家電的智能通斷電插座的製作方法
2023-05-23 16:05:11 1
本實用新型涉及一種插座，特別涉及一種家電的智能通斷電插座。
背景技術：
目前，智能化家居已迅速發展起來，隨著人們生活水平的提高、需求的日益增長以及信息化程度的普及，更多人將不滿足於維護傳統生活的現狀。智能家居能幫助人們更好地管理生活的細節，提高生活質量。智能家居中最主要的一個應用是實現智能用電。據有關查詢顯示，若是家庭用戶能及時了解家電的耗電信息，就會使自己每月的電費開支下降5％～15％，這樣一來不僅節省了電費還能起到節能環保的作用。實現智能用電的一個關鍵技術就是對家電的智能控制，隨著低功耗藍牙技術和嵌入式技術的發展，市場上出現了很多與智能家電相關的產品，例如智能插座、無線家居遙控器等。智能插座類產品實現的功能大多數是實時監測家電的功率和耗電信息，並顯示，或者具有定時通斷電源的功能；家居遙控器類產品大都是通過紅外來完成遠程控制的功能。但是這些產品或者是單一檢測或者是單一控制，又或者是檢測和控制做到一起，但是不具有無線通信功能。所以這些類似的控制器，沒有能夠實現把電量檢測與家電遙控功能結合在一起，並且通過網絡傳輸，把採集到的數據傳送出去，並且接收控制命令，完成信息交互，從而做到真正的智能化用電。
技術實現要素：
本實用新型是針對家庭智能控制水平低的問題，提出了一種家電的智能通斷電插座，能檢測和家電工作監控功能於一體的智能插座，它把檢測到的電量信息通過穩定、可靠的無線網絡傳送伺服器最終在APP端顯示，然後接收APP反饋命令，控制家用電器，同時適用帶藍牙控制的家電，實現家電的閉環通斷電控制，達到智能用電的效果。
本實用新型的技術方案為：一種家電的智能通斷電插座，包括插座上的電能檢測模塊、電源通斷控制模塊、液晶顯示模塊和主控單元，所述主控單元由藍牙4.0晶片CC2541和串口轉WIFI模塊RM04及其外圍電路組成，電能檢測模塊以插座為接口形式採集家電的電流和電壓信號，把消耗的電量信息以脈衝的方式輸出給主控單元，CC2541晶片經過分析處理，計算出相應的耗電信息，由RM04晶片通過無線網絡傳送出，藍牙4.0晶片CC2541和串口轉WIFI模塊RM04分別接收藍牙控制信號和手機APP遠程控制信號，主控單元輸出控制信號通過電源通斷控制模塊斷開相應插座上家電的用電，本地通過連接CC2541晶片的液晶顯示模塊實時顯示用電量和時間。
所述電能檢測模塊包括電能計量晶片ADE7755和與其匹配的外圍電路，還包括時鐘晶片DS1302電路，用於計量電量的時間信息。
所述電源通斷控制模塊由固態繼電器SMI-5VDC-SL-2C組成。
所述液晶顯示模塊由自帶中文字庫的128×64點陣LCD 12864M-1組成。
本實用新型的有益效果在於：本實用新型家電的智能通斷電插座，電量檢測和控制相結合，能夠讓用戶實時的了解家電用電情況，並能夠執行控制命令，為實現家電的閉環智能控制提供硬體基礎；通用性強：對支持藍牙通信功能的設備，藍牙模塊CC2541通過藍牙發送指令控制家電，對於不支持藍牙通信功能的設備，藍牙模塊CC2541發送指令給可以控制設備的電源通斷；無線化：即不消耗任何的空間資源, 將嵌入式系統和無線藍牙模塊通過USB/ RS- 232 連接, 即可對智能家居設備；網絡化：即通過藍牙模塊、無線模塊以及Internet 實現智能家居設備的同步控制, 實現網絡可視化。
附圖說明
圖1為本實用新型家電的智能通斷電插座的架構圖。
具體實施方式
如圖1所示家電的智能通斷電插座的架構圖，包括插座上的電能檢測模塊、電源通斷控制模塊、液晶顯示模塊和主控單元，給插座控制信號為手機端的APP遠程監控和藍牙設備，APP遠程監控自帶數據存儲伺服器。其中：電能檢測模塊包括專業電能計量晶片ADE7755和與其匹配的外圍電路，還包括時鐘晶片DS1302電路，用於計量電量的時間信息；電源通斷控制模塊由固態繼電器SMI-5VDC-SL-2C組成；液晶顯示模塊由自帶中文字庫的128×64點陣LCD 12864M-1組成；所述主控單元由低功耗藍牙4.0晶片CC2541和串口轉WIFI模塊RM04及其外圍電路組成；APP遠程監控包括安卓、IOS兩個系統版本。
主控單元與家電之間主要有兩方面的信息交互。一個是對家電用電信息的採集，一個是執行接收到的指令，控制家電。電能檢測模塊以插座為接口形式採集家電的電流和電壓信號，通過電能測量模塊把消耗的電量信息以脈衝的方式輸出給主控單元， CC2541晶片經過分析處理，計算出相應的耗電信息，由RM04晶片通過無線網絡傳送到數據伺服器最終APP連接伺服器顯示。本地通過連接CC2541晶片的液晶顯示模塊實時顯示，帶藍牙控制的設備可通過藍牙設備將控制信號通過電能檢測模塊發送到藍牙4.0晶片CC2541，來控制電源通斷控制模塊動作。
它把檢測到的電量信息通過穩定、可靠的無線網絡傳送伺服器最終在APP端顯示，然後接收APP反饋命令，主控單元根據反饋命令輸出控制信號到電源通斷控制模塊，控制接在插座上的家用電器通斷電，實現使用家電的遠程閉環控制，達到智能控電的效果。本實用新型為實現上述目的所採用的技術方案是：基於無線通信的智能家電控制器，包括電能檢測模塊，實時檢測家電的工作功率和電能消耗；無線通信模塊，傳送採集到的家電的工作功率和電能消耗數據並接收控制命令； 液晶顯示模塊，本地實時顯示工作狀態、家電的工作功率和電能消耗； 家電控制模塊，對家電的工作狀態進行控制；主控單元，包含低功耗藍牙晶片CC2541和串口轉WIFI晶片RM04，與電能檢測模塊、液晶顯示模塊連接，實現對各個模塊的控制。所述電能檢測模塊由專業電能計量晶片和與其匹配的外圍電路組成，通過採集負載的電流和電壓信號，得出功率值，並轉換成脈衝的形式輸出給主控單元。所述電能檢測模塊還包括實時時鐘電路，用於記錄計量電量的時間信息並顯示在液晶顯示模塊上。
對於家電控制模塊可為藍牙模塊，對支持藍牙通信的家電進行插座通斷電控制。家電控制模塊也可為電源通斷控制模塊，對不支持藍牙通信的家電進行插座斷電控制。所述電源通斷控制模塊，由固態繼電器實現對負載電源的通斷控制。所述無線通信模塊RM04具有數據透傳、聯網功能，CC2541把電能監測數據透傳給RM04，RM04連接網絡傳到伺服器。所述藍牙模塊支持遠程設置採樣頻率、數據傳輸頻率以及遠程升級的功能。
所以主控單元選用低功耗藍牙4.0晶片CC2541和串口轉WIFI模塊RM04，可以兼顧家庭各種配置家電的通斷電控制，同時配合現在已經成熟的手機APP遠程採集和控制的功能，提高智能插座的功能。