專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能用電插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)、嵌入式技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能用電插座。
背景技術(shù)：
目前用電插座的功能單一，普遍使用的用電插座只能提供二線與三線插孔來(lái)充當(dāng)用電器與電網(wǎng)的電氣連接接口，除此之外沒(méi)有任何其它的功能；更進(jìn)一步，有的用電插座內(nèi)部雖然集成電量測(cè)量功能模塊并且提供LCD液晶顯示屏用來(lái)顯示本地用電數(shù)據(jù)。但是它不能將本地?cái)?shù)據(jù)上傳至類(lèi)似PC機(jī)等設(shè)備，因而無(wú)法將用電數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理、統(tǒng)計(jì)等一系列處理。進(jìn)而用電插座也不能響應(yīng)用戶(hù)命令，沒(méi)有方便的類(lèi)似人機(jī)交互的平臺(tái)。一切與用電插座相關(guān)的基本操作都必須要求用戶(hù)的手動(dòng)操作才能完成，靈活性差。智能用電插座基本功能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)各功能部分間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)對(duì)智能用電插座的需求，目前尚無(wú)實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量、自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制和實(shí)時(shí)通信功能的插座設(shè)計(jì)方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有裝置存在的不足，本發(fā)明提供一種智能用電插座。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種智能用電插座，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊、電量測(cè)量模塊、處理器模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊；其中，所述的電源轉(zhuǎn)換模塊，用于產(chǎn)生不同幅值的直流電壓，為電量測(cè)量模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊和處理器模塊提供所需的直流電壓；所述的電量測(cè)量模塊用于測(cè)量用電設(shè)備的電壓、電流、功率和電能；所述的可控開(kāi)關(guān)模塊用于根據(jù)處理器模塊的指令控制智能用電插座的通斷；所述的網(wǎng)絡(luò)通信模塊用于智能用電插座與智能用電插座之間，智能用電插座和hternet網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互；其連接關(guān)系為所述處理器模塊通過(guò)外部接口與電量測(cè)量模塊連接，可控開(kāi)關(guān)模塊的輸入端連接處理器模塊的輸出端，網(wǎng)絡(luò)通信模塊的信號(hào)收發(fā)端連接處理器模塊的天線信號(hào)收發(fā)端；所述的電源轉(zhuǎn)換模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊、電量測(cè)量模塊、處理器模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊均集成在一個(gè)電路板上；所述的電源轉(zhuǎn)換模塊直接連接火線和零線，與可控開(kāi)關(guān)和用電設(shè)備線路獨(dú)立；所述的電量測(cè)量模塊與處理器模塊的輸出電平值應(yīng)在相同取值范圍內(nèi)，若不同， 則在兩者之間增加時(shí)鐘電平轉(zhuǎn)換模塊來(lái)調(diào)整電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電量測(cè)量模塊與處理器模塊的通信。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明支持電量測(cè)量、自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制和通信三大功能。它具有體積小、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。從電量測(cè)量模塊能夠獲得實(shí)時(shí)電壓、電流有效值和瞬時(shí)值、瞬時(shí)和有功功率值，而且在校準(zhǔn)后其測(cè)量結(jié)果精度達(dá)；自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制模塊采用大功率電磁繼電器，支持高達(dá)4000W的負(fù)載接入；由于采用集成Zigbee RF收發(fā)機(jī)的處理器，容易組成快速、廉價(jià)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)。不需要為通信模塊增加額外的布線。


圖1為本發(fā)明智能用電插座結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明智能用電插座電源轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖；圖3為本發(fā)明智能用電插座可控開(kāi)關(guān)模塊電路原理圖；圖4為本發(fā)明智能用電插座電量測(cè)量模塊電路原理圖；圖5為本發(fā)明智能用電插座處理器模塊電路原理圖；圖6為本發(fā)明智能用電插座網(wǎng)絡(luò)通信模塊的電路原理圖；圖7為本發(fā)明智能用電插座時(shí)鐘電平轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖；圖8為本發(fā)明智能用電插座內(nèi)部接線示意圖；圖9為本發(fā)明智能用電插座處理器芯片與電量測(cè)量芯片間通信流程圖；圖10為本發(fā)明智能用電插座的智能用電系統(tǒng)圖；其中，1、電壓采集電路2、電流采集電路3、電量測(cè)量芯片4、處理器芯片5、復(fù)位電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例的一種智能用電插座，其電路原理圖如圖1所示，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊、電量測(cè)量模塊、處理器模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊；所述的電源轉(zhuǎn)換模塊直接連接火線和零線，與可控開(kāi)關(guān)和用電設(shè)備線路獨(dú)立，不受可控開(kāi)關(guān)狀態(tài)影響。本實(shí)施例中各模塊型號(hào)如下可控開(kāi)關(guān)模塊采用電磁繼電器Q90F，電量測(cè)量模塊采用CSM60芯片，處理器模塊采用集成MCU和ZigBee RF功能CC2530芯片，網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括集成巴倫M50BM15A0002 和倒F型PCB天線；圖2為電源轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖，其中，電源轉(zhuǎn)換模塊中的三端穩(wěn)壓元件TO型號(hào)為AMS1117-3. 3。根據(jù)本實(shí)施例所采用的芯片型號(hào)，電源轉(zhuǎn)換模塊提供模擬直流電源和數(shù)字直流電源兩部分，其中，模擬直流電源大小為+5V士 10%和+3. 4V，數(shù)字直流電源大小為 +5V士 10%和+3. 3V。電網(wǎng)220V交流火線(LIN端)接壓敏電阻10D471K的一端，壓敏電阻 10D471K的另一端與零線(N0UT端)相連接。LIN端另外串接0. 5A保險(xiǎn)絲U20后接入開(kāi)關(guān)電源U6的輸入端1腳，開(kāi)關(guān)電源U6的另一輸入端2腳與電網(wǎng)NOUT端連接。在開(kāi)關(guān)電源U6 的輸出端4腳得到較為穩(wěn)定的+5V直流電壓接整流濾波電容C4到地，開(kāi)關(guān)電源U6的輸出端3腳直接接地。模擬+5V經(jīng)過(guò)電阻R7和R8分壓得到3. 4V直流電壓(網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)PF)為 CS5460提供掉電參考電壓，模擬+5V經(jīng)過(guò)電阻R9為CSM60提供數(shù)字直流電壓。另外，開(kāi)關(guān)電源U6的輸出端4腳輸出經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓器U5的1腳，由三端穩(wěn)壓器U5的3腳得到穩(wěn)定的 +3. 3V為CC2530提供穩(wěn)定的直流電壓，三端穩(wěn)壓器U5的2腳接地。圖3為可控開(kāi)關(guān)模塊的電路原理圖，由開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路組成，所述的開(kāi)關(guān)采用電磁繼電器Q90F，所述的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路由三極管S8050及其外圍元件構(gòu)成，所述的外圍元件中的二極管D4的型號(hào)為Diode 1N4148。R23為三極管Q3的基極偏置電阻，RM為集電極電阻，二極管D4起保護(hù)作用，防止由于電磁繼電器UlO線圈電流突變產(chǎn)生的自感電壓損壞其它元件，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)P1_0/SWITCH為處理器模塊的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸入端當(dāng)P1_0/SWITCH=0時(shí)，即開(kāi)關(guān)控制端為低電平(約0V)時(shí)，三極管Q3發(fā)射結(jié)處于零偏置狀態(tài)，此時(shí)三極管 Q3處于截止?fàn)顟B(tài)，即電磁繼電器UlO線圈中無(wú)電流，Ic = OA,因此電磁繼電器UlO的彈簧片處于其第5腳，繼而LIN端與LOUTl端斷開(kāi)，智能用電插座處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)P1_0/SWITCH =1，開(kāi)關(guān)控制端為高電平(約+3. 3V)，三極管Q3導(dǎo)通，電磁繼電器UlO的線圈電流滿(mǎn)足如下公式Ic = (VA+-V J / (R24+RQ90F)式中，Vee為三極管Q3的集電極與發(fā)射極之間的導(dǎo)通壓降，Rq9cif為電磁繼電器UlO 的線圈直流電阻，電磁繼電器UlO的吸合電流約為155MA，所以必須選取合適的電阻RM和 R23，本例中，R23 = 1K，R24 = 5. 1 Ω，此時(shí)產(chǎn)生的集電極電流約為185ΜΑ，因而LIN端與 LOUTl端處于接通狀態(tài)，即智能用電插座處于接通狀態(tài)。圖4為電量測(cè)量模塊電路原理圖，由電流采集電路1、電壓采集電路2和電量測(cè)量芯片CSM60及其外圍元件3組成。電壓采集電路2采用電阻分壓式方法獲得采樣電壓，即由電阻Rl = 2Μ與電位器R2 = IOK分壓得到采樣電壓；電流采集電路1采用穿芯式電流互感器U9獲得采樣電流，本實(shí)施例中穿芯式電流互感器U9的類(lèi)型由實(shí)際最大用電負(fù)載決定， 本實(shí)施例中電流采集比(即初級(jí)電流和次級(jí)電流的比值)滿(mǎn)足5Α/5ΜΑ。從可控開(kāi)關(guān)模塊的電磁繼電器UlO的輸出點(diǎn)LOUTl端引出導(dǎo)線穿過(guò)穿芯式電流互感器中心孔，導(dǎo)線另一端接入L0UT2端，所述的導(dǎo)線的直徑由實(shí)際最大用電負(fù)載決定。穿芯式電流互感器將在其次級(jí)引腳間以1000 1比例系數(shù)感應(yīng)出次級(jí)電流。次級(jí)電流經(jīng)由電位器VR2得到與之成正比例的電壓信號(hào)，且VR2 = 200歐。R1、R2、R12、R13為輸入VIN-、IIN+的電流限制電阻，起至Ij 輸入保護(hù)的作用，防止CSM60在實(shí)際測(cè)量環(huán)境中損壞。Cl、C2、C3、C27、C28、C29為輸入濾波電容，該濾波器可以去除所需頻率外很寬頻帶的噪聲，同時(shí)也是一個(gè)防混淆濾波器，防止電能測(cè)量芯片CSM60的A/D轉(zhuǎn)換器接收高于采樣頻率一半(奈奎斯特頻率)的輸入信號(hào)。 經(jīng)過(guò)采集、限流、濾波后的信號(hào)通過(guò)VIN+、VIN-、IIN+、IIN-分別與電能測(cè)量芯片CSM60的 9、10、16、15腳進(jìn)入電量測(cè)量芯片CSM60進(jìn)行處理和計(jì)算，得到有效電壓、有效電流、瞬時(shí)功率、電能等結(jié)果，并且以串行總線SPI方式為處理器模塊CC2530提供計(jì)算結(jié)果。L2、C80 與L3、C81分別為CSM60模擬與數(shù)字直流電源EMI噪聲抑制電路，C7、C59、C60、C70為電源去耦電容，C25、C26為4MHZ晶振TO的負(fù)載電容。LED指示燈D2為智能用電插座電源指示燈，電阻R42的一端連接電量測(cè)量模塊 CS5460的VA+端，電阻R42的另一端連接電源指示LED燈D2的正極，電源指示LED燈D2為普通發(fā)光二極管，電源指示LED燈D2的負(fù)極接地，本實(shí)施例中R42的大小滿(mǎn)足如下公式(VA+-Vled)/Imax ( R42 ( (VA+-VLED)/Iled式中，V·為發(fā)光二極管D2的導(dǎo)通壓降，I·為發(fā)光二極管D2的正常工作電流，Imax 為發(fā)光二極管D2的最大工作電流。本實(shí)施例中，R42 = 510Ω。圖5為處理器模塊的電路原理圖。處理器模塊采用的處理器芯片型號(hào)為CC2530， 處理器芯片上連接復(fù)位電路，支持上電與手動(dòng)兩種復(fù)位功能，Yl = 32ΜΗΖ為處理器芯片的時(shí)鐘晶振，CIO,Cll為其負(fù)載電容；Υ4 = 32. 768ΚΗΖ為處理器芯片的睡眠晶振，C37、C38為其負(fù)載電容。C51 C57為處理器芯片電源引腳去耦電容，Ll與C58構(gòu)成處理器芯片電源的EMI噪聲抑制電路。C36、R15為處理器芯片CC2530外圍電路的固定接法，具體可參見(jiàn) CS5460芯片手冊(cè)(datasheet)。處理器芯片的41腳為處理器芯片CC2530底部接地點(diǎn)，為保證處理器正常工作，其底部必須充分接地，處理器芯片CC2530集成了 MCU和ZigBee RF 收發(fā)機(jī)，僅需少量的外置元件，即可構(gòu)建快速、廉價(jià)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。RS232模塊由SIP4構(gòu)成，主要作用是必要時(shí)用于插座直接與PC機(jī)通信，此模塊為可選部分，其連接關(guān)系為SIP4的P1_6/M0SI端、P1_7/MIS0端分別連接處理器芯片CC2530 的 P1_6/M0SI 端、P1_7/MIS0 端。工作狀態(tài)指示燈D5作為智能用電插座通斷狀態(tài)指示燈，只有在插座成功啟動(dòng)并且加入網(wǎng)絡(luò)后才被點(diǎn)亮。電阻R41的一端接VCC，電阻R41的另一端連接工作狀態(tài)指示燈D5 的正極，工作狀態(tài)指示燈D5的負(fù)極連接處理器芯片CC2530的P1_LED3腳，本實(shí)施例中R41 的大小滿(mǎn)足如下兩個(gè)公式(VCC-Vled)/Imax 彡 R41 彡(VCC-Vled)/Iled(VCC-Vled)/In ^ R41式中，VCC為CC2530電源電壓+3. 3V，Vled為發(fā)光二極管D5的導(dǎo)通壓降，Iled為發(fā)光二極管D5的正常工作電流，Imax為發(fā)光二極管D5的最大工作電流。In為處理器I/O引腳的最大驅(qū)動(dòng)電流。本實(shí)施例中，R41 = 200 Ω , I/O引腳為CC2530芯片的第9腳，最大驅(qū)動(dòng)能力為In = 20ΜΑ。圖6為網(wǎng)絡(luò)通信模塊的電路原理圖，包括集成巴倫Μ50ΒΜΙ5Α0002和2. 4GHZ倒F 型PCB天線。為保證天線U15性能達(dá)最佳狀態(tài)需要注意三點(diǎn)1)集成巴倫Ul應(yīng)該盡量靠近處理器，并且盡量與處理器芯片CC2530的25 J6腳中點(diǎn)保持對(duì)稱(chēng)；2)電路板厚度應(yīng)該盡量小，本實(shí)施例中的板厚取1. 2ΜΜ，并且網(wǎng)絡(luò)通信模塊應(yīng)該充分接地，一般采用添加過(guò)孔的方法，數(shù)量視具體情況而定；幻天線U15的雙面(即PCB板頂層和底層)不宜敷銅，而且其周?chē)M量不要擺放其它元件。網(wǎng)絡(luò)通信模塊與處理器芯片CC2530的連接關(guān)系為集成巴倫 Ul的RF_N端和RF_P端分別連接處理器芯片CC2530的25腳和洸腳。圖7為時(shí)鐘電平轉(zhuǎn)換模塊原理圖，所述的時(shí)鐘是指處理器模塊與電量測(cè)量模塊 CS5460間SPI通信所用時(shí)鐘。時(shí)鐘接線電平轉(zhuǎn)換模塊的SCLK/P0_5端連接電量測(cè)量模塊 CS5460的SCLK/P0_5端，時(shí)鐘接線電平轉(zhuǎn)換模塊的P0_5/SCLK連接處理器芯片CC2530的 P0_5/SCLK。本實(shí)施例采用兩級(jí)三極管反向器級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換R51、R52分別為三極管 Q5、三極管Q6集電極偏置電阻；R48為三極管Q5的基極偏置電阻；C46與R48并聯(lián)以增加三極管的開(kāi)關(guān)速度；時(shí)鐘電平轉(zhuǎn)換模塊為可選部件，根據(jù)所選電量測(cè)量芯片和處理器型號(hào)而定，如果處理器與電量測(cè)量芯片間電平已經(jīng)匹配，則可省略此模塊，本實(shí)施例中，由于處理器芯片CC2530的高、低電平分別為+3V、0V，電量測(cè)量模塊CSM60的時(shí)鐘引腳(5腳)能夠識(shí)別的高電平最小值和低電平最大值分別約為+4V、0. 8V，可見(jiàn)處理器芯片與電量測(cè)量芯片不匹配，故本實(shí)施例中應(yīng)配置時(shí)鐘電平轉(zhuǎn)換模塊。圖8為智能用電插座內(nèi)部接線示意圖。大體可分為用電設(shè)備接口和PCB板兩部分。本實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊、電量測(cè)量模塊、處理器模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊均集成在PCB電路板上，所述的PCB板有三個(gè)接線點(diǎn)LIN、L0UT2、NOUT分別為火線接入點(diǎn)、 火線輸出點(diǎn)和零線接入點(diǎn)，實(shí)際中必須嚴(yán)格按照?qǐng)D示接法進(jìn)行，否則將嚴(yán)重?fù)p壞元件；用電設(shè)備接口可提供普通兩口或三口插孔，圖中字母E、N、L分別代表實(shí)際插座的地線、零線和火線接點(diǎn)。本實(shí)施例中的智能用電插座實(shí)現(xiàn)三種功能開(kāi)關(guān)控制、電量測(cè)量及實(shí)時(shí)通信，均通
6過(guò)處理器模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體過(guò)程如下開(kāi)關(guān)控制過(guò)程為處理器芯片CC2530的I/O 口中P1_0端(即11腳)具有20MA的驅(qū)動(dòng)能力，利用此端口實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)控制模塊的控制，處理器芯片CC2530初始化環(huán)節(jié)將P1_0設(shè)置為輸出方式，之后在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)改變P1_0輸出電平狀態(tài)即可控制開(kāi)關(guān)的通斷P1_0賦值為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)接通；P1_0賦值為低電平時(shí)開(kāi)關(guān)被切斷。電能測(cè)量過(guò)程為處理器芯片CC2530與電量測(cè)量模塊CSM60間通信通過(guò)5線SPI總線方式進(jìn)行電量數(shù)據(jù)交互和電量測(cè)量芯片工作參數(shù)設(shè)置，處理器芯片的P0_2/SD0端、P0_3/SDI端、P0_4/ CS端、P0_5/SCLK端或SCLK/P0_5端、P0_7/INT端作為外部接口，處理器芯片CC2530通過(guò) P0_2/SD0 端、P0_3/SDI 端、P0_4/CS 端、P0_5/SCLK 端或 SCLK/P0_5 端、P0_7/INT 端與電量測(cè)量芯片CC2530進(jìn)行通信，處理器芯片CC2530有兩個(gè)異步串口 UARTO和UARTl，它們都能獨(dú)立地被設(shè)置為異步串口方式或SPI方式。在本實(shí)例中，將UARTO設(shè)置成SPI方式，UARTl 設(shè)置成異步串口模式。圖9為初始化環(huán)節(jié)流程圖，完成的工作包括寫(xiě)CSM60芯片相關(guān)寄存器、初始化 CC2530硬件，例如設(shè)置處理器芯片P0_7引腳為外部中斷工作方式，并且觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)、尋找并且加入Zigbee網(wǎng)絡(luò)、請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)時(shí)間等。本實(shí)施例對(duì)電量測(cè)量芯片相關(guān)參數(shù)設(shè)置加以說(shuō)明，主要包括1)設(shè)置每次電量計(jì)算周期的A/D轉(zhuǎn)換次數(shù)，典型值為4000 ；2)設(shè)置每次計(jì)算周期完成時(shí)外部引腳產(chǎn)生中斷， 中斷方式為下降沿觸發(fā)，與處理器外部引腳P0_7中斷觸發(fā)方式相同即可；幻寫(xiě)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)至校準(zhǔn)寄存器。接通開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)設(shè)置處理器P1_0為高電平，即接通開(kāi)關(guān)，并且點(diǎn)亮工作狀態(tài)指示LED燈，所述工作狀態(tài)指示燈對(duì)應(yīng)附圖5中的元件D5 ；啟動(dòng)測(cè)量環(huán)節(jié)中處理器芯片發(fā)送 8位開(kāi)始轉(zhuǎn)換命令0xE8至電量測(cè)量芯片CSM60串口，電量測(cè)量芯片CSM60收到命令后啟動(dòng)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換；啟動(dòng)操作系統(tǒng)輪詢(xún)每隔IMS查詢(xún)外部中斷P0_7的中斷標(biāo)志位，如果標(biāo)志位被置1則通過(guò)SPI總線向電量測(cè)量芯片CSM60發(fā)送相關(guān)寄存器讀取命令字來(lái)讀取測(cè)量結(jié)果并進(jìn)行處理后進(jìn)入下一次掃描；如果無(wú)中斷產(chǎn)生則直接進(jìn)行下一次掃描。值得注意的是為了保持程序運(yùn)行的穩(wěn)定性，宜采用外部中斷查詢(xún)法讀取電量數(shù)據(jù)，另外，電量測(cè)量芯片 CS5460的工作參數(shù)及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)在程序運(yùn)行的過(guò)程中都可以重新被設(shè)置。處理器與外部進(jìn)行信息交互主要指電量測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的發(fā)送和開(kāi)關(guān)控制命令或工作參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)的接收。實(shí)時(shí)通信本實(shí)施例中，采用Zigbee通信。通過(guò)在協(xié)議棧基礎(chǔ)上建立自己的應(yīng)用任務(wù)。每個(gè)任務(wù)都有與之對(duì)應(yīng)的稱(chēng)之為“端口號(hào)”的標(biāo)識(shí)。本例中采用基于TI公司CC2530處理器的 Zigbee2007協(xié)議棧2. 4. 0版本。Zigbee任務(wù)的實(shí)現(xiàn)主要基于協(xié)議棧中OSAL(操作系統(tǒng)抽象層)的事件驅(qū)動(dòng)與消息通信機(jī)制。OSAL以一定周期掃描各任務(wù)事件標(biāo)志隊(duì)列，本實(shí)施例采用默認(rèn)周期1MS，這個(gè)定時(shí)時(shí)間默認(rèn)由CC2530定時(shí)器2提供，一旦發(fā)現(xiàn)有未處理的事件， OSAL將設(shè)置相關(guān)事件標(biāo)志位并調(diào)用對(duì)應(yīng)任務(wù)的事件處理函數(shù)完成相關(guān)處理。另外，協(xié)議棧各層都為用戶(hù)提供了相關(guān)原語(yǔ)操作，這是用戶(hù)與整個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)及處理器底層硬件資源交互的接口部分，例如用智能用電插座向網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包等。整個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中有兩類(lèi)節(jié)點(diǎn)一種是智能用電插座，另一種是主節(jié)點(diǎn)，智能用電插座向主節(jié)點(diǎn)傳遞用電數(shù)據(jù)信息，智能用電插座接收主節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)通信，用戶(hù)通過(guò)用電管理端與智能用電系統(tǒng)交互。如圖10所示。
權(quán)利要求
1.一種智能用電插座，其特征在于包括電源轉(zhuǎn)換模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊、電量測(cè)量模塊、處理器模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊；所述處理器模塊通過(guò)外部接口與電量測(cè)量模塊連接，可控開(kāi)關(guān)模塊的輸入端連接處理器模塊的輸出端，網(wǎng)絡(luò)通訊通信模塊的信號(hào)收發(fā)端連接處理器模塊的天線信號(hào)收發(fā)端；所述的電源轉(zhuǎn)換模塊，用于產(chǎn)生不同幅值的直流電壓，為電量測(cè)量模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊和處理器模塊提供所需的直流電壓；所述的電量測(cè)量模塊用于測(cè)量用電設(shè)備的電壓、電流、 功率和電能；所述的可控開(kāi)關(guān)模塊用于根據(jù)處理器模塊的指令控制智能用電插座的通斷； 所述的網(wǎng)絡(luò)通信模塊用于智能用電插座與智能用電插座之間，智能用電插座和hternet 網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能用電插座，其特征在于所述的電源轉(zhuǎn)換模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊、電量測(cè)量模塊、處理器模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊均集成在一個(gè)電路板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能用電插座，其特征在于所述的電源轉(zhuǎn)換模塊直接連接火線和零線，與可控開(kāi)關(guān)和用電設(shè)備線路獨(dú)立。
全文摘要
一種智能用電插座，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、可控開(kāi)關(guān)模塊、電量測(cè)量模塊、處理器模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊，本發(fā)明支持電量測(cè)量、自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制和實(shí)時(shí)通信三大功能，它具有體積小、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，從電量測(cè)量模塊能夠獲得實(shí)時(shí)電壓、電流有效值和瞬時(shí)值、瞬時(shí)和有功功率值，而且在校準(zhǔn)后其測(cè)量結(jié)果精度達(dá)1％；自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制模塊采用大功率電磁繼電器，支持高達(dá)4000W的負(fù)載接入；由于采用集成Zigbee RF收發(fā)機(jī)的處理器，容易組成快速、廉價(jià)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)。不需要為通信模塊增加額外的布線。
文檔編號(hào)H01R13/70GK102570199SQ20121001844
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者劉少偉, 莊林林, 楊飏, 潘賢民, 雷為民 申請(qǐng)人:東北大學(xué)