CN105024236A - 自动对码的智能插座及其自动对码方法 - Google Patents

Abstract

自动对码的智能插座，包括插座主体、嵌入式智能开关及功率切换装置，嵌入式智能开关包括微控制芯片、功率监测单元、无线收发芯片、电压转换单元、通断控制单元及负载连接端口，当功率切换装置插入负载连接端口时，功率切换装置按预设的功率改变规则自动改变功率，功率监测单元将该功率变化信息发送至微控制芯片，若该功率变化信息与预设值匹配，则自动对码成功，微控制芯片保存该匹配信息，并控制无线收发芯片收发无线信息，下次对码时无需插接功率切换装置，通过存储的匹配信息即可直接实现嵌入式智能开关与外部的无线通信设备的自动对码。本发明还提供了一种智能插座的自动对码方法。本发明具有智能化程度高、结构简单、节能效果好等特点。

Description

自动对码的智能插座及其自动对码方法

【技术领域】

本发明涉及智能插座，特别是涉及一种智能化程度高、可通过手机对负载进行自动控制的自动对码的智能插座及其自动对码方法。

【背景技术】

智能家居又称智能住宅，是以住宅为平台，利用先进的计算机、嵌入式系统和网络通讯技术，将家中的各种设备，包括照明系统、环境控制系统、网络家电等通过家庭网络连接到一起，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。与普通的家居相比，智能家居既具有传统的居住功能，又提升了家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，因此成为当前人们家装所关注的热点。

另一方面，电源插座是电源与家用电器的连接装置，传统的电源插座已为人们所熟知，其仅具有单一的电源连接功能，而具有控制功能的智能插座也已受到人们的关注。现有的智能插座大多仅具有关闭处于待机家电电源的功能，有些智能插座虽能够实现无线通信或智能控制的功能，但其存在结构复杂、联网对码麻烦，智能化程度低等缺陷。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种可自动对码、智能化程度高及结构紧凑的自动对码的智能插座及其自动对码方法。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种自动对码的智能插座，包括插座主体，该插座主体内设有嵌入式智能开关，插座主体外设有可自动改变功率的功率切换装置，所述嵌入式智能开关包括微控制芯片，与微控制芯片连接用于采集负载功率变化的功率监测单元，与微控制芯片连接用于收发无线信息的无线收发芯片，分别与微控制芯片、功率监测单元及无线收发芯片连接用于转换输入电压的电压转换单元，与微控制芯片连接用于控制负载开关的通断控制单元，与通断控制单元相连用于连接负载的负载连接端口，所述功率切换装置与负载连接端口插接，使得当功率切换装置插入负载连接端口时，功率切换装置按预设的功率改变规则自动改变功率，功率监测单元监测到该功率变化信息时，将该功率变化信息发送至微控制芯片，若该功率变化信息与预设值匹配，则嵌入式智能开关自动对码成功，微控制芯片保存该匹配信息，并控制无线收发芯片收发无线信息，下次对码时无需插入功率切换装置，嵌入式智能开关通过存储的匹配信息即可自动对码。

所述功率切换装置包括功率切换模块、功率切换控制芯片及电源转换模块，其中，功率切换控制芯片与功率切换模块相连接，电源转换模块分别与功率切换控制芯片和功率切换模块相连接，当电源转换模块接通电源时，功率切换控制芯片控制功率切换模块按预设的功率改变规则自动改变功率。

所述嵌入式智能开关与外部的无线通信设备对码并无线连接，所述无线通信设备为智能手机或PDA。

所述无线收发芯片与外部无线通信设备之间通过标准通讯协议或定制通讯协议通信和收发无线信息，所述标准通讯协议为WIFI，ZIGBEE或BLUETOOTH的一种。

所述嵌入式智能开关设有电源输入端口，所述电源输入端口与电压转换单元相连接。

所述无线收发芯片集成于微控制芯片内。

本发明还提供一种自动对码的智能插座自动对码方法，该方法包括如下步骤：

a、将功率切换装置插入负载连接端口，功率切换装置按预设的功率改变规则自动改变功率；

b、功率监测单元实时监测负载的功率变化，并将该功率变化信息发送至微控制芯片；

c、微控制芯片接收到功率变化信息后，判断该功率变化信息与预设值是否匹配，若匹配成功，则自动对码成功，微控制芯片保存该匹配信息，并控制无线收发芯片收发无线信息；若匹配不成功，则微控制芯片无响应；

d、无线收发芯片接收到微控制芯片的收发无线信息后，执行接收外部的无线通信设备的控制要求信息或向外部的无线通信设备发送相应状态信息；

e、完成自动对码，使外部的无线通信设备与嵌入式智能开关之间可实现双向无线通信。

步骤a中，所述功率切换装置按正弦曲线变化或周期线性变化的规则自动改变功率。

步骤a中，所述功率切换装置包括功率切换模块、功率切换控制芯片及电源转换模块，其中，功率切换控制芯片与功率切换模块连接，电源转换模块分别与功率切换控制芯片和功率切换模块连接，当电源转换模块接通电源时，功率切换控制芯片控制功率切换模块按预设的功率改变规则自动改变功率，微控制芯片识别到该变化规律后自动对码成功，并控制无线收发芯片收发无线信息。

步骤d中，所述无线收发芯片与外部的无线通信设备之间通过标准通讯协议或定制通讯协议通信收发无线信息，所述标准通讯协议为WIFI，ZIGBEE或BLUETOOTH的一种。

本发明的贡献在于，其有效解决了现有的智能插座智能化程度不高、对码麻烦、结构复杂的问题。一方面，本发明通过嵌入式智能开关识别功率切换装置的功率变化方式，实现嵌入式智能开关与外部的无线通信设备自动对码，从而实现对负载的远程智能控制，再次对码时，不需要插入功率切换装置，嵌入式智能开关通过存储的功率变化规则匹配信息即可实现与外部无线通信设备自动对码。另一方面，本发明的嵌入式智能开关内设于插座主体内，不会破坏原有的结构与外观，结构十分紧凑。此外，本发明的智能插座还可通过监测负载的功率来控制负载的开关，避免负载处于待机状态而耗电，大大节约电能。本发明具有智能化程度高、结构紧凑及节能效果好等特点。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的嵌入式智能开关的结构框图。

图3是本发明的功率切换装置的结构框图。

图4是本发明的自动对码方法流程图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。

参阅图1，本发明的自动对码的智能插座包括插座主体10、嵌入式智能开关20及功率切换装置30。

如图1所示，插座主体10可以是公知的插座主体，其可内嵌于建筑物内或活动放置所需位置，在插座主体10表面设有供负载电源插头插入的插孔，本实施例中，负载为电视机、空调、电灯等家用电器。在插座主体10内设有嵌入式智能开关20，在插座主体10外设有与嵌入式智能开关插接的功率切换装置30。

如图2所示，在插座主体10内设有嵌入式智能开关20，该嵌入式智能开关20包括微控制芯片21、功率监测单元22、无线收发芯片23、电压转换单元24、通断控制单元25、负载连接端口26及电源输入端口27。其中，微控制芯片21烧录有控制程序，用于接收功率监测单元22的信息、分析存储功率监测单元22的信息、向无线收发芯片23发送收发无线信息，并控制通断控制单元25执行通断指令。功率监测单元22与微控制芯片21连接，用于采集负载的功率变化，并将采集的功率变化发送至微控制芯片21。无线收发芯片23与微控制芯片21连接，用于接收外部无线通信设备的控制要求信息或向外部无线通信设备发送状态信息。本实施例中，无线收发芯片23与外部的无线通信设备无线连接，其中，外部的无线通信设备可以是智能手机或PDA，也可以是其他的控制终端，如智能家居的中控设备等。无线收发芯片23与外部的无线通信设备之间通过标准协议或定制通讯协议通信和收发无线信息，其中，标准通信协议为WIFI，ZIGBEE或BLUETOOTH。该无线收发芯片23可集成于微控制芯片21内，也可以独立于微控制芯片21设置。本实施例中，将无线收发芯片23集成于微控制芯片21内，从而使嵌入式智能开关20的结构更加紧凑，使嵌入式智能开关20可设于插座主体10内，从而可不破坏原有插座主体10的结构及外观。电压转换单元24分别与微控制芯片21、功率监测单元22、无线收发芯片23连接，用于将外界电源转换为适合的电压供微控制芯片21、功率监测单元22、无线收发芯片23使用。通断控制单元25与微控制芯片21相连，用于控制负载的开关。负载连接端口26与通断控制单元25连接，用于连接负载。本实施例中，负载连接端口26可设置为两个，负载连接端口26也可设置两个以上，其中一个负载连接端口26用于与功率切换装置30连接，其余的负载连接端口26用于与负载连接。电源输入端口27与电压转换单元24连接，方便外部电源给电压转换单元24供电。

如图3所示，插座主体10外设有功率切换装置30，该功率切换装置30包括功率切换模块31、功率切换控制芯片32及电源转换模块33。其中，功率切换模块31与功率切换控制芯片32连接，功率切换控制芯片32用于控制功率切换模块31按预设的功率改变规则自动改变功率。本实施例中，功率切换模块31可以设置为按正弦曲线变化自动改变功率，也可以设置为按周期线性变化的规则自动改变功率。电源转换模块33分别于功率切换模块31及功率切换控制芯片32连接，用于向功率切换模块31及功率切换控制芯片32提供所需的电源。

使用时，待智能插座接通电源后，将功率切换装置30插入负载连接端口26，功率切换控制芯片32控制功率切换模块31按正弦曲线变化或周期线性变化的规则自动改变功率，功率监测单元22监测到该功率变化信息时，将该功率变化信息发送至微控制芯片21，若该功率变化信息与微控制芯片21的预设值匹配，则自动对码成功，微控制芯片21保存该匹配信息，并控制无线收发芯片23收发无线信息，无线收发芯片23接收到微控制芯片21发出的信息时，与外部的无线通信设备无线连接，从而接收外部的无线通信设备发出的控制要求信息或向外部的无线通信设备发送相应的状态信息。下次需要对码时，无需插接功率切换装置30，通过微控制芯片21内存储的匹配信息即可实现嵌入式智能开关20与无线收发芯片23自动对码，当嵌入式智能开关20与外部的无线通信设备处于对码成功状态时，微控制芯片21可控制无线收发芯片23收发无线信息。例如，当负载连接端口26连接有负载时，功率监测单元22监测到该负载的功率变化，并将该功率变化发送至微控制芯片21，微控制芯片21接收到该功率变化后，分析该功率值，若该功率值较小时，则微控制芯片21控制通断控制单元25关闭该负载的开关，从而避免该负载处于待机状态而耗电。与此同时，当微控制芯片21内存储有与外部无线通信设备对码的功率变化规则匹配信息时，则嵌入式智能开关20与外界无线通信设备实现自动对码，微控制芯片21经无线收发芯片23向外部无线通信设备发出该关闭负载开关信息，外部无线通信设备接收到该关闭负载开关信息后并显示当前负载的开关状态，从而可实时掌控负载的开关状态。此外，当嵌入式智能开关20与外界无线通信设备处于对码成功的状态时，外部无线通信设备也可以向无线收发芯片23发送控制要求信息，无线收发芯片23接收到该控制要求信息后，将该控制要求信息发送至微控制芯片21，微控制芯片21接收到该控制要求信息后，经分析处理，通过通断控制单元25执行该控制要求。例如，在回家之前需要预先打开空调的开关时，智能手机将打开空调开关的控制要求信息发送给无线收发芯片23，在嵌入式智能开关20与外界无线通信设备对码成功的状态下，微控制芯片21控制无线收发芯片23收到该控制要求信息后，将该控制要求信息发送至微控制芯片21，微控制芯片21分析处理该控制要求信息后，经通断单元25控制连接有空调负载端口处于开启状态，从而开启空调。

参阅图4，本发明的自动对码的智能插座的自动对码方法，该方法包括如下步骤：

S10：首先将智能插座的电源打开，将负载的插头插入插座主体10的插孔内。

S20：将功率切换装置30插入负载连接端口26上，嵌入式智能开关20给功率切换装置30供电，功率切换控制芯片32控制功率切换模块31按预设的正弦曲线变化或周期线性变化的功率改变规则自动改变功率；

S30：功率监测单元22实时监测负载及功率切换装置30的功率变化，并将监测到的功率变化信息发送至微控制芯片21；

S40：微控制芯片21接收到功率变化信息后，分析该功率变化信息，若微控制芯片21识别到的功率变化规则与预设值匹配时，则自动对码成功，微控制芯片21保存该匹配信息，并通知无线收发芯片23收发无线信息；若匹配不成功，则微控制芯片21无响应；若微控制芯片21识别到功率无变化且功率值比较小时，微控制芯片21向通断控制单元25发出关闭负载电源开关的信号；

S50：当无线收发芯片23接收到微控制芯片21的收发无线信息后，微控制芯片21控制无线收发芯片23向外部无线通信设备发送负载开关状态信息，使外部无线通信设备可实时掌控负载的开关状态；或者接收外部无线通信设备的控制要求信息，并将接收到的控制要求信息发送至微控制芯片21，微控制芯片21分析该控制要求信息，并通过通断控制单元25控制负载的电源开关，从而实现无线通信设备远程控制负载开关；

S60：完成自动对码，使外部的无线通信设备与嵌入式智能开关20之间可实现双向无线通信。

再次需要对码时，由于微控制芯片21保存了与功率切换装置30功率变化规则的匹配信息，不需要插入功率切换装置30，即可实现嵌入式智能开关20与外界无线通信设备的自动对码，使嵌入式智能开关20可向外部无线通信设备发出状态信息或接受外部无线通信设备发送的控制要求信息。

藉此，本发明的自动对码智能插座通过嵌入式智能开关20识别功率切换装置30的功率变化规则，实现嵌入式智能开关20与外部的无线通信设备自动对码，从而不仅可通过外部无线通信设备发送控制要求信息控制嵌入式智能开关20的开/关，而且也可通过嵌入式智能开关20发送状态信息给外部无线通信设备，使外部无线通信设备可掌控嵌入式智能开关20的开/关状态。再次对码时，微控制芯片21通过保存其内的功率变化规则匹配信息即可完成嵌入式智能开关20与外部无线通信设备自动对码，而不需要插入功率切换装置30。另一方面，本发明的嵌入式智能开关内设于插座主体内，不会破坏原有的结构与外观，结构十分紧凑。此外，本发明的嵌入式智能开关20可通过监测负载的功率来控制负载的开关，从而避免负载处于待机状态而耗电。本发明具有智能化程度高、结构简单、节能效果好等特点。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种自动对码的智能插座，包括插座主体(10)，其特征在于，该插座主体(10)内设有嵌入式智能开关(20)，插座主体(10)外设有可自动改变功率的功率切换装置(30)，所述嵌入式智能开关(20)包括微控制芯片(21)，与微控制芯片(21)连接用于采集负载功率变化的功率监测单元(22)，与微控制芯片(21)连接用于收发无线信息的无线收发芯片(23)，分别与微控制芯片(21)、功率监测单元(22)及无线收发芯片(23)连接用于转换输入电压的电压转换单元(24)，与微控制芯片(21)连接用于控制负载开关的通断控制单元(25)，与通断控制单元(25)相连用于连接负载的负载连接端口(26)，所述功率切换装置(30)与负载连接端口(26)插接，使得当功率切换装置(30)插入负载连接端口(26)时，功率切换装置(30)按预设的功率改变规则自动改变功率，功率监测单元(22)监测到该功率变化信息时，将该功率变化信息发送至微控制芯片(21)，若该功率变化信息与预设值匹配，则嵌入式智能开关(20)自动对码成功，微控制芯片(21)保存该匹配信息，并控制无线收发芯片(23)收发无线信息，下次对码时无需插入功率切换装置(30)，嵌入式智能开关(20)通过存储的匹配信息即可自动对码。

2.如权利要求1所述的自动对码的智能插座，其特征在于，所述功率切换装置(30)包括功率切换模块(31)、功率切换控制芯片(32)及电源转换模块(33)，其中，功率切换控制芯片(32)与功率切换模块(31)相连接，电源转换模块(33)分别与功率切换控制芯片(32)和功率切换模块(31)相连接，当电源转换模块(33)接通电源时，功率切换控制芯片(32)控制功率切换模块(31)按预设的功率改变规则自动改变功率。

3.如权利要求1所述的自动对码的智能插座，其特征在于，所述嵌入式智能开关(20)与外部的无线通信设备对码并无线连接，所述无线通信设备为智能手机或PDA。

4.如权利要求1所述的自动对码的智能插座，其特征在于，所述无线收发芯片(23)与外部无线通信设备之间通过标准通讯协议或定制通讯协议通信和收发无线信息，所述标准通讯协议为WIFI，ZIGBEE或BLUETOOTH的一种。

5.如权利要求1所述的自动对码的智能插座，其特征在于，所述嵌入式智能开关(20)设有电源输入端口(27)，所述电源输入端口(27)与电压转换单元(24)相连接。

6.如权利要求1所述的自动对码的智能插座，其特征在于，所述无线收发芯片(23)集成于微控制芯片(21)内。

7.一种如权利要求1所述的智能插座的自动对码方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a、将功率切换装置(30)插入负载连接端口(26)，功率切换装置(30)按预设的功率改变规则自动改变功率；

b、功率监测单元(22)实时监测负载的功率变化，并将该功率变化信息发送至微控制芯片(21)；

c、微控制芯片(21)接收到功率变化信息后，判断该功率变化信息与预设值是否匹配，若匹配成功，则自动对码成功，微控制芯片(21)保存该匹配信息，并控制无线收发芯片(23)收发无线信息；若匹配不成功，则微控制芯片(21)无响应；

d、无线收发芯片(23)接收到微控制芯片(21)的收发无线信息后，执行接收外部的无线通信设备的控制要求信息或向外部的无线通信设备发送相应状态信息；

e、完成自动对码，使外部的无线通信设备与嵌入式智能开关(20)之间可实现双向无线通信。

8.如权利要求7所述的智能插座的自动对码方法，其特征在于，步骤a中，所述功率切换装置(30)按正弦曲线变化或周期线性变化的规则自动改变功率。

9.如权利要求7所述的智能插座的自动对码方法，其特征在于，步骤a中，所述功率切换装置(30)包括功率切换模块(31)、功率切换控制芯片(32)及电源转换模块(33)，其中，功率切换控制芯片(32)与功率切换模块(31)连接，电源转换模块(33)分别与功率切换控制芯片(32)和功率切换模块(31)连接，当电源转换模块(33)接通电源时，功率切换控制芯片(32)控制功率切换模块(31)按预设的功率改变规则自动改变功率，微控制芯片(21)识别到该变化规律后自动对码成功，并控制无线收发芯片(23)收发无线信息。

10.如权利要求7所述的智能插座的自动对码方法，其特征在于，步骤d中，所述无线收发芯片(23)与外部的无线通信设备之间通过标准通讯协议或定制通讯协议通信收发无线信息，所述标准通讯协议为WIFI，ZIGBEE或BLUETOOTH的一种。