CN104678841A - 一种基于无线通信的实验室智能插座 - Google Patents

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张义红
杨磊雨
杨黎鹏
韦方
金曦
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Donghua University
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25257Microcontroller

Abstract

本发明涉及一种基于无线通信的实验室智能插座,包括微控制器、无线通信模块、电源转换器和天线,所述微控制器与无线通信模块相连;所述无线通信模块与天线相连;所述电源转换器分别与所述微控制器和无线通信模块相连;所述无线通信模块与终端实现无线通信连接,使得终端能够向所述微控制器发出控制信号;所述微控制器用于控制设于火线上的电磁继电器;所述电源转换器的输入端与零线和火线相连,用于将交流电转换为直流电。本发明能够对实验室相关器材和实验装备进行智能控制。

Description

一种基于无线通信的实验室智能插座
技术领域
[0001] 本发明涉及智能实验室技术领域,特别是涉及一种基于无线通信的实验室智能插座。
背景技术
[0002] 随着科技的快速发展,社会不断的进步,使得计算机通信和移动通信技术的日趋成熟,智能家电逐渐被人们重视起来,通过移动终端来实现远程控制家电成为一种基本需求。
[0003] 就高校实验室来讲,电源是至关重要的。而对每一个实验室管理人员而言,实验室设备供电设备的安全性能是他们必备关心的问题。实验室插座则是这些实验设备能够正常运行的一个非常重要的桥梁。
[0004] 然而,传统的实验室插座工具,只是简单的用来插销,并没有充分考虑到实验室以及实验管理的一系列基本环境因素,如:危害性很强的误操作,意外发生时如何快速的在远处对电源进行操作,以及如何及时反馈给管理人员电源工作情况等。
[0005] 当今的市场上的大多插座产品的功能相对单一,人们对电器设备的操作局限于开关量控制,无法对用电设备的用电及功耗进行监测,也无法实现数据的通信传输,只能通过用户手动操作才实现对用电设备的通断控制。而且,大多数插座产品在被进行开关操作时,非常容易产生火花,即瞬间大电流,出现触点烧灼的现象,使得插座产品及用电设备的使用寿命大幅减少,并且存在很大的安全隐患,对用户的生命财产安全造成威胁。而且很少有人关注高校实验室设备管理问题,也使得实验室设备的安全隐患比较容易暴露。
[0006] 就我国高校而言,大多数高校拥有着较大的智能用电市场,因此,急需一种功能全面,具有智能化的底层控制设备来减轻实验室管理人员的工作内容。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于无线通信的实验室智能插座,能够对实验室相关器材和实验装备进行智能控制。
[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于无线通信的实验室智能插座,包括微控制器、无线通信模块、电源转换器和天线,所述微控制器与无线通信模块相连;所述无线通信模块与天线相连;所述电源转换器分别与所述微控制器和无线通信模块相连;所述无线通信模块与终端实现无线通信连接,使得终端能够向所述微控制器发出控制信号;所述微控制器用于控制设于火线上的电磁继电器;所述电源转换器的输入端与零线和火线相连,用于将交流电转换为直流电。
[0009] 所述无线通信模块为W1-Fi模块。
[0010] 所述的基于无线通信的实验室智能插座还包括运动检测模块,所述运动检测模块通过DSP处理器与微控制器相连;所述微控制器还与报警模块相连;所述DSP处理器由电源转换器供电;所述运动检测模块用于检测实验室门的状态,当有人在未经允许情况下进入实验室,所述运动检测模块把检测到的信号传输到所述DSP处理器进行处理,并通过所述控制器使报警模块产生报警信号。
[0011] 所述报警模块为声光报警器。
[0012] 所述微控制器还与备用电源相连,所述备用电源与门禁系统相连;当发生停电情况时,微控制器将停电情况反馈到与所述无线通信模块相连的终端,通过终端向微控制器下达控制命令使得所述备用电源启用。
[0013] 有益效果
[0014] 由于采用了上述的技术方案,本发明与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:
[0015] 本发明使得实验室插座这一基本工具,升级为一个具有智能性能的保障产品。而且由于基于无线通信技术,所以其具有快速反应和低功耗的优点,并且利用人们所随身携带的手机对其进行相关的控制,通过电源转换模块来向其DSP处理器、微控制器等模块提供电源,从而使得该技术成为了有源系统,这样一来使得其能力有了极大的提高。另外抗污染能力强,而且耐久能力突出。无线通信技术可以采用W1-Fi技术,由于W1-Fi技术的穿透性强,而且可以对数据进行加密,所以可以可靠的控制插座,并且确保使用者信息的安全性。这样一来,既能够控制实验室实验设备的使用情况,也能保障相应的隐私。
附图说明
[0016] 图1是本发明的结构方框图;
[0017]图2是本发明的使用系统图;
[0018] 图3是本发明的信号传输流程图。
具体实施方式
[0019] 下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0020] 本发明的实施方式涉及一种基于无线通信的实验室智能插座,如图1和图2所示,包括微控制器、无线通信模块、电源转换器和天线,所述微控制器与无线通信模块相连;所述无线通信模块与天线相连;所述电源转换器分别与所述微控制器和无线通信模块相连;所述无线通信模块与终端实现无线通信连接,使得终端能够向所述微控制器发出控制信号;所述微控制器用于控制设于火线上的电磁继电器;所述电源转换器的输入端与零线和火线相连,用于将交流电转换为直流电。
[0021] 所述的基于无线通信的实验室智能插座还包括运动检测模块,所述运动检测模块通过DSP处理器与微控制器相连;所述微控制器还与报警模块相连;所述DSP处理器由电源转换器供电;所述运动检测模块用于检测实验室门的状态,当有人在未经允许情况下进入实验室,所述运动检测模块把检测到的信号传输到所述DSP处理器进行处理,并通过所述控制器使报警模块产生报警信号。
[0022] 如图2所示,本发明可以在插座的内侧安装W1-Fi模块、DSP处理器、微控制器、电源转换模块和运动检测单元(主要针对进门处)。通过手机APP可对插座进行相应控制,并且插座本身自带检测功能。根据智能插座内部的相应各个模块通过W1-Fi信号收发外界控制信息,进行相应的控制,其具体信号流程图,如图3所示。
[0023] 其中,运动检测模块是在实验室人员休息时,通过手机APP开启使其工作,一旦有人在未经允许情况下进入实验室,那么运动检测模块把检测到的信号传输到DSP处理器进行高速处理,然后通过控制器产生报警信号,控制报警模块,高速实验室管理人员实验室有异常情况,并且将信息反馈到手机移动终端。
[0024] 备用电源主要应用于门禁系统,当发生停电情况时,智能插座通过自检信号,传输到微控制器,微控制器将信息反馈到手机移动终端,告知实验管理员,管理员下达控制命令,控制备用电源启用,从而保证了门禁系统能够正常工作。
[0025] 报警模块最常用的是声光报警模块,也就是采用扬声器和报警灯相结合的报警系统。在实验室无人看管的情况下,一旦实验室出现异常情况,声光报警器就会进行报警,告诉附近管理人员,同时智能插座还会将报警信息发送到实验室管理人员的移动智能终端上,提醒实验管理员及时作出相应的处理措施。
[0026] 电源转换模块,由于DSP处理器、微控制器等模块正常工作电压不是220V交流电,因此需要将交流电转换为正常工作的直流电,电源转换模块就是为了能够保证其他模块能够正常运行而添加的,这样也使得智能插座能够顺利完成相应的控制功能。
[0027] 不难发现,本发明基于W1-Fi通信技术,通过添加了相应的微控制器、DSP处理器等模块,使得普通的插座具有了控制功能。本发明又添加了 W1-Fi模块,使得智能插座不再是独立的存在,而是和实验室管理人员有机智能的结合起来,通过移动终端APP实现了实验管理人员可以远程对相应的智能插座进行控制。同时也添加了报警模块,在确保实验室安全上面也做出了相应的措施。此外,让插座拥有自检功能,使得插座性能上面有了很大的提高,能够有效防止插座自身问题而造成的不必要损失。
[0028] 本发明运用先进的W1-Fi无线技术、电力电子技术、通信信息处理技术、预测报警技术和监测技术、移动终端APP技术,来进行实验室电源管理,通过实验室管理人员远程控制,使得实验室管理设备电源管理更方便,同时通过插座的自检系统有效的预防了由于插座自身问题所带来的隐患。而且其检测报警的性能也能够及时排除隐患,减少意外发生率。

Claims (5)

1.一种基于无线通信的实验室智能插座,包括微控制器、无线通信模块、电源转换器和天线,其特征在于,所述微控制器与无线通信模块相连;所述无线通信模块与天线相连;所述电源转换器分别与所述微控制器和无线通信模块相连;所述无线通信模块与终端实现无线通信连接,使得终端能够向所述微控制器发出控制信号;所述微控制器用于控制设于火线上的电磁继电器;所述电源转换器的输入端与零线和火线相连,用于将交流电转换为直流电。
2.根据权利要求1所述的基于无线通信的实验室智能插座,其特征在于,所述无线通信模块为W1-Fi模块。
3.根据权利要求1所述的基于无线通信的实验室智能插座,其特征在于,还包括运动检测模块,所述运动检测模块通过DSP处理器与微控制器相连;所述微控制器还与报警模块相连;所述DSP处理器由电源转换器供电;所述运动检测模块用于检测实验室门的状态,当有人在未经允许情况下进入实验室,所述运动检测模块把检测到的信号传输到所述DSP处理器进行处理,并通过所述控制器使报警模块产生报警信号。
4.根据权利要求3所述的基于无线通信的实验室智能插座,其特征在于,所述报警模块为声光报警器。
5.根据权利要求1所述的基于无线通信的实验室智能插座,其特征在于,所述微控制器还与备用电源相连,所述备用电源与门禁系统相连;当发生停电情况时,微控制器将停电情况反馈到与所述无线通信模块相连的终端,通过终端向微控制器下达控制命令使得所述备用电源启用。
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