CN105656738A - 一种新型智能型插座 - Google Patents

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曹伟伟
包玲玲
蔡丹凤
范秋敏
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Abstract

本发明涉及电子技术、无线通讯技术领域，具体地说是一种具有数据处理、控制和通讯功能的新型智能型插座，包括主控模块、GSM模块、红外线模块、显示模块、电源模块和插口供电区，所述主控模块分别通过线路连接GSM模块、红外线模块、显示模块、插口供电区，所述GSM模块、红外线模块、显示模块、插口供电区分别连接至电源模块，所述主控模块中包含控制插口供电区的开关控制电路、用来存储家用电器遥控编码和定时信息的存储电路以及微处理器控制电路，所述红外线模块包括红外线发射器和红外线接收器；本发明同现有技术相比，能够实现对插座进行定时、手机远程操控插座通断、控制家用电气设备，具有多功能化、安全性高、使用便捷等优点。

Description

一种新型智能型插座
[技术领域]
本发明涉及电子技术、无线通讯技术领域，具体地说是一种具有数据处理、控制和通讯功能的新型智能型插座。
[背景技术]
电源插座是日常生活中常使用到的一种电气设备，然而目前市面上的电源插座功能比较单一，一般都只能给家用电器进行供电，随着科技和生活水平的提高，人们对于生活的便捷性、多功能性和安全性提出了更高的要求，智能化电气设备正逐渐成为时代的主流。而传统的电源插座均存在着一些弊端，比如手机充电的过饱和问题，不仅损伤电池，甚至可能引起火灾爆炸；再比如当雷雨天气家里只有孩子一人在家时，对于雷击的知识小孩缺乏相应了解，如果依旧打开电视则可能引起电视被雷击坏的危险。因此，若能提供一种可提高安全系数和智能化的插座，将是值得研究的方向。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种新型智能型插座，能够实现对插座进行定时、手机远程操控插座通断、控制家用电气设备，具有多功能化、安全性高、使用便捷等优点。
为实现上述目的设计一种新型智能型插座，包括主控模块、GSM模块、红外线模块、显示模块、电源模块和插口供电区，主控模块分别通过线路连接GSM模块、红外线模块、显示模块、插口供电区，GSM模块、红外线模块、显示模块、插口供电区分别连接至电源模块，其中，主控模块中包含控制插口供电区的开关控制电路、用来存储家用电器遥控编码和定时信息的存储电路以及微处理器控制电路；红外线模块包括红外线发射器和红外线接收器，用户需提前将家用电器遥控器的功能键的编码发送至红外线接收器，经过放大、限幅、检波、整形，形成遥控指令脉冲，输出至主控模块中的微处理器，并存储于主控模块的相应存储器件中，形成一个用户的指令库；红外线发射器将遥控信号调制在载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去，用于控制家用电器；遥控信号为二进制脉冲码，遥控信号是主控模块通过GSM模块接收到用户的指令后发出的；GSM模块通过串口与主控模块的微处理器相连，用户通过GSM模块与主控模块进行指令控制。
所述显示模块由TFT触摸屏构成，所述TFT触摸屏上设置有时间状态显示栏和用于定时的GUI界面。
所述GSM模块与主控模块通过串口进行通信，所述GSM模块与主控模块之间的通信协议为AT的命令集。
所述手机通过GSM模块与主控模块建立远程通信，通过软件编程将手机短信的指令与控制家用电器的遥控编码建立对应联系，手机将命令短信发送至GSM模块，GSM模块将短信内容通过串口送至主控模块，通过主控模块实现红外发射，完成对家用电器的控制。
所述红外线发射器由指令、信号产生电路、频率调制电路、驱动电路及红外线发射器件组成，所述红外线发射器采用载波的方式传送二进制编码，当收到短信指令时，所述信号产生电路将收到的短信指令产生为所需要的遥控指令信号，所述频率调制电路将遥控指令信号调制在38KHz的载波上，并经驱动电路缓冲放大后发送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。
所述红外线接收器由红外线接收器件、前置放大电路、信号解调电路及指令检测电路组成，所述红外线接收器件接收到红外线指令信号后，将红外光信号转变为电信号，并送入前置放大器进行放大，再经信号解调电路解调后，由指令检测电路将指令信号检出，以控制家用电器操作。
本发明同现有技术相比，通过对插口供电区提供了两种控制方案，分别对应定时通断和远程控制通断，同时拓展了插座的智能化功能，即可以通过红外发射器完成对家用电器的实时控制，最终实现了对插座进行定时、手机远程操控插座通断、控制家用电气设备，具有多功能化、安全性高、使用便捷等优点，值得推广应用。
[附图说明]
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明远程控制家用电器的示意图；
图3是本发明中红外线发射器的工作原理框图；
图4是本发明中红外线接收器的工作原理框图；
图5是本发明中红外通讯的数据格式图。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
如附图所示，本发明包括：主控模块、GSM模块、红外线模块、显示模块、电源模块和插口供电区，主控模块分别通过线路连接GSM模块、红外线模块、显示模块、插口供电区，GSM模块、红外线模块、显示模块、插口供电区分别连接至电源模块，其中，主控模块中包含控制插口供电区的开关控制电路、用来存储家用电器遥控编码和定时信息的存储电路以及微处理器控制电路；红外线模块包括红外线发射器和红外线接收器，用户需提前将家庭的电视遥控器或空调遥控器的功能键的编码发送至红外线接收器，经过放大、限幅、检波、整形，形成遥控指令脉冲，输出至主控模块中的微处理器，并存储于主控模块的相应存储器件中，形成一个用户的指令库；红外线发射器将遥控信号(二进制脉冲码)调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去，用于控制家用电器；遥控信号为二进制脉冲码，遥控信号是主控模块通过GSM模块接收到用户的指令后发出的；GSM模块通过串口与主控模块的微处理器相连，用户通过GSM模块与主控模块进行指令控制。
显示模块由TFT触摸屏构成，TFT触摸屏上设置有时间状态显示栏和用于定时的GUI界面，即除了显示当前的时间状态外，同时通过软件编程设置出定时的GUI界面，用户在为充电设备充电时，除了通过手机远程控制插座的开关，也可以基于此提前设置好充电的时长，达到自动断电的效果，节约能源也能保护充电设备，防止过饱和充电；GSM模块与主控模块通过串口进行通信，GSM模块与主控模块之间的通信协议为AT的命令集；手机通过GSM模块与主控模块建立远程通信，通过软件编程将手机短信的指令与控制家用电器的遥控编码建立对应联系，手机将命令短信发送至GSM模块，GSM模块将短信内容通过串口送至主控模块，从而实现手机利用GSM模块将控制指令送至主控制模块中，通过主控模块实现红外发射，完成对家用电器的控制。
本发明中，主控模块居于核心地位，红外线接收器初始化时进入学习模式，在该模式下，原本的控制遥控器将信号发送至插座上的红外接收器，将相应的控制信号解码获取遥控码值并存储于上述的存储电路中。该主控模块可以控制插口供电区对家用电器的供电，并通过内部的RTC时钟电路和定时器可以设置定时开关，此外，主控模块可以通过控制红外线模块来实现对家电的控制，主控模块通过GSM模块来接收用户的指令，基于GSM模块用户可以实现利用智能插座远程操控家用电器。
如附图1所示，为本发明所述新型智能化插座的原理框图，包含了主控模块、GSM模块、红外线模块、显示模块、电源模块和插口供电区，通过红外线模块将传统遥控器的指令编码采集输入到主控制器并存储于其中的存储电路，GSM模块与主控制器通过串口进行通信，模块与控制器之间的通信协议是AT的命令集，通过相应的软件设计将相应的指令与存储器中的电器控制编码进行对应，从而实现对家用电器的控制。
如附图2所示，为本发明的手机控制家用电器示意图，主要的工作过程如下：手机将命令短信(特定的，有一定的约束方式)发送至GSM模块，GSM模块将短信内容通过串口送至主控制器，在此之前，通过软件编程将短信的指令与控制家用电器的红外编码进行一一对应，当主控制器收到相应的短信指令就发送对应的红外指令，从而实现对家用电器的控制。
如附图3所示，为本发明红外线发射器的工作框图，该红外线发射器由指令、信号产生电路、频率调制电路、驱动电路及红外线发射器件组成，为了提高抗干扰性能和降低电源消耗，红外线发射器常用载波的方式传送二进制编码，当收到短信指令时，信号产生电路将收到的短信指令产生为所需要的遥控指令信号，频率调制电路将遥控指令信号(二进制脉冲码)调制在38KHz的载波上，并经驱动电路缓冲放大后发送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。
如附图4所示，为本发明红外线接收器的工作框图，由红外线接收器件、前置放大电路、信号解调电路及指令检测电路组成，当红外线接收器件接收到红外线指令信号后，将红外光信号转变为电信号，并送入前置放大器进行放大，再经信号解调电路解调后，由指令检测电路将指令信号检出，实现各种操作。
如附图5所示，为本发明红外通讯的数据格式图，包括了起始码、用户码、数据码和数据码反码，编码总占32位。数据反码是数据码反相后的编码，编码时可用于对数据的纠错。其中用户码是用来区分不同的家用电器，相当于各自的地址，每个家电的地址是不一样的，后面的数据码是操作的命令，不同的数据码代表不同的功能，如电视机音量大小、电视台切换、空调温度调节等。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型智能型插座，其特征在于：包括主控模块、GSM模块、红外线模块、显示模块、电源模块和插口供电区，所述主控模块分别通过线路连接GSM模块、红外线模块、显示模块、插口供电区，所述GSM模块、红外线模块、显示模块、插口供电区分别连接至电源模块，其中，
所述主控模块中包含控制插口供电区的开关控制电路、用来存储家用电器遥控编码和定时信息的存储电路以及微处理器控制电路；
所述红外线模块包括红外线发射器和红外线接收器，用户需提前将家用电器遥控器的功能键的编码发送至红外线接收器，经过放大、限幅、检波、整形，形成遥控指令脉冲，输出至主控模块中的微处理器，并存储于主控模块的相应存储器件中，形成一个用户的指令库；所述红外线发射器将遥控信号调制在载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去，用于控制家用电器；
所述遥控信号为二进制脉冲码，遥控信号是主控模块通过GSM模块接收到用户的指令后发出的；
所述GSM模块通过串口与主控模块的微处理器相连，用户通过GSM模块与主控模块进行指令控制。
2.如权利要求1所述的新型智能型插座，其特征在于：所述显示模块由TFT触摸屏构成，所述TFT触摸屏上设置有时间状态显示栏和用于定时的GUI界面。
3.如权利要求1或2所述的新型智能型插座，其特征在于：所述GSM模块与主控模块通过串口进行通信，所述GSM模块与主控模块之间的通信协议为AT的命令集。
4.如权利要求3所述的新型智能型插座，其特征在于：所述手机通过GSM模块与主控模块建立远程通信，通过软件编程将手机短信的指令与控制家用电器的遥控编码建立对应联系，手机将命令短信发送至GSM模块，GSM模块将短信内容通过串口送至主控模块，通过主控模块实现红外发射，完成对家用电器的控制。
5.如权利要求4所述的新型智能型插座，其特征在于：所述红外线发射器由指令、信号产生电路、频率调制电路、驱动电路及红外线发射器件组成，所述红外线发射器采用载波的方式传送二进制编码，当收到短信指令时，所述信号产生电路将收到的短信指令产生为所需要的遥控指令信号，所述频率调制电路将遥控指令信号调制在38KHz的载波上，并经驱动电路缓冲放大后发送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。
6.如权利要求5所述的新型智能型插座，其特征在于：所述红外线接收器由红外线接收器件、前置放大电路、信号解调电路及指令检测电路组成，所述红外线接收器件接收到红外线指令信号后，将红外光信号转变为电信号，并送入前置放大器进行放大，再经信号解调电路解调后，由指令检测电路将指令信号检出，以控制家用电器操作。
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