CN106025729A - 一种采用无线控制的智能感应插座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用无线控制的智能感应插座，其包括插座壳体以及安装在插座壳体内的照明电路、驱动电路、启动单元、人体感应单元、光照感应单元；人体感应单元用于感应人体信号并将感应信号发送到启动单元；光照感应单元用于感应光照强度并将感应信号发送到启动单元；启动单元根据感应信号以启动照明电路；此外，启动单元上设有用于远程接收外部终端的操作信号的无线模块，启动单元根据操作信号输出启动信号以启动照明电路照明或以启动驱动电路驱动插座孔通断电。本发明具有远程控制或设置插座通断电、LED灯工作模式变化等多种功能；设置人体感应单元和光照感应单元采集人体和光照强度信号，智能启动照明，使得智能插座使用安全。

Description

一种采用无线控制的智能感应插座

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种采用无线控制的智能感应插座。

背景技术

现今科技高速发展，特别是电子技术的发展，使得人们的生活环境越来越舒适。但也随着电子技术的发展，生活电器原来越多，由于生活电器处于待机状态下消耗的电越来越多。目前我国城市家庭用电平均待机耗能已经占到了家庭总能耗的10%左右，造成了巨大的浪费。现有的插座上设有一个开关按钮来控制插座电路的通断电，避免插座待机状态下耗能，但是现有的这种插座电路控制不方便，需要靠近插座才能控制。

此外，现有的插座主要以手动控制的居多，且其方便性、可靠性、安全性容易被人忽视，当人处于黑暗处寻找电源插座时，因光线较暗而无法正确判断插座插孔的位置，在这种情况下，人容易盲目插入插座插孔，甚至用手触碰来判断，容易造成触电的危险。

发明内容

针对现有插座控制方式不方便，且存在使用不安全等问题，本发明提供了一种采用无线控制的智能感应插座,其目的在于通过在插座内设置无线模块，由无线模块连接外部终端，接收外部终端设备的操作信号，并将该操作信号传送到启动单元上，以实现远程智能控制插座通断电，以实现智能感应照明电路开与关。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种采用无线控制的智能感应插座，其特征在于包括：插座壳体以及安装在插座壳体内的照明电路、驱动电路、启动单元、人体感应单元、光照感应单元；

人体感应单元用于感应人体信号并将感应信号发送到启动单元；

光照感应单元用于感应光照强度并将感应信号发送到启动单元；

启动单元用于启动照明电路及驱动电路工作；所述启动单元上设有无线模块，用于远程接收外部终端的操作信号，并将该操作信号输出到启动单元；启动单元根据操作信号输出启动信号到照明电路或驱动电路，以启动照明电路照明或以启动驱动电路驱动插座孔通断电。

更优地，所述照明电路包括发光二极管LED0、用于恒流驱动发光二极管LEDO的恒流驱动器U5以及N型MOS管Q1；

发光二极管LED0的正极与恒流驱动器U5的VDD端连接；发光二极管LED0的负极与恒流驱动器U5的OUT端；

N型MOS管Q1用于控制照明电路的开合；N型MOS管Q1的漏极与恒流驱动器U5的GND连接，N型MOS管Q1的源极接地，N型MOS管Q1的栅极与启动单元连接。

更优地，所述驱动电路包括发光二极管D7、稳压管D5、继电器U8以及NPN型三极管Q2；

所述发光二极管D7的正极与稳压管D5的负极连接，发光二极管D7的负极与稳压管D5的正极连接；

所述稳压管D5的正极与继电器U8的负极连接，稳压管D5的负极与继电器U8的正极连接；

所述NPN型三极管Q2的集电极与继电器U8的一端连接，NPN型三极管Q2的发电极接地，NPN型三极管Q2的基极与启动单元连接；

所述继电器U8用于控制插座孔通断电。

更优地，所述启动单元采用型号为ESP8266的芯片以智能启动照明电路或驱动电路。

更优地，所述ESP8266的芯片包含数字输入接口GPIO5、数字输入接口GPIO4、ADC输入口以及启动信号输出口GPIO13、驱动信号输出口GPIO14；

所述数字输入接口GPIO5与人体感应单元连接；

所述数字输入接口GPIO4、ADC输入接口分别与光照感应单元连接；

所述启动信号输出口GPIO13与照明电路连接；

所述驱动信号输出口GPIO14与驱动电路连接。

更优地，所述人体感应单元为红外热释人体感应器、微波感应器、声音感应器中的一种或多种。

更优地，所述光照感应单元采用光敏感应器以感应光照强度系数。

更优地，所述光敏传感器包括光敏二极管D4、电阻R8、电容C7、ADC输出口和数字输出口GPIO4；光敏二极管D4的阳极与电阻R8串联后连接电源，光敏二极管D4的阴极接地；电容C7与光敏二极管D4并联连接；

光敏二极管D4的阳极还分别连接ADC输出口和数字输出口GPIO4，光敏二极管D4通过ADC输出口或数字输出口GPIO4将感应信号传送到启动单元。

采用本发明产生的有益效果：1、设置无线模块来接收外部终端操作信号，实现远程启动和设置插座通断电和控制LED灯工作模式变化，使得本发明的智能插座具有多种功能。

2、本发明的智能感应插座也可以通过人体感应和光照强度信号智能启动插座中的LED灯照明，使得在夜间或者光照不足的情况下，人靠近插座，便输入人体靠近信号，启动照明电路工作，LED灯照明，解决了在灯光不足的环境下使用插座不安全的问题。

3、启动单元通过无线模块可反馈人体感应和光照强度信号到外部终端，用户可实时查看插座所处的工作状态和检测到是否有人靠近插座所在局域，起到安防报警作用。

附图说明

图1为智能感应插座插座壳体内的结构示意图。

图2为照明电路的原理图。

图3为驱动电路的原理图

图4为启动单元的原理图。

图5为人体感应单元的原理图。

图6为光照感应单元的原理图。

图7为电源电路的原理图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步具体说明。

如图1至图7所示，本发明公开的一种采用无线控制的智能感应插座，其包括插座壳体以及安装在插座壳体内的照明电路1、驱动电路2、启动单元3、人体感应单元4、光照感应单元5以及电源电路。其中，启动单元3上设有无线模块31，该无线模块31为无线WiFi，主要用于远程接收外部终端的操作信号，并将该操作信号输出启动单元3。

启动单元3分别与人体感应单元4、光照感应单元5连接，光照感应单元5根据插座所处环境的实时光照强度发送强度信号到启动单元3，当有人体靠近时，人体感应单元4感应到人体信号，并将该信号发送到启动单元3，同时，启动单元3接收到的光照强度较低时，启动单元3发出启动信号到照明电路1，启动照明电路1工作。启动单元3还分别与照明电路1、驱动电路2连接，启动单元3上的无线模块31接收到外部终端发送的操作信号时，无线模块31将该操作信号输出到启动单元3，启动单元3根据操作信号发出相应的启动信号到相应的照明电路1或驱动电路2，以启动照明电路1照明或以启动驱动电路2驱动插座孔的通断。

由此可见，启动单元3可根据人体感应单元4和光照感应单元5的信号启动照明电路1工作，还可以根据无线模块31接收的操作信号来控制照明电路1执行操作或控制驱动电路2驱动插座孔通断电。

照明电路1包括发光二极管LED0、用于恒流驱动发光二极管LEDO的恒流驱动器U5以及N型MOS管Q1，发光二极管LED0的正极与恒流驱动器U5的VDD端连接，发光二极管LED0的负极与恒流驱动器U5的OUT端。本实施例中恒流驱动器U5采用型号为AMC7135的芯片作为恒流驱动器U5，该恒流驱动器U5发光二极管LED0的恒流驱动IC，发光二极管LED0配合AMC7135芯片，实现对发光二极管LED0的恒流驱动。N型MOS管Q1用于控制照明电路1的开合，N型MOS管Q1的漏极与恒流驱动器U5的GND连接，N型MOS管Q1的源极接地，N型MOS管Q1的栅极与启动单元3连接。照明电路1安装在插座内，当插座处于光线较弱的环境中，且有人靠近需要使用插座时，照明电路1起照明作用，便于人正确找到插孔的位置。

驱动电路2包括发光二极管D7、稳压管D5、继电器U8以及NPN型三极管Q2。发光二极管D7的正极与稳压管D5的负极连接，发光二极管D7的负极与稳压管D5的正极连接。稳压管D5的正极与继电器U8的负极连接，稳压管D5的负极与继电器U8的正极连接。NPN型三极管Q2的集电极与继电器U8的一端连接，NPN型三极管Q2的发电极接地，NPN型三极管Q2的基极与启动单元3连接。当NPN型三极管Q2基极上有高电平信号输入时，继电器U8上的触点连接插座孔，插座孔的接通电源，插座孔上有电，同时，发光二极管D7通电发光，提示使用者该插座处于通电状态，可使用。当NPN型三极管Q2基极上没有有高电平信号输入时，继电器U8上的触点与插座孔断开，插座孔没有电流接入，同时发光二极管D7没有电流流过，发光二极管D7不亮，提示使用者该插座处于断电状态，不可使用。

启动单元3用于接收信号，并将所接收的信号转换为相应的启动信号，进而启动照明电路1或驱动电路工作。启动单元3采用型号为ESP8266的芯片以智能启动照明电路1或驱动电路2，其中，启动单元3内设定有光照强度设定值，启动单元3根据是否有人体感应信号及光照强度是否低于设定值来启动照明电路1。更具体地，若启动单元3接收到人体感应信号的输入，且接收到的光照强度低于预设值，则发送启动信号启动照明电路1照明工作；若主控单元接收到人体感应信号的输入，而接收到的光照强度高于预设值，则不启动照明电路1工作；若主控单元没有接收到人体感应信号的输入，不管接收到的光照强度是否低于预设值，均不启动照明电路1工作。该设置防止当没有人靠近，而插座处于光线不足环境中时，或当有人靠近，而插座处于光线充足的环境中时，照明电路1工作，造成资源浪费。

ESP8266芯片包含数字输入接口GPIO5、数字输入接口GPIO4、ADC输入口以及启动信号输出口GPIO13、驱动信号输出口GPIO14。数字输入接口GPIO5与人体感应单元4连接，人体感应单元4感应到的感应信号通过该接口输入到启动单元3内。同理，数字输入接口GPIO4、ADC输入接口分别与光照感应单元5连接,光照感应单元5感应的光照强度通过数字输入接口GPIO4或ADC输入接口输入启动单元3内。启动信号输出口GPIO13与照明电路1上的N型MOS管Q1的栅极连接，启动单元3上的启动信号通过启动信号输出口GPIO13输入照明电路1上，启动照明电路1上的发光二极管LED0工作。驱动信号输出口GPIO14与驱动电路2上NPN型三极管Q2的基极连接。

本实施例中，无线模块31与外部终端无线连接，外部终端可向无线模块31发送操作信号以控制插座的状态，而启动单元3根据操作指令发出相应的启动信号，输入照明电路1或驱动电路2，以控制照明电路1或驱动电路2执行相应的动作。

外部终端通过无线模块31实现了与插座连接，使得外部终端可以远程控制或查看插座处于通电或断开状态；远程控制或查看照明电路1上的LED灯处于打开或关闭状态；可以设置插座工作时间，定时开，定时关或指定工作时间长度；可以设置照明电路1上的LED灯的工作时间，定时亮，定时灭或指定照明时长。若照明电路1上的LED灯为多色灯珠，外部终端还可以控制灯的颜色变化，或调整LED灯的工作模块，如闪烁、渐变颜色等。通过外部终端设置插座工作时间，定时开，定时关，或者指定工作时长。

人体感应单元4为红外热释人体感应器、微波感应器、声音感应器中的一种或多种，通过不同的方式采集人体信息，其目的为了检测人体信息，有人靠近时智能感应到人体靠近信息，实现插座智能感应。

本实施例中的人体感应单元为红外热释人体感应器，更具体地，人体感应单元包含红外热释人体感应器U3、电容C5和电阻R1。红外热释人体感应器U3与电阻R1并联连接，红外热释人体感应器U3输出口通过电阻R1上拉到电源，使红外热释人体感应器U3的输出信号更加稳定，不易受到干扰 。红外热释人体感应器U3上设有三个引脚，其中1号引脚与电源连接。2号引脚连接启动单元3上的数字输入接口GPIO5，红外热释人体感应器U3感应到的人体靠近信号，通过2号引脚接入数字输入接口GPIO5，进而传送到启动单元3上。3号引脚连接地线。而电源并联一个电容C5，以起滤波作用。

此外，红外热释人体感应器U3感应到的无人体信号时，可以通过启动单元3上的无线模块31反馈到外部终端，用户可以自定义设置，是否在检测到没人的情况下自动切换插座为关闭的工作状态，从而关闭插座上正在工作的电器。红外热释人体感应器U3可以检测是否有人在附近，并把数据反馈到外部终端，用户可以设置是否接受这个状态变化的提示，从而使插座起到入侵报警的安防功能。

红外热释人体感应器的工作原理：由于人体都有恒定的体温，一般在37°，所以人体会发出特定波长为10UM左右的红外线。红外热释人体感应器就是通过探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。红外热释人体感应器内设置热释电元件来接收人体红外线，人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到热释电元件上，热释电元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时，就会失去电荷平衡，向外释放电荷，所释放的电荷信号被传送到信号处理单元中进行处理。

微波感应器的工作原理：微波感应器又称微波雷达，利用电磁波的多普勒原理，当一定频率的波碰到阻挡物的时候，就会有一部分的波被反射回来，如果阻挡物是静止的，反射波的波长就是恒定的，如果阻挡物是向波源运动，反射波的波长就比波源的波长来得短，如果阻挡物是向远离波源的方向运动，反射波的波长就比波源的波长来的长，波长的变化，就意味着频率的变化。微波感应器将反射波的信号发送到信号处理单元上，通过信号处理单元判断人体是靠近还是远离波源，进而实施控制。

声音感应器的工作原理：声音感应器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒，当人体靠近发出声音，声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。产生微小电压的信号被传送到信号处理单元中进行处理。

光照感应单元5主要用于感应插座所在环境的光照强度，本实施例采用光敏传感器以感应光照强度系数。光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光敏元件所转换的电信号根据光敏元件所在的环境的光照强度不同而不同，随着光照强度减弱而减弱。

光敏传感器包括光敏传感器包括光敏二极管D4、电阻R8、电容C7、ADC输出口和数字输出口GPIO4。光敏二极管D4的阳极与电阻R8串联后连接电源，光敏二极管D4的阴极接地，电容C7与光敏二极管D4并联连接。光敏二极管D4的阳极还分别连接ADC输出口和数字输出口GPIO4，光敏二极管D4上的ADC输出口与启动单元3上的ADC输入口连接，光敏二极管D4上的数字输出口GPIO4与启动单元3上的数字输入接口GPIO4连接。光敏二极管根据所在环境的光照强度将光信号转换为相应的电信号，进而通过ADC输出口或者数字输出口GPIO4传送到启动单元3上。

此外，该光敏传感器感应的光照强度，可通过启动单元3上的无线模块31反馈到外部终端，使得用户可通过外部终端查看插座所处环境的光照情况。

本实施例中的智能插座适用于传统腔体86盒子或外置插座。对于传统的86盒子，可以直接替换原本安装在墙体的普通插座。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用无线控制的智能感应插座，其特征在于包括：插座壳体以及安装在插座壳体内的照明电路（1）、驱动电路（2）、启动单元（3）、人体感应单元（4）、光照感应单元（5）；

人体感应单元（4）用于感应人体信号并将感应信号发送到启动单元（3）；

光照感应单元（5）用于感应光照强度并将感应信号发送到启动单元（3）；

启动单元（3）用于启动照明电路（1）及驱动电路（2）工作；所述启动单元（3）上设有无线模块（31），用于远程接收外部终端的操作信号，并将该操作信号输出到启动单元（3）；启动单元（3）根据操作信号输出启动信号到照明电路（1）或驱动电路（2），以启动照明电路（1）照明或以启动驱动电路（2）驱动插座孔通断电。

2.根据权利要求1所述的智能感应插座，其特征在于：所述照明电路（1）包括发光二极管LED0、用于恒流驱动发光二极管LEDO的恒流驱动器U5以及N型MOS管Q1；

发光二极管LED0的正极与恒流驱动器U5的VDD端连接；发光二极管LED0的负极与恒流驱动器U5的OUT端；

N型MOS管Q1用于控制照明电路（1）的开合；N型MOS管Q1的漏极与恒流驱动器U5的GND连接，N型MOS管Q1的源极接地，N型MOS管Q1的栅极与启动单元（3）连接。

3.根据权利要求1所述的智能感应插座，其特征在于：所述驱动电路（2）包括发光二极管D7、稳压管D5、继电器U8以及NPN型三极管Q2；

所述发光二极管D7的正极与稳压管D5的负极连接，发光二极管D7的负极与稳压管D5的正极连接；

所述稳压管D5的正极与继电器U8的负极连接，稳压管D5的负极与继电器U8的正极连接；

所述NPN型三极管Q2的集电极与继电器U8的一端连接，NPN型三极管Q2的发电极接地，NPN型三极管Q2的基极与启动单元（3）连接；

所述继电器U8用于控制插座孔通断电。

4.根据权利要求1所述的智能感应插座，其特征在于：所述启动单元（3）采用型号为ESP8266的芯片以智能启动照明电路（1）或驱动电路（2）。

5.根据权利要求4所述的智能感应插座，其特征在于：所述ESP8266的芯片包含数字输入接口GPIO5、数字输入接口GPIO4、ADC输入口以及启动信号输出口GPIO13、驱动信号输出口GPIO14；

所述数字输入接口GPIO5与人体感应单元（4）连接；

所述数字输入接口GPIO4、ADC输入接口分别与光照感应单元（5）连接；

所述启动信号输出口GPIO13与照明电路（1）连接；

所述驱动信号输出口GPIO14与驱动电路（2）连接。

6.根据权利要求1所述的智能感应插座，其特征在于：所述人体感应单元（4）为红外热释人体感应器、微波感应器、声音感应器中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的智能感应插座，其特征在于：所述光照感应单元采用光敏感应器以感应光照强度系数。

8.根据权利要求7所述的智能感应插座，其特征在于：所述光敏传感器包括光敏二极管D4、电阻R8、电容C7、ADC输出口和数字输出口GPIO4；光敏二极管D4的阳极与电阻R8串联后连接电源，光敏二极管D4的阴极接地；电容C7与光敏二极管D4并联连接；

光敏二极管D4的阳极还分别连接ADC输出口和数字输出口GPIO4，光敏二极管D4通过ADC输出口或数字输出口GPIO4将感应信号传送到启动单元（3）。