CN106159579A - 一种基于无线wifi通信技术的智能插座及控制方法 - Google Patents

一种基于无线wifi通信技术的智能插座及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于无线wifi通信技术的智能插座及控制方法，智能插座包括壳体、固定螺丝孔、控制器、电源输入、电源输出、继电器开关、ACDC模块、指示灯和控制按键；所述壳体上有固定螺丝孔，壳体底壳嵌入电源输入插脚，壳体表壳上端为5孔标准插座作为电源输出，壳体表壳下端设置控制按键和双色LED指示灯，电源输入与ACDC模块、继电器开关相连接，继电器开关与电源输出相连接，控制器与继电器开关、ACDC模块、指示灯、控制按键相连接；本发明实现在智能手机或者平板电脑等移动终端远程控制插座，将电扇、热水器、空调等普通家电变成智能化产品，并通过互联网全部串联起来集中控制，实现高效节能效果，并满足人们在生活中的多种多样要求。

Description

一种基于无线wifi通信技术的智能插座及控制方法
技术领域
本发明属于插座装置领域, 特别是涉及一种基于无线wifi通信技术的智能插座及控制方法。
背景技术
普通电源插座需要人工手动方式实现电路连接的开关功能，而市面上也出现了一些通过蓝牙、zigbee等技术的开关插座，只能实现近距离无线遥控操作，需要专门的网关设备才能实现远程控制功能。
随着移动互联网技术的发展，wifi无线通信技术得到空间发展以及广泛应用，智能手机的普及更是催生了大量的wifi应用产品。市面上也出现越来越多的集成有wifi功能的智能家电产品，但其价格都比较昂贵，而且需要使用其专门的应用软件，缺乏通用性，而普通家电依旧在一般家庭中大量使用着，基于无线wifi技术的智能插座能够很好的解决这些问题。
发明内容
本发明为克服现有技术中存在的技术问题而提供一种基于无线wifi通信技术的智能插座及控制方法，该装置不但可以实现手动与遥控共存，还能实现定时、延时控制、实时状态监控功能，优化能源利用效率。
本发明一种基于无线wifi通信技术的智能插座，包括壳体、固定螺丝孔、控制器、电源输入、电源输出、继电器开关、ACDC模块、指示灯和控制按键；所述壳体上有固定螺丝孔，壳体底壳嵌入电源输入插脚，壳体表壳上端为5孔标准插座作为电源输出，壳体表壳下端设置控制按键和双色LED指示灯，电源输入与ACDC模块、继电器开关相连接，继电器开关与电源输出相连接，控制器与继电器开关、ACDC模块、指示灯、控制按键相连接；
所述控制器采用集成wifi芯片模块的ESP8266-12控制器，ESP8266-12控制器内部集成TCP/IP协议栈实现wifi无线网络通信连接功能；ESP8266-12控制器的GPIO16端口输出控制信号，控制继电器开关通断实现电源的开关功能；ESP8266-12控制器的GPIO12端口连接控制按键，短按实现手动控制插座开关，长按实现插座路由配置信息复位功能；ESP8266-12控制器的GPIO4和GPIO5端口连接红绿双色LED指示灯，红灯表示插座断开，绿灯表示插座导通，红灯闪烁表示网络异常，绿灯闪烁表示配置成功；
所述继电器开关采用Q1和Q2两个NPN型三极管8050组成达林顿管驱动继电器K1来实现智能插座的开关功能；
所述ACDC模块将输入85～265V交流电转换为3.3V直流电输出，作为整个电路供电电源。
智能插座还包括10A温度保险丝与压敏电阻，10A温度保险丝与压敏电阻与控制器相连，实现过流过压保护功能。
智能插座具备远程开关控制功能、定时开关功能、延时开关功能以及实时状态监控功能。
ESP8266-12控制器采用smartlink技术将智能插座配置连接上路由器，并路由配置信息保存到片上flash中，实现上电自动连接路由器，从而达到自动联网效果。
本发明还提供一种智能插座控制方法，ESP8266-12控制器首先进行上电初始化，读取flash中路由配置信息；再判断路由器是否配置，若没有配置则使用smartlink技术进行路由配置，若已配置路由则连接路由器并登陆远程服务器；随后判断登陆服务器是否成功，若不成功则操作重连服务器，若成功则开始监听网络端口通信指令，根据通信指令执行相应控制操作；并设置握手通信机制，确保智能插座与远程服务器时刻保持连接。
该智能插座控制方法还包括智能插座与路由器以及远程服务器端建立握手通信机制，判断wifi智能插座是否连接到路由器、是否连接到远程服务器端，当判断到连接断开时，进行重连，从而保证智能插座wifi网络通信的连续性。
该智能插座控制方法还包括通过移动终端上app应用软件控制插座，当路由器正常连接网络时，app软件和wifi智能插座都通过远程服务器进行通信，当路由器连接网络异常时，移动终端上app软件也可以直接通过路由器构建的局域网控制wifi插座。
本发明提供一种基于无线wifi通信技术的智能插座及控制方法，实现在智能手机或者平板电脑等移动终端远程控制插座，将电扇、热水器、空调等普通家电变成智能化产品，并通过互联网全部串联起来集中控制，实现高效节能效果，并满足人们在生活中的多种多样要求。本发明还具有以下有益效果：
1）该wifi智能插座能实现手动与遥控共存；
2）该wifi智能插座能实现局域网与远程监控兼容控制；
3）该wifi智能插座能实现定时、延时控制、实时状态监控功能，优化能源利用效率；
4）具备过流过压保护功能，保护连接电器安全。
附图说明
图1是本发明wifi智能插座的结构框图；
图2是本发明wifi智能插座的电路原理图；
图3是本发明wifi智能插座的程序流程图；
图4是本发明wifi智能插座的外壳示意图；
图4中，1-壳体；2-标准5孔插座；3-LED指示灯；4-按键；5-电源输入针脚；6-固定螺丝孔。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：
本发明采用集成wifi芯片模块ESP8266-12作为整个wifi智能插座的控制器。ESP8266是一款高度集成的芯片，具备强大的片上处理和存储功能，可通过GPIO端口集成传感器及其他应用的特定设备最大限度减少运行中系统资源的占用，ESP8266 高度片内集成，仅需极少的外部电路，外设丰富，可将其作为wifi智能插座的唯一控制器，不需配其他控制器即可实现所有wifi智能插座功能，为插座内部节省大量空间。
1）wifi智能插座结构框图如图1所示，wifi智能插座硬件由ESP8266-12模块、电源输入、电源输出、继电器开关、ACDC模块、指示灯和控制按键组成。
2）通过移动终端上app应用软件控制插座，当路由器正常连接网络时，app软件和wifi智能插座都通过远程服务器进行通信；当路由器连接网络异常时，移动终端上app软件也可以直接通过路由器构建的局域网控制wifi插座。
3）如图2所示为wifi智能插座电路原理图，U3为ESP8266-12，作为智能插座的控制器，其内部集成TCP/IP协议栈实现wifi无线网络通信连接功能。
4）图2中U2为AC转DC模块，将输入85～265V交流电转换为3.3V直流电输出，作为整个电路供电电源。
5)ESP8266-12的GPIO16端口输出控制信号，控制继电器通断实现电源的开关功能。
6）ESP8266-12的GPIO12端口连接按键，短按实现手动控制插座开关；长按实现插座路由配置信息复位功能。
7) ESP8266-12的GPIO4和GPIO5端口连接红绿双色LED灯，红灯表示插座断开，绿灯表示插座导通，红灯闪烁表示网络异常，绿灯闪烁表示配置成功。
8) 如图2中所示采用Q1和Q2两个NPN型三极管8050组成达林顿管驱动继电器K1来实现智能插座的开关功能。
9）图2中F1为10A温度保险丝，RN1为压敏电阻，实现过流过压保护功能。
10）图3所示为ESP8266-12芯片固件程序流程图，首先进行上电初始化，读取flash中路由配置信息；再判断路由器是否配置，若没有配置则使用smartlink技术进行路由配置，若已配置路由则连接路由器并登陆远程服务器；随后判断登陆服务器是否成功，若不成功则操作重连服务器，若成功则开始监听网络端口通信指令，根据通信指令执行相应控制操作；并设置握手通信机制，确保wifi智能插座与远程服务器时刻保持连接。
11）图4所示为wifi智能插座外壳示意图，底壳嵌入电源输入插脚；表壳上端为5孔标准插座输出；表壳下端设置控制按键和双色LED指示灯。
12）wifi智能插座具备远程开关控制功能、定时开关功能、延时开关功能以及实时状态监控等功能。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于无线wifi通信技术的智能插座，其特征在于：包括壳体、固定螺丝孔、控制器、电源输入、电源输出、继电器开关、ACDC模块、指示灯和控制按键；所述壳体上有固定螺丝孔，壳体底壳嵌入电源输入插脚，壳体表壳上端为5孔标准插座作为电源输出，壳体表壳下端设置控制按键和双色LED指示灯，电源输入与ACDC模块、继电器开关相连接，继电器开关与电源输出相连接，控制器与继电器开关、ACDC模块、指示灯、控制按键相连接；
所述控制器采用集成wifi芯片模块的ESP8266-12控制器，ESP8266-12控制器内部集成TCP/IP协议栈实现wifi无线网络通信连接功能；ESP8266-12控制器的GPIO16端口输出控制信号，控制继电器开关通断实现电源的开关功能；ESP8266-12控制器的GPIO12端口连接控制按键，短按实现手动控制插座开关，长按实现插座路由配置信息复位功能；ESP8266-12控制器的GPIO4和GPIO5端口连接红绿双色LED指示灯，红灯表示插座断开，绿灯表示插座导通，红灯闪烁表示网络异常，绿灯闪烁表示配置成功；
所述继电器开关采用Q1和Q2两个NPN型三极管8050组成达林顿管驱动继电器K1来实现智能插座的开关功能；
所述ACDC模块将输入85～265V交流电转换为3.3V直流电输出，作为整个电路供电电源。
2.根据权利要求1所述的基于无线wifi通信技术的智能插座，其特征在于：智能插座还包括10A温度保险丝与压敏电阻，10A温度保险丝与压敏电阻与控制器相连，实现过流过压保护功能。
3.根据权利要求1所述的基于无线wifi通信技术的智能插座，其特征在于：智能插座具备远程开关控制功能、定时开关功能、延时开关功能以及实时状态监控功能。
4.根据权利要求1所述的基于无线wifi通信技术的智能插座，其特征在于：ESP8266-12控制器采用smartlink技术将智能插座配置连接上路由器，并将路由配置信息保存到片上flash中，实现上电自动连接路由器，从而达到自动联网效果。
5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的基于无线wifi通信技术的智能插座控制方法，其特征在于：ESP8266-12控制器首先进行上电初始化，读取flash中路由配置信息；再判断路由器是否配置，若没有配置则使用smartlink技术进行路由配置，若已配置路由则连接路由器并登陆远程服务器；随后判断登陆服务器是否成功，若不成功则操作重连服务器，若成功则开始监听网络端口通信指令，根据通信指令执行相应控制操作；并设置握手通信机制，确保智能插座与远程服务器时刻保持连接。
6.根据权利要求5所述的智能插座控制方法，其特征在于：该智能插座控制方法还包括智能插座与路由器以及远程服务器端建立握手通信机制，判断wifi智能插座是否连接到路由器、是否连接到远程服务器端，当判断到连接断开时，进行重连，从而保证智能插座wifi网络通信的连续性。
7.根据权利要求5所述的智能插座控制方法，其特征在于：该智能插座控制方法还包括通过移动终端上app应用软件控制插座，当路由器正常连接网络时，app软件和wifi智能插座都通过远程服务器进行通信，当路由器连接网络异常时，移动终端上app软件也可以直接通过路由器构建的局域网控制wifi插座。
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