專利名稱：帶功率計(jì)量的無線智能控制單相電源插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線智能電源插座，特別是帶功率計(jì)量的無線智能控制單相電源插座。
背景技術(shù)：
WLAN是無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless LocalAreaNetworks)簡(jiǎn)稱，它是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。WLAN技術(shù)能夠提供高速數(shù)據(jù)速率，其中IEEE802.1lb能提供在2.4GHz頻段上的I llMbit/s的數(shù)據(jù)帶寬，覆蓋距離大約150m 300m ；IEEE802.1lg能提供在2.4GHz頻段上6 54Mbit/s的數(shù)據(jù)帶寬，覆蓋距離大約75m 150m?，F(xiàn)階段，大部分智能手機(jī)、平板電腦都具備了 WLAN功能。隨著WLAN SOC低功耗單芯片的推出，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。目前，普通的單相電源插座常導(dǎo)通電源，不具備智能關(guān)斷與導(dǎo)通電源功能，也不能計(jì)量插座上的電壓、電流、有功功率、電能等用電數(shù)據(jù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能家居的興起，本實(shí)用新型能夠解決智能用電、節(jié)約用電的需求，能夠產(chǎn)生一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是一種帶功率計(jì)量的無線智能控制單相電源插座。其目的在于，將
2.4GHZWLAN技術(shù)用于電源插座的無線電通訊，能夠統(tǒng)計(jì)電源插座的用電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)連接到電源插座的用電器智能控制。本實(shí)用新型的WLAN電路可以工作在AP或Station模式。當(dāng)本實(shí)用新型工作在AP模式時(shí)，可與具備WLAN功能的智能手機(jī)、平板電腦等直接連接。當(dāng)本實(shí)用新型工作在Station模式時(shí)，可以部署一個(gè)AP設(shè)備，將本實(shí)用新型與具備WLAN功能的智能手機(jī)、平板電腦等都加入該AP所建立的網(wǎng)絡(luò)；也可以將本實(shí)用新型與具備WLAN功能的智能手機(jī)、平板電腦等組成ADHOC網(wǎng)絡(luò)。它具備自動(dòng)節(jié)電、即時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷、延時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷、定時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷、監(jiān)測(cè)電流等功能，為智能家居生活提供安全、便捷的用電方式。本實(shí)用新型是一種帶功率計(jì)量的無線智能控制單相電源插座。所述的單相電源插座可以是五孔單插座或者五孔聯(lián)排插座；所述的無線指WLAN無線技術(shù)，由WLAN無線模塊實(shí)現(xiàn)，WLAN模塊工作在AP或Station模式；所述的智能是指通過具備WLAN功能的智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)置電源插座控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)電、即時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷、延時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷、定時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷、監(jiān)測(cè)電流、安全用電等功能。所述的功率計(jì)量是指對(duì)單相220V交流電源的用電計(jì)量，包括電壓、電流有效值，有功功率，電能等用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。無線智能控制單相電源插座包括電壓電流采樣電路、計(jì)量電路、光耦隔離電路、WLAN模塊電路、天線、繼電器電路、指示燈電路、按鍵電路、AC-DC電路、DC-DC電源電路等。其具體的技術(shù)方案如下:電壓電流采樣電路連接到計(jì)量電路，計(jì)量電路連接到光耦隔離電路，光耦隔離電路連接到WLAN模塊電路。WLAN模塊電路還連接了繼電器電路、指示燈電路、按鍵電路、天線。AC-DC電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，DC-DC電源電路將直流電壓轉(zhuǎn)換為低壓直流電壓。AC-DC隔離電路⑴將交流電壓隔離轉(zhuǎn)換為直流電壓源；DC_DC電源轉(zhuǎn)換電路(2)實(shí)現(xiàn)多路低壓電源的轉(zhuǎn)換，將直流電壓源轉(zhuǎn)為低壓直流電壓源；FLASH電路(3)存儲(chǔ)固件程序；電源降壓電路(4)將交流電壓不隔離轉(zhuǎn)換為低壓直流電壓源；計(jì)量電路(5)為電能計(jì)量主芯片電路，由電流電壓采樣電路(12)輸入采樣信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的計(jì)算；WLAN無線模塊電路(7)的GPIO 口連接按鍵電路(8)、指示燈電路(9)，實(shí)現(xiàn)設(shè)置輸入和狀態(tài)指示；WLAN無線模塊電路(7)的UART通訊(或SPI)通過光耦隔離電路(6)連接到計(jì)量電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量電路的參數(shù)設(shè)置和電能參數(shù)的讀??；繼電器電路(11)由WLAN無線模塊電路的GPIO 口控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源輸出導(dǎo)通與關(guān)斷。無線智能控制單相電源插座的具體工作過程如下:電流電壓采樣電路(12)實(shí)時(shí)工作，將采樣信號(hào)送入計(jì)量電路(5)，計(jì)量電路實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、功率等參數(shù)的計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果寫入寄存器。用戶通過具備WLAN功能的手機(jī)、平板電腦等給WLAN無線模塊電路(7)發(fā)送導(dǎo)通/關(guān)斷指令，WLAN無線模塊電路(7)接收指令后立即響應(yīng)處理，直接控制繼電器電路(11)導(dǎo)通或關(guān)斷。用戶通過具備WLAN功能的手機(jī)、平板電腦等給WLAN無線模塊電路(7)發(fā)送延時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷指令或定時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷指令，WLAN無線模塊電路(7)將接收到指令寫入FLASH電路(3)，然后WLAN無線模塊電路(7)指令規(guī)定的時(shí)刻控制繼電器電路(11)導(dǎo)通或關(guān)斷。WLAN無線模塊電路(7)定時(shí)讀取計(jì)量電路(5)的功率、電流、電壓等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電電流的監(jiān)測(cè)。如果用電電流超過預(yù)置的額定電流時(shí)，WLAN無線模塊電路(7)啟動(dòng)保護(hù)程序，實(shí)時(shí)控制繼電器電路(11)關(guān)斷，達(dá)到安全用電的目的。如果用電電流達(dá)到預(yù)置的用電器待機(jī)電流時(shí)，WLAN無線模塊電路(7)根據(jù)內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘、預(yù)置條件等啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)程序，控制繼電器電路(11)關(guān)斷·，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)電的功能。WLAN無線模塊電路(7)接收到計(jì)量電路(5)發(fā)送的電能參數(shù)，如果電能參數(shù)符合預(yù)置節(jié)電功率時(shí)，參數(shù)，在本實(shí)用新型中，WLAN無線模塊具有集成微控制器、RAM、射頻電路、SDIO接口、SPI從接口、UART接口等單芯片特征。在本實(shí)用新型中，WLAN無線模塊具有可以工作在AP或Station模式的關(guān)鍵特征。
圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)施方案，在解釋本實(shí)用新型的過程中，省略對(duì)已知功能及結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的具體連接方式如圖1所示，其中:(I)是AC-DC隔離電路，(2)是DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，(3)是FLASH電路，(4)是電源降壓電路，(5)是計(jì)量電路，(6)是光耦隔離電路，(7)是WLAN無線模塊電路，(8)是按鍵電路，(9)是指不燈電路，(10)是天線，(11)是繼電器電路，(12)是電流電壓米樣電路。[0021]AC-DC隔離電路⑴將交流電壓隔離轉(zhuǎn)換為直流電壓源；DC_DC電源轉(zhuǎn)換電路(2)實(shí)現(xiàn)多路低壓電源的轉(zhuǎn)換，將直流電壓源轉(zhuǎn)為低壓直流電壓源；FLASH電路(3)存儲(chǔ)固件程序；電源降壓電路(4)將交流電壓不隔離轉(zhuǎn)換為低壓直流電壓源；計(jì)量電路(5)為電能計(jì)量主芯片電路，由電流電壓采樣電路(12)輸入采樣信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的計(jì)算；WLAN無線模塊電路(7)的GPIO 口連接按鍵電路(8)、指示燈電路(9)，實(shí)現(xiàn)設(shè)置輸入和狀態(tài)指示；WLAN無線模塊電路(7)的UART通訊(或SPI)通過光耦隔離電路(6)連接到計(jì)量電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量電路的參數(shù)設(shè)置和電能參數(shù)的讀??；繼電器電路(11)由WLAN無線模塊電路的GPIO 口控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源輸出導(dǎo)通與關(guān)斷。無線智能控制單相電源插座的具體工作過程如下:電流電壓采樣電路(12)實(shí)時(shí)工作，將采樣信號(hào)送入計(jì)量電路(5)，計(jì)量電路實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、功率等參數(shù)的計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果寫入寄存器。用戶通過具備WLAN功能的手機(jī)、平板電腦等給WLAN無線模塊電路(7)發(fā)送導(dǎo)通/關(guān)斷指令，WLAN無線模塊電路(7)接收指令后立即響應(yīng)處理，直接控制繼電器電路(11)導(dǎo)通或關(guān)斷。用戶通過具備WLAN功能的手機(jī)、平板電腦等給WLAN無線模塊電路(7)發(fā)送延時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷指令或定時(shí)導(dǎo)通/關(guān)斷指令，WLAN無線模塊電路(7)將接收到指令寫入FLASH電路(3)，然后WLAN無線模塊電路(7)指令規(guī)定的時(shí)刻控制繼電器電路(11)導(dǎo)通或關(guān)斷。WLAN無線模塊電路(7)定時(shí)讀取計(jì)量電路(5)的功率、電流、電壓等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電電流的監(jiān)測(cè)。如果用電電流超過預(yù)置的額定電流時(shí)，WLAN無線模塊電路(7)實(shí)時(shí)控制繼電器電路(11) 關(guān)斷，達(dá)到安全用電的目的。如果用電電流達(dá)到預(yù)置的用電器待機(jī)電流時(shí)，WLAN無線模塊電路(7)根據(jù)內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘、預(yù)置條件等啟動(dòng)，控制繼電器電路(11)關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)電的功能。
權(quán)利要求1.帶功率計(jì)量的無線智能控制單相電源插座，包括AC-DC隔離電路、DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路、FLASH電路、電源降壓電路、計(jì)量電路、光耦隔離電路、WLAN無線模塊電路、按鍵電路、指示燈電路、天線、繼電器電路、電流電壓采樣電路；其中: AC-DC隔離電路將交流電壓隔離轉(zhuǎn)換為直流電壓源； DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)多路低壓電源的轉(zhuǎn)換，將直流電壓源轉(zhuǎn)為低壓直流電壓源； 電源降壓電路將交流電壓不隔離轉(zhuǎn)換為低壓直流電壓源； 計(jì)量電路為電能計(jì)量主芯片電路，由電流電壓采樣電路輸入采樣信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的計(jì)算; WLAN無線模塊電路連接按鍵電路、指示燈電路，實(shí)現(xiàn)設(shè)置輸入和狀態(tài)指示；WLAN無線模塊電路通過光耦隔離電路連接到計(jì)量電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量電路的參數(shù)設(shè)置和電能參數(shù)的讀??；繼電器電路由WLAN無線模塊電路控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源輸出導(dǎo)通與關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶功率計(jì)量的無線智能控制單相電源插座，其特征在于，所述的WLAN無線模塊電路具有集成微控制器、RAM、射頻電路、SDIO接口、SPI從接口、UART接口、GPIO 口單芯片特征。
專利摘要本實(shí)用新型是一種帶功率計(jì)量的無線智能控制單相電源插座。將2.4GHz WLAN技術(shù)用于電源插座的無線電通訊，能夠統(tǒng)計(jì)電源插座的用電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)連接到電源插座的用電器智能控制。隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能家居的興起，本實(shí)用新型能夠解決智能用電、節(jié)約用電的需求，能夠產(chǎn)生一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)H01R13/66GK203135130SQ20122075468
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者章東湖, 孫孝年, 陳俊, 徐靖林 申請(qǐng)人:北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司