例性的，而不应当被理解成各个部分之间唯一确定的位置或尺寸关系。

图1为本发明中的主控芯片电路模块电路图，其中，图1-a为主芯片连接电路图，图1-b为主芯片第一搭载电路图，图1-c为主芯片第二搭载电路图，图1-d为主芯片第三搭载电路图；

图2为本发明中的电源转换电路模块电路图，其中，图2-a为电源转换ac-dc电路图，图2-b为电源转换dc-dc电路图，图2-c为电源进线端口电路图；

图3为本发明中的ble通信接口电路模块电路图；

图4为本发明中的wifi通信接口电路模块电路图；

图5为本发明中的指纹外设接口电路模块电路图；

图6为本发明中的插座控制电路模块电路图；

图7为本发明中的电量计量电路模块电路图；

图8为本发明中的复位电路模块电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

本发明一种基于物联网的家用插座，包括插座外壳和内置于外壳内的pcb板，pcb板上设置有用于整体逻辑控制操作的主控芯片电路模块、用于联网通信的wifi通信接口电路模块、用于限定使用者的指纹外设接口电路模块、用于插座自身电能控制的电源转换电路模块、插座控制电路模块和复位电路模块，wifi通信接口电路模块、指纹外设接口电路模块、电源转换电路模块、插座控制电路模块和复位电路模块均与主控芯片电路模块电性连接，主控芯片电路模块还与用于检测用电设备电量使用情况的电量计量电路模块和用于拓展通信方式的ble通信接口电路模块电性连接。

如图1(包括图1-a、图1-b、图1-c和图1-d)所示为本发明中的主控芯片电路模块电路图，本实施例中采用的具体型号为stm32f103rct6，其各自引脚如图所示与各外围搭载电路相连接，各搭载电路的作用主要是用于保证主控芯片正常运行和安全要求的满足。

如图2(包括图2-a、图2-b和图2-c)所示为本发明中的电源转换电路模块电路图，电源转换电路模块包括电源转换ac-dc电路模块、电源转换dc-dc电路模块和电源进线端口电路，电源转换ac-dc电路模块采用stm32主控芯片自带部分，电源转换dc-dc电路模块采用的芯片为1117-3.3v稳压芯片系列，电源转换电路模块通过如图中的端口标注自身各自模块相互连接后与主控芯片电路模块连接。

如图3所示为本发明中的ble通信接口电路模块电路图，该模块电路的1号引脚连接vcc电源，其3号引脚接地，2号引脚和4号引脚各自与主控芯片电路模块的pb10和pb11接口对应连接，本实施例中的ble通信接口电路模块所采用型号为hc08的蓝牙串口模块。

如图4所示为本发明中的wifi通信接口电路模块电路图，该模块电路通过pa2接口、pa3接口和pa0接口与主控mcu芯片电路模块电性连接，其插口数至少为8个，本实施例中为8个，wifi外设电路模块的输入电压为3.3v～3.5v，一般为3.3v，本实施例中的wifi通信接口电路模块采用型号为esp8266的wifi通信模块。

如图5所示为本发明中的指纹外设接口电路模块电路图，该模块电路的1号引脚连接vcc电源，其6号引脚接地，2号引脚、3号引脚和5号引脚各自与主控芯片电路模块的pa8、pc7和pa10接口对应连接，其4号引脚依次经过发光二极管和分压电阻后与主控芯片电路模块的pa9接口相连接。

如图6所示为本发明中的插座控制电路模块电路图，该模块电路包括继电器和三极管，继电器线圈的一端与三极管集电极相连接，继电器线圈的另一端与vcc电源连接，三极管的发射极接地，其基极通过单独一个分压电阻与主控芯片电路模块的pc8接口相连接，继电器线圈的两端之间还连接有二极管，继电器控制开关的一端经又一个分压电阻与ac_l端连接，其另一端与ac_l1端相连接。

如图7所示为本发明中的电量计量电路模块电路图，该电路模块包括hlw8012芯片，其vdd引脚端连接vcc电源，gnd引脚端接地，vip引脚端和vin引脚端分别与n_out连接端和ac_n连接端对应连接，v2p引脚端与ac_l连接端相连接，sel引脚端与第一光电耦合器u4中的二极管正极相连接，cfi引脚端和cf引脚端分别与各自对应的第二光电耦合器u5和第三光电耦合器u6的二极管负极相连接，第一光电耦合器u4、第二光电耦合器u5和第三光电耦合器u6的二极管正极均各自通过电阻后与vcc电源相连接，它们的三极管集电极均各自与3.3v电源相连接，第一光电耦合器u4的二极管负极、第二光电耦合器u5和第三光电耦合器u6的三极管发射极均接地，第一光电耦合器u4的三极管发射极、第二光电耦合器u5和第三光电耦合器u6的三极管集电极还分别与主控芯片电路模块的pa5、pa6和pa7接口对应连接。

如图8所示为本发明中的复位电路图，该电路模块包括重置开关，重置开关的一端接地，其另一端通过reset接口与主控芯片电路模块电性连接，该连接端还通过电阻与输入电压为3.3v～3.5v的连接端相连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。