CN103178374A - 智能型插座、插头及转接器 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种智能型插座、插头及转接器。智能型插座包括:一组电力插孔,用以供一智能型插头的一组电力接脚插入;一组侦测接脚及一驱动接脚,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,与该智能型插头的一组回馈接脚接触而形成一回路;以及一识别模块,用以由该回路中取得一识别数据,以识别该智能型插头所代表的一电器。
Description
技术领域
本发明是关于智能电力监控技术。
背景技术
一般来说,欲对电力进行监控,必须通过装设于家户、办公室、工厂或特定区域的电表(electric meter)始能得知该处所的总体用电情形。
为了精确监控电力,也可在所有电器上皆装设电表,借以量取各个电器实时耗电量的数据。然而,对一般人而言此作法成本过高,为了追求节能省电而采用此一作法是不切实际的。为了进行相对精准的电力监控,某些已知技术亦采用一种折衷作法,此作法即是在各个插座上皆装设电表,借以测量该连接至该插座上所有电器的总耗电量。然而,如同装设于固定区域的电表,各个电器运作或待机时所消耗的电力皆无法精确得知。
因此,若有一种能够识别各种家电并进一步对各个家电的耗电进行实时监控的装置,将有助于建立更理想的智能电网。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能型插座、插头及转接器,能够识别各种家电并进一步对各个家电的耗电进行实时监控。
本发明提供一种智能型插座,包括:一组电力插孔(socket),用以供一智能型插头的一组电力接脚(pin)插入;一组侦测接脚及一驱动接脚,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,与该智能型插头的一组回馈接脚接触而形成一回路;以及一识别模块,用以由该回路中取得一识别数据(identification,ID),以识别该智能型插头所代表的一电器。
本发明亦提供上述智能型插头,以与上述该智能型插座配合使用。
本发明还提供一种智能型插头,包括:一组电力接脚,用以插入一智能型插座的一组电力插孔之中;以及一组回馈接脚,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,与该智能型插座的一驱动接脚以及一组侦测接脚形成一回路。
本发明再提供一种智能型转接器,包括:一组转接插孔,用以供一普通插头的一组电力接脚插入,并使该组电力接脚插入一智能型插座的一组电力插孔之中;以及一组回馈接脚,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,与该智能型插座的一驱动接脚以及一组侦测接脚形成一回路。
通过本发明的智能型插座、插头以及转接器,能够识别各种家电并进一步对各个家电的耗电进行实时监控的装置,并有助于建立更理想的智能电网。
附图说明
图1A为依据本发明一实施例的智能型插头立体图;
图1B为同一实施例中与图1A的智能型插头匹配的智型插座的立体图;
图1C为图1A的智能型插头与图1B的智能型插座的结合示意图;
图2A为依据本发明一实施例的智能型插头立体图;
图2B为同一实施例中与图2A的智能型插头匹配的智型插座立体图;
图2C为图2A的智能型插头与图2B的智能型插座的结合示意图;
图2D为接收线路232与识别码模块260、侦测接脚226及插座接地脚234连结示意图;
图2E为传输线路270与识别码线路260、回馈接脚214及接地接脚216连结示意图;
图3为本发明的智能型插头的转接器型式;
图4为本发明的智能型插座的转接器型式;
图5为本发明的智能型插头的转接器型式。
【主要组件符号说明】
110~智能型插头;
116~导线;
112~电力接脚;
114~回馈接脚;
115~绝缘层;
120~智能型插座;
122~电力插孔;
124~插座接脚;
126~侦测接脚;
128~识别模块;
130~网络模块;
210~智能型插头;
212~电力接脚;
216~电力接地脚;
214~回馈接脚;
215~绝缘层;
220~智能型插座;
222~电力插孔;
224~插座接脚;
234~插座接地脚;
226~侦测接脚;
228~识别模块;
230~网络模块;
232~接收线路;
260~识别码线路;
270~传输线路;
310~转接插孔;
320~普通插头;
410~转接接脚;
420~普通插座。
具体实施方式
下文为介绍本发明的最佳实施例。各实施例用以说明本发明的原理,但非用以限制本发明。本发明的范围当以所附的权利要求项为准。
智能型插头及插座-实施例I
本发明使用一种特殊的智能型插头及插座,通过插头与插座组接时所产生具有特定组态的电子回路,即可侦得该智能型插头所属电器的识别数据(identification,ID)。此处使用“智能型插头/插座”的用语目的在与传统的“普通插头/插座”作区别,其中,“智能型插头/插座”具有与该“普通插头/插座”大体相同的外观,但结构是彼此相异的。下文将配合图标分别说明本发明的智能型插头及插座的各种实施例。为方便说明,图标中的智能型插头及插座皆以中国台湾地区使用的A型(NEMA 1-15规格)或B型(NEMA 5-15规格)插头及插座为例,此外,插座仅以连接至单一电器的一组插孔为例,然而,本发明不必以图中所示的特定款示插头/插座为限,熟悉本技艺人士可自行将本发明应用在各种形式(直流或交流、已标准化或未标准化)的插头及插座上。
图1A为依据本发明一实施例的智能型插头立体图;图1B为同一实施例中与图1A的智能型插头匹配的智型插座的立体图;而图1C为图1A的智能型插头与图1B的智能型插座的结合示意图。在图1A中,智能型插头110系通过导线116连接至一电器(图未示),而该智能型插头110除了具有与普通插头相同的一组电力接脚(pin)112之外,尚具有一组特殊的回馈接脚114。由图1B可知,与该智能型插头110匹配的智能型插座120除了具有与普通插座相同的一组电力插孔(socket)122以及一组插座接脚124之外,另具有一组侦测接脚126、一驱动接脚132、一识别模块128以及一网络模块130。其中,插座接脚124连接至一电源(通常为电力公司所提供的交流电,但不必以此为限)。当该智能型插头110的电力接脚112插入该电力插孔122时,该电力接脚112即可与该插座接脚124相接触而电性连接至前述电源,借以使其所连接的电器取得电力。值得注意的是,在本发明中,当电力接脚112与电力插孔122结合时,该智能型插座120的侦测接脚126及驱动接脚132会与智能型插头110的回馈接脚112相接触而形成一回路,而后,智能型插座120中的识别模块128即可由该回路中所取得的识别数据识别该智能型插头110所代表的电器,并进一步通过网络模块130输出该识别数据。
为使前述回路能够正常运作,该回馈接脚114必须与电力接脚112绝缘;因此,在此实施例中,如图1A所示,可在电力接脚112上不会与插座接脚124接触的位置处包覆具有适当厚度的绝缘层115,并将回馈接脚114设置于其上。同理,如图1B所示,侦测接脚126同样必须与插座接脚124以及后来插入的电力接脚112绝缘,而智能型插座120中的识别模块128及网络模块130亦可设置在与其它导体隔绝的封装之中,在此不再赘述。然而,由于在本发明中,只要智能型插头110的回馈接脚114设置在能够与智能型插座112的侦测接脚126及驱动接脚132形成具有特定回路的位置,即可达到识别电器的效果,因此,本发明中各种接脚的实际设置不必以此实施例为限。
本文将参照图1A、图1B及图1C说明一实施例中该识别模块128产生识别数据的原理。如图1A及图1B所示,智能型插头110的该组回馈接脚114是由多个金属接脚P5~P1、Pd所构成(在此实施例中接脚P4被移除),而智能型插座120中,驱动接脚132及由多个金属接脚P5’~P1’所构成的该组侦测接脚126,可分别用以接触前述接脚Pd、P5~P1的所在位置。智能型插座120的识别模块128可对智能型插头110的驱动接脚132发出一侦测信号,并从该回馈接脚114与该侦测接脚126所组成的回路上取得一组回馈信号。举例而言,在此实施例中,由于回馈接脚114中既存的接脚(在此实施例中为P5、P3~P1)可被侦测接脚126侦测到回馈信号,若将之编码为位“1”,而将侦测不到回馈信号的接脚(在此实施例中为P4)编码为位“0”,则通过侦测接脚126(在此实施例中为P5’~P1’)即可依序将侦测到的回馈状态编码为二进制数值“10111”输出;此编码数值即视为该回馈接脚114所对应的电器的识别数据。
通过上述5组对应的接脚(P5~P1对应P5’~P1’),上述此实施例的回馈接脚114最多可表示25=32种电器(在一实施例中,可以全零的识别数据“00000”表示“非电器”的情形)。值得注意的是,此实施例使用5组对应接脚(不包含驱动接脚132及接脚Pd)仅为方便说明,熟悉本技艺人士可依据本发明的精神设计各种具有适当形态及适当数量(例如N组接脚)接脚数的回路,不必以此实施例为限。
就产生识别数据的方式而言,由于前述实施例的智能型插头110并非主动发出侦测信号者,因此可视为一种“被动”的识别数据产生方法。然而,除了前述方法,本发明的智能型插头110亦“主动”地产生识别数据,请参照下述实施例。
智能型插头及插座-实施例II
图2A为依据本发明一实施例的智能型插头立体图(此处采用B型插头);图2B为同一实施例中与图2A的智能型插头匹配的智型插座立体图;而图2C为图2A的智能型插头与图2B的智能型插座的结合示意图。在此实施例中,智能型插头210同样包括一组电力接脚212,一个圆柱型的电力接地脚216以及一组回馈接脚214,但该组回馈接脚214不若前述实施例般复杂,仅由位于绝缘层215将电力接地脚216接地接脚分割为两个独立的金属层所组成。该智能型插座220同样具有一组电力插孔222、一组插座接脚224、一接地插座接脚234、一组侦测接脚226、一接收线路232、一识别模块228以及一网络模块230。同前述实施例,当该智能型插头210的电力接脚212插入该电力插孔222时,该电力接脚212即可与该插座接脚224相接触而电性连接至前述电源,借以使其所连接的电器取得电力;此外,利用电力接地脚216与前述的回馈接脚214与智能型插座220的侦测接脚226及插座接地接脚234相接触而形成一回路,经由此回路,智能插头210上的传输线路270会将识别码线路260所产生的48位的识别码、8位的群组码及8位的CRC验证码,传送至智能插座220中的接收线路232后由识别模块228验证后,由网络模块输出该识别数据。
为使前述回路能够正常运作,该回馈接脚214必须与电力接地脚216绝缘;因此必须在智能插头210的电力接地脚216上先包覆一适当的绝缘层215后,再包覆一金属层作为回馈接脚214之用,确保智能插座220的接地脚234及侦测接脚226与智能插头210的电力接地脚216及回馈接脚214可以正确的连结,以形成一封闭回路。
本文将参照图2C、图2D及图2E说明在上述实施例中如何在智能插座220与智能插头210连结后,所形成的回路上传送与接收识别数据的原理。如图2C、图2D及图2E所示,智能型插头210的该组回馈接脚214及电力接地脚216分别与智能插座220的插座接地脚234及侦测接脚226连结后,传输线路270可由接收线路232得到一直流电力而启动,并将识别码线路260(举例而言,可为只读存储器)所产生的64位的识别码通过智能插座220与智能插头210连结后的回路,“主动”地输出至接收线路232后,传送至识别模块228验证后,由网络模块输出该识别数据。
就产生识别数据的方式而言,由于前述实施例的智能型插头210是经由直流电力启动后主动发出侦测信号者,因此可视为一种“主动”的识别数据产生方法。此实施例仅以一架构说明智能型插头110如何主动产生识别数据,熟悉本技艺人士当可依据此一架构对其内部单元做适当的更动与配置。
转接器
前文以各种完整的智能型插头及插座说明本发明,然而本发明不必以此为限。为了使本发明的装置可应用在传统的普通插头及普通插座,本发明前述的智能型插头及插座皆可变更为转接器型式。就智能型插头而言,可如图3所示,将图1A智能型插头110的导线116以一转接插孔310取代,而该转接插孔310即可作为一转接插头而供普通插头32插入以进一步电性连接至该普通插头320所属的电器(图未示)。就智能型插座而言,可如图4所示,将图1B智能型插座120的插座接脚124延伸成突出于壳体的一转接接脚410,即可作为一转接座,用以插入一普通插座420以电性连接至一电源。
针对B型插头及插座,本发明另提供一种智能型转接器。如图5所示,此转接器大致具有薄片型外观,相当于图2A的智能型插头212去除导线、电力接脚212及电力接地脚216并薄形化后的结构,其仅保留原本的识别码线路260、传输线路270、回馈接脚212及绝缘层215(后两者形成一金属套环540)。其中,移除电力接脚212及电力接地脚216后所形成转接插孔即可分别供普通插头520的电力接脚522及电力接地脚526通过,以进一步与其它的智能型插座相连接。
网络模块
前述各实施例中的网络模块(如图1的网络模块128)可进一步将取得的电器识别信息输出至网络或任何信息处理装置(例如数字电表、计算机、电源开关),借以处理各种信息。在电力监控方面,通过使用本发明的智能型插头及插座,只要将网络模块连接至数字电表,吾人即可以精准地掌控各个电器的电力消耗,有助于达到节能省电的目标;此外,只要依据所侦得的电器识别数据设定使用限制,亦有助于房屋管理者管制各类电器的使用。在用电安全方面,传统电力插座一直都是居家危险因子,孩童极易因为好奇心的驱使误触电力插座而导致危安事故。若在本发明的智能型插座中加设各种电源开关,即可在异物插入之际识别该异物而紧急关闭电源(或在正常电器整插头插入之际始导通电源),借以避免前述危安事故的发生。
本发明虽以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明的范围,任何熟习此项技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可做些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (15)
1.一种智能型插座,其特征在于,包括:
一组电力插孔,用以供一智能型插头的一组电力接脚插入;
一驱动接脚以及一组侦测接脚,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,与该智能型插头的一组回馈接脚接触而形成一回路;以及
一识别模块,用以由该回路中取得一识别数据,以识别该智能型插头所代表的一电器。
2.根据权利要求1所述的智能型插座,其特征在于,还包括一插座接脚,其中该电力接脚通过该插座接脚电性连接至一电源。
3.根据权利要求1所述的智能型插座,其特征在于,还包括一转接接脚,用以插入一普通插座以电性连接至一电源。
4.根据权利要求1所述的智能型插座,其特征在于,还包括一网络模块,用以将该识别数据传送至一网络。
5.根据权利要求1所述的智能型插座,其特征在于,该侦测接脚绝缘于该电力接脚。
6.根据权利要求2所述的智能型插座,其特征在于,还包括一安全开关,用以控制该电力插孔与该电源间的连接;其中该识别模块依据该识别数据启闭该安全开关。
7.一种智能型插头,其特征在于,包括:
一组电力接脚,用以插入一智能型插座的一组电力插孔之中;以及
一组回馈接脚,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,与该智能型插座的一驱动接脚以及一组侦测接脚形成一回路。
8.根据权利要求7所述的智能型插头,其特征在于,该电力接脚电性连接至该电器。
9.根据权利要求7所述的智能型插头,其特征在于,还包括一转接插孔,用以供一普通插头插入以电性连接至该普通插头所属电器。
10.根据权利要求7所述的智能型插头,其特征在于,该回馈接脚绝缘于该电力接脚。
11.根据权利要求7所述的智能型插头,其特征在于,还包括一识别码线路,用以产生该识别数据。
12.根据权利要求11所述的智能型插头,其特征在于,还包括一传输线路,其耦接至识别码线路,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,将该识别数据主动输出至该识别模块。
13.一种智能型转接器,其特征在于,包括:
一组转接插孔,用以供一普通插头的一组电力接脚插入,并使该组电力接脚插入一智能型插座的一组电力插孔之中;以及
一组回馈接脚,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,与该智能型插座的一驱动接脚以及一组侦测接脚形成一回路。
14.根据权利要求13所述的智能型转接器,其特征在于,还包括一识别码线路,用以产生该识别数据。
15.根据权利要求13所述的智能型转接器,其特征在于,还包括一传输线路,其耦接至识别码线路,用以在该组电力接脚与该组电力插孔结合时,将该识别数据主动输出至该识别模块。
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