CN106057588B - 带智能检测的空气开关、设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于家庭照明设备领域，特别涉及一种可以直接更换家庭内部的空气开关，并可实现智能检测电功率的装置。本发明所述带智能检测的空气开关，包括传统的空气开关结构、电量计量单元、无线发射模块和电路电源模块；所述电量检测单元用于本回路各种用电参数的统计；所述无线发射模块负责通过433MHz的无线通信通道与主机模块进行数据的上报。所述电路电源模块主要负责提供电子电路所需的电源；所述传统空气开关机构采用空气开关原有的电子机械结构。

Description

带智能检测的空气开关、设备及系统
技术领域
本发明属于家庭照明设备领域，可以直接更换家庭内部的空气开关，实现智能检测电功率的装置。
背景技术
现有的通用空气开关，是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关，主要是完成接触和分断电路，并且能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护。但是无法实现对独立回路进行用电量的统计和分析，同时可以根据用户的配置参数进行智能通断管理。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种可以实现对独立回路进行用电量的统计和分析，同时可以根据用户的配置参数进行智能通断管理的带智能检测的空气开关。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种带智能检测的空气开关，其特征在于，包括传统的空气开关结构、电量计量单元、无线发射模块和电路电源模块；
所述电量检测单元用于本回路各种用电参数的统计；
所述无线发射模块负责通过433MHz的无线通信通道与主机模块进行数据的上报。
所述电路电源模块主要负责提供电子电路所需的电源；
所述传统空气开关机构采用空气开关原有的电子机械结构。
所述用电参数包括电压、电流、有功功率、总功率、频率等参数的检测。
所述电量检测单元，包括电量计量芯片U1、光耦芯片U2、锰铜传感器和电阻串联分压电路，所述电量计量芯片U1通过锰铜传感器检测到电流，通过电阻串联分压电路检测到电压，再经过U1内部的DSP处理，得到电流和电压的各种参数，对强电回路进行电量各种参数计算和分析。
所述电量计量芯片U1采用一块BL6523B芯片；所述光藕芯片U2采用NEC2501芯片；所述晶振Y1采用3.570545Mhz；其中，所述电量计量芯片U1的CF脚连接光藕芯片U2，CF是有功功率PWM输出，表示有功功率的大小；V1P脚和V1N脚、V2P脚和V2N脚分别连接锰铜传感器，V3P脚和V3N脚连接电阻串联分压电路；V1P和V1N是A通道电流检测，V2P和V2N是B通道电流检测，V3P和V3N是电压通道检测；所述电量计量芯片U1通过SPI接口(SDO、SDI、SCK、CS)，可以实时得到电量的各种综合数据，再通过无线发射模块把数据及时发送到主机。
所述无线发射模块包括433MHz无线发射芯片U5、用于产生433.92MHz的晶振Y1以及433MHz的螺旋天线ANT1；所述无线发射芯片U5将所要发送的数据信号FM_DATA经过芯片内部调制后，从PAOUT信号输出到螺旋天线ANT1发射。
所述电路电源模块包括AC-DC转换主芯片U1，LDO电源芯片U3和光耦隔离芯片U2；所述电路电源模块用于完成市电交流电到直流电的转换，并输出两路独立隔离的直流5V电源。
本发明所述的带智能检测的空气开关，可以直接更替家里已安装的空气开关，无需该更改原有的强电箱的工程安装线路图；并且可以对每一个强电回路用电量统计，可以进行不同时段进行统计数据；对每一个强电回路用电量分析，统计家用电器的用电情况；对每一个强电回路持续电流上限限制，可以监控非常规用电情况；还可以对所有回路进行综合数据分析，可以实现不同用电量的报表。
进一步地，本发明还提供一种带智能检测的空气开关设备，包括至少一个的上述的带智能检测的空气开关，以及WiFi主机模块；
所述带智能检测的空气开关，用于实时检测得到电量的各种综合数据，并通过无线通讯的方式把数据及时发送到WiFi主机模块；
所述WiFi主机模块，用于与空气开关设备外部的移动终端进行通讯。
进一步地，本发明还提供一种带智能检测的空气开关系统，包括至少一个上述的带智能检测的空气开关设备，以及移动终端或远程服务器；
所述带智能检测的空气开关设备，用于实时检测得到电量的各种综合数据，并通过无线通讯的方式把数据及时发送到WiFi主机模块进行处理；
所述移动终端或远程服务器，与WiFi主机模块进行连接和通讯，用于对带智能检测的空气开关设备的进行远程的管理和控制。
本发明所述的带智能检测的空气开关设备和系统，除了具备上述带智能检测的空气开关的各种优点外，所述的带智能检测的空气开关设备也可以在新设计的工程中应用，在整机成本增加不超过20％的情况下，可实现智能检测和远程控制；并且将所述带智能检测的空气开关设备与移动终端或远程服务器组成系统后，通过WiFi主机模块，还可以实现移动终端或远程服务器对带智能检测的空气开关设备的进行远程的管理和控制。
附图说明
图1是本发明所述的一种带智能检测的空气开关的结构框架图。
图2是本发明所述的带智能检测的空气开关的电量检测单元的电路图。
图3是本发明所述的带智能检测的空气开关的无线发射模块的电路图。
图4是本发明所述的带智能检测的空气开关的电路电源模块的电路图。
图5是本发明所述的一种带智能检测的空气开关设备的结构框架图。
图6是本发明所述的一种带智能检测的空气开关系统的结构框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，是本发明实施例的带智能检测的空气开关的结构框架图，包括：传统的空气开关结构、电量计量单元、无线发射模块和电路电源模块；
所述电量检测单元用于本回路各种用电参数的统计；所述用电参数包括电压、电流、有功功率、总功率、频率等参数的检测。
所述无线发射模块负责通过433MHz的无线通信通道与主机模块进行数据的上报。
所述电路电源模块主要负责提供电子电路所需的电源；
所述传统空气开关机构采用空气开关原有的电子机械结构。
如图2为电量检测单元的电路图，主要包含以下元器件：电量计量芯片U1(BL6523B),光耦芯片U2(NEC2501),晶振Y1(3.570545Mhz),还有外围其他的阻容元器件。其中，电量计量芯片U1上的V1P和V1N是A通道电流检测，V2P和V2N是B通道电流检测，V3P和V3N是电压通道检测。CF是有功功率PWM输出，表示有功功率的大小。电量计量芯片U1通过锰铜传感器检测到电流，通过电阻串联分压电路检测到电压，再经过电量计量芯片U1内部的DSP处理，得到电流和电压的各种参数，对强电回路进行电量各种参数计算和分析。通过SPI接口(SDO、SDI、SCK、CS)，可以实时得到电量的各种综合数据，再通过无线发送模块把这些数据及时发送到主机。
如图3为无线发射模块(433MHz)的电路图，主要包含以下元器件：芯片U5(SYN115)是433MHz无线发射芯片，Y1(13.560MHz)是产生433.92MHz的晶振。C25，L5，C24是天线的匹配阻抗。ANT1是433MHz的螺旋天线。FM_DATA是所要发送的数据信号，通过U5调制之后，从PAOUT信号输出到天线发射。
如图4为电路电源模块的电路图，主要包含以下元器件：U1(TNY266P)是AC-DC转换主芯片，U3(7805)是LDO电源芯片，U2(PC817)是光耦隔离芯片。本电路电源模块主要是用于完成市电交流电到直流电的转换，输出两路独立隔离的直流5V电源。
如图5，是本发明所述的带智能检测的空气开关设备的结构框架图；包括若干个的上述的带智能检测的空气开关(1、2、……N)以及WiFi主机模块；所述带智能检测的空气开关，用于实时检测得到电量的各种综合数据，并通过无线通讯的方式把数据及时发送到WiFi主机模块；所述WiFi主机模块，用于与空气开关设备外部的移动终端进行通讯。
如图6，是本发明所述的带智能检测的空气开关系统的结构框架图；包括带智能检测的空气开关设备以及移动终端或远程服务器；所述带智能检测的空气开关设备，用于实时检测得到电量的各种综合数据，并通过无线通讯的方式把数据及时发送到WiFi主机模块进行处理；所述移动终端或远程服务器，与WiFi主机模块进行连接和通讯，用于对带智能检测的空气开关设备的进行远程的管理和控制。
上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带智能检测的空气开关，其特征在于，包括传统的空气开关结构、电量检测单元、无线发射模块和电路电源模块，其中：
所述电量检测单元用于本回路各种用电参数的统计；
所述无线发射模块负责通过433MHz的无线通信通道与外部进行数据的上报；
所述电路电源模块主要负责提供整个电子电路所需的电源；
所述传统空气开关机构采用现有的空气开关原有的电子机械结构；
所述电量检测单元，包括电量计量芯片U1、光耦芯片U2、锰铜传感器和电阻串联分压电路，所述电量计量芯片U1通过锰铜传感器检测到电流，通过电阻串联分压电路检测到电压，再经过U1内部的DSP处理，得到电流和电压的各种参数，对强电回路进行电量各种参数计算和分析；
所述电量计量芯片U1采用一块BL6523B芯片；光耦 芯片U2采用NEC2501芯片；晶振Y1采用3.570545Mhz的晶振芯片；其中，所述电量计量芯片U1的CF脚连接光藕芯片U2，CF是有功功率PWM输出，表示有功功率的大小；V1P脚和V1N脚、V2P脚和V2N脚分别连接锰铜传感器，V3P脚和V3N脚连接电阻串联分压电路；V1P和V1N是A通道电流检测，V2P和V2N是B通道电流检测，V3P和V3N是电压通道检测；所述电量计量芯片U1通过SPI接口实时得到电量的各种综合数据，再通过无线发射模块把数据及时发送到主机；
所述无线发射模块包括433MHz无线发射芯片U5、用于产生433.92MHz的晶振Y1以及433MHz的螺旋天线ANT1；所述无线发射芯片U5将所要发送的数据信号FM_DATA经过芯片内部调制后，从PAOUT信号输出到螺旋天线ANT1发射；
所述电路电源模块包括AC-DC转换主芯片U1、LDO电源芯片U3和光耦芯片U2；所述电路电源模块用于完成市电交流电到直流电的转换，并输出两路独立隔离的直流5V电源。
2.如权利要求1所述的带智能检测的空气开关，其特征在于，所述用电参数包括电压、电流、有功功率、总功率、频率。
3.一种带智能检测的空气开关设备，其特征在于，包括至少一个的如权利要求1-2任一所述的带智能检测的空气开关，以及WiFi主机模块；
所述带智能检测的空气开关，用于实时检测得到电量的各种综合数据，并通过无线通讯的方式把数据及时发送到WiFi主机模块；
所述WiFi主机模块，用于与空气开关设备外部的移动终端进行通讯。
4.一种带智能检测的空气开关系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求3所述的带智能检测的空气开关设备，以及移动终端或远程服务器；
所述带智能检测的空气开关设备，用于实时检测得到电量的各种综合数据，并通过无线通讯的方式把数据及时发送到WiFi主机模块进行处理；
所述移动终端或远程服务器，与WiFi主机模块进行连接和通讯，用于对带智能检测的空气开关设备进行远程的管理和控制。
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