CN106921090A - 一种智能插座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及插座领域，更具体的说是涉及一种智能插座，所述智能插座包括插座面板、插座内盒、及设置在插座内盒的中控组件，所述插座面板扣接在所述内盒的开口处，所述主电路板与所述插座面板平行设置，所述采集板设置在主电路板一端部面向插座面板的一侧，所述通讯板设置在主电路板另一端反向插座面板的一侧，应用所述智能插座，通过负载漏电保护，实现对用电设备的电流检测和保护，通过中控组件，进而测量负载的电压、电流、有功功率等电流相关数据，实时收集电能计量数据，同时检测采集、记录和检测电流数据，从而可远程控制插座开关电，更加安全可靠。

Description

一种智能插座

技术领域

本发明涉及插座领域，更具体的说是涉及一种智能插座。

背景技术

在日常生活中，人们的社会活动都离不开电源插座的使用，而电源插座的难以管理，甚至有些设备是在晚上充电白天使用，但是，设备晚上充电可能存在长时间过充问题，过充可能会造成设备使用寿命的缩短或损坏，严重的还可能导致火灾。而目前的市面上的插座产品的控制功能单一，用户对用电设备的操作仅仅局限于开关量控制，无法实现数据的传输，无法对用电设备的用电及功耗进行监测，也无法将用户的用电信息统一收集管理，而且，在对现有的插座产品进行开关操作时，容易产生火花，即瞬间大电流，很容易出现触点烧灼的现象，从而减小了插座产品及用电设备的使用寿命，同时，也存在安全隐患，对用户的生命财产安全造成威胁，而市面上还未出现解决此类问题的产品出现。

发明内容

为了有效解决上述问题，更好将用户的用电信息收集管理分析，并智能控制插座，本发明提供一种智能插座。

本发明的具体技术方案如下：一种智能插座，所述智能插座包括插座面板、插座内盒、及设置在插座内盒的中控组件，所述插座面板扣接在所述内盒的开口处；

所述中控组件包括连接市电的主电路板、在智能插座内进行核心控制的采集板、及应用电力载波通讯的通讯板；

所述主电路板与所述插座面板平行设置，所述采集板设置在主电路板一端部面向插座面板的一侧，所述通讯板设置在主电路板另一端反向插座面板的一侧。

进一步地，所述插座面板朝向所述主电路板一侧面上设置所述一凹槽，所述凹槽位于所述插座面板两孔插口处的上方，所述插座面板通过所述凹槽卡接所述采集板；

所述采集板包括MCU控制计量单元。

进一步地，所述通讯板垂直固定设置在所述主电路板朝向所述插座内盒的一侧面上，所述通讯板位于所述主电路板底部侧边上，并与所述采集板相互平行。

所述通讯板包括电力线载波通信单元。

进一步地，所述主电路板包括电子板体、载波信号耦合单元、保险单元、阻波单元、保护滤波单元、过零开关控制单元、电源单元、及AC转DC单元；

所述电源单元设置在所述电子板体中心处，所述电子板体以所述电源单元为中心，在所述电子板体上，所述电源单元的左上位置处，设置载波信号耦合单元，所述电源单元的右上位置处，设置保险单元，所述电源单元的左下位置处，设置AC转DC单元，所述电源单元的右下位置处，设置过零开关控制单元。

进一步地，所述过零开关控制单元包括继电器、可控硅电子开关，所述继电器与所述可控硅电子开关关联使用；

所述继电器设置在所述电子板体一侧面，所述可控硅电子开关设置在相对应所述继电器位置的另一侧面处。

进一步地，所述阻波单元包括压敏电阻，所述压敏电阻设置在所述电子板体上。

进一步地，所述电子板体两侧边对应向中心位置处凹陷，形成凹台结构。

进一步地，所述载波信号耦合单元包括耦合AC转DC单元、耦合电感等耦合电路元器件，所述电子板体上设置所述耦合AC转DC单元、耦合电感。

进一步地，所述MCU控制计量单元采用了集成Cortex-M0 32位微控制器和电能计量单元的单片机。

进一步地，所述插座面板与86盒的开口面平行设置，所述插座内盒设置在86盒内；

所述插座内盒开设有通孔，所述通孔与86盒通孔位置相互对应。

本发明的有益之处：应用所述智能插座，通过负载漏电保护，实现对用电设备的电流检测和保护，通过中控组件，进而测量负载的电压、电流、有功功率等电流相关数据，实时收集电能计量数据，同时检测采集、记录和检测电流数据，从而可远程控制插座开关电，更加安全可靠。

附图说明

图1为发明一实施例的整体结构示意图；

图2为本发明所述主电路板的结构示意图；

图3为本发明所述主电路板的位置关系图；

图4为本发明所示主电路板的电路信号走向图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

如图1所示，为发明一实施例的整体结构示意图，该实施例提供了一种智能插座，所述智能插座包括插座面板1、中控组件、插座内盒5、及86盒，所述86盒内嵌套安装所述插座内盒5，所述插座内盒5里面固定安装所述中控组件，所述插座面板1与所述插座内盒5通过螺栓连接，所述插座面板1封装在所述86盒上，形成一完整系统的电源插座；

所述中控组件包括数据采集板2、通讯板4、主电路板3，所述采集板2，用于收集整体电路的电流信号、通信信号、电能计量信号、及开关信号，配合所述智能插座各部分正常工作，具体为所述采集板2为MCU控制计量单元，所述MCU控制计量单元采用了集成Cortex-M032位微控制器和电能计量单元的单片机，从而降低了成本并简化系统外围设计；

所述采集板2设置在相反于所述插座面板1的插口侧面的另一侧面，优选为，所述采集板2设置在所述插座面板1的两孔插口的位置处的反面上，所述插座面板1相反于插口的一侧面上设置横向凹槽，其具体为，所述插座面板1相对应的两孔的背面上方处设置横向凹槽，所述凹槽形状与所述采集板2相匹配，具体为所述凹槽与所述M CU控制计量单元之间可通过插入进行卡接固定，符合国家插座类执行标准：GB2099.1/IEC884-1的通用标准；

所述采集板2通过分压电阻采集火线和零线间电压，通过锰铜电阻采集回路电流，具体包括有功率、无功率和功率因素，实现电能计量和电压、电流采集，通过电流互感器采集火线和零线的电流矢量和，实现负载漏电流检测。

如图2所示，所述主电路板3包括电子板体、载波信号耦合单元301、保险单元302、阻波单元303、保护滤波单元304、电参数采样单元305、过零开关控制单元306、电源单元307、及AC转DC单元308；

上述的电气元器件全部集成设置在所述电子板体上，具体位置关系参考图3所示的所述主电路板3的位置关系图，所述电源单元307设置在所述电子板体中心处，所述电子板体以所述电源单元307为中心，在所述电子板体上，所述电源单元307的左上位置处，设置载波信号耦合单元301，所述电源单元307的右上位置处，设置保险单元302，所述电源单元307的左下位置处，设置AC转DC单元308，所述电源单元307的右下位置处，设置过零开关控制单元306，所述电参数采样单元305具体为将电路中的信号采集反馈至MCU控制计量单元；

如图4所示，为所示主电路板3中电路信号走向图，上述电路元器件中的电路信号经过图示中实现箭头的走向，市电A将电流通过电路输送至所述智能插座中，经过所述中控组件的处理，将电流输出至插座B，提供给用电设备用电；

所述通讯板4垂直设置在所述电子板体一侧面的边线上，所述电路元器件也设置在该侧面上；

优选的，所述电子板体与所述插座内盒5机构相互适应，可固定在所述插座内盒5中，具体为，所述电子板体两侧边向内凹陷出凹台，与所述插座内盒5形状结构相互配合。

上述电路元器件在所述电子板体上通过电路逻辑连接。

所述载波信号耦合单元301包括耦合AC转DC单元308、耦合电感等耦合电路元器件，用于所述主电路板3中的信号传递；

所述保险单元302，用于保护所述电子板体中的电路元器件的安全，预防电路中过载、短路等常见电路问题。

所述阻波单元303包括压敏电阻，用在所述电子板体中，防护因为电力供应系统的瞬时电压突变所可能对电路的伤害。当高压来到时，压敏电阻的电阻降低而将电流予以分流，防止受到过大的瞬时电压破坏或干扰。因而保护了敏感的电子组件。

所述保护滤波单元304，具体为，用于阻止电力线上的雷击、浪涌等干扰进行插座内部；为所述通讯板4的高频电力线载波信号提供耦合通道并将高压信号和低压信号隔离，发送时将高频载波信号从所述通讯板4传输到电力线上，接收时将高频载波信号从电力线上传送到所述通讯板4；

所述过零开关控制单元306，具体为，通过将继电器的机械触电和可控硅的电子开关关联使用，可控硅设置在所述零压零流对应所述电子板体的另一侧面上，开关导通时先在电压过零点打开可控硅开关再打开机械触电开关，开关断开时先断开机械触点再在电压过零点断开可控硅开关，消除开关的负载浪涌冲击，消除机械触点动作时的电弧，消除可控硅导通时通态电压带来的电能损耗和发热问题；

所述电源单元307包括电源电容，用于提供所述电子板体的的电源作用；

所述AC转DC单元308，用于电路中交流电转换为所述电子板体可适应的直流电。

在其他实施例中，上述电路元器件布置安装在所述电子板体上的位置关系，可根据结构紧凑，空间利用率最大的方式进行合理调节，在此不做具体限定；

所述通讯板4包括电力线载波通信单元，即为PLC模块，所述PLC模块作用是将接收到的载波信号解调出数据信号，实时采集负载火线和零线电流，对负载的电压、电流、有功功率、无功功率等参数进行测量，具体包括电压信号、电流信号，并将数据信号反馈给服务器，控制零压零开关动作，实现负载用电的控制。

所述主电路板3平行与所述插座内盒5开口面，设置在所述插座内盒5中，所述通讯板4设置在所述插座内盒5与所述主电路板3之间，所述采集板2设置在所述主电路板3与所述插座面板1之间，具体为所述采集板2插入所述插座面板1朝向所述插座内盒5一面的凹槽中，实现所述插座面板1、采集板2、主电路板3、通讯板4、插座内盒5、及86盒的依次组合，形成一完整的智能插座系统。

所述智能插座通过采集、记录和分析负载的电流数据，监测负载的停机、待机、工作状态和故障状态，采集电流、电压、电功率等数据，从而控制用电器开关，实现负载用电的控制、及对负载的漏电检测和保护。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能插座，其特征在于，所述智能插座包括插座面板、插座内盒、及设置在插座内盒的中控组件，所述插座面板扣接在所述内盒的开口处；

所述中控组件包括连接市电的主电路板、在智能插座内进行核心控制的采集板、及应用电力载波通讯的通讯板；

所述主电路板与所述插座面板平行设置，所述采集板设置在主电路板一端部面向插座面板的一侧，所述通讯板设置在主电路板另一端反向插座面板的一侧。

2.如权利要求1所述一种智能插座，其特征在于，所述插座面板朝向所述主电路板一侧面上设置所述一凹槽，所述凹槽位于所述插座面板两孔插口处的上方，所述插座面板通过所述凹槽卡接所述采集板；

所述采集板包括MCU控制计量单元。

3.如权利要求1所述一种智能插座，其特征在于，所述通讯板垂直固定设置在所述主电路板朝向所述插座内盒的一侧面上，所述通讯板位于所述主电路板底部侧边上，并与所述采集板相互平行。

所述通讯板包括电力线载波通信单元。

4.如权利要求1所述一种智能插座，其特征在于，所述主电路板包括电子板体、载波信号耦合单元、保险单元、阻波单元、保护滤波单元、过零开关控制单元、电源单元、及AC转DC单元；

所述电源单元设置在所述电子板体中心处，所述电子板体以所述电源单元为中心，在所述电子板体上，所述电源单元的左上位置处，设置载波信号耦合单元，所述电源单元的右上位置处，设置保险单元，所述电源单元的左下位置处，设置AC转DC单元，所述电源单元的右下位置处，设置过零开关控制单元。

5.如权利要求4所述一种智能插座，其特征在于，所述过零开关控制单元包括继电器、可控硅电子开关，所述继电器与所述可控硅电子开关关联使用；

所述继电器设置在所述电子板体一侧面，所述可控硅电子开关设置在相对应所述继电器位置的另一侧面处。

6.如权利要求4所述一种智能插座，其特征在于，所述阻波单元包括压敏电阻，所述压敏电阻设置在所述电子板体上。

7.如权利要求4所述一种智能插座，其特征在于，所述电子板体两侧边对应向中心位置处凹陷，形成凹台结构。

8.如权利要求4所述一种智能插座，其特征在于，所述载波信号耦合单元包括耦合AC转DC单元、耦合电感等耦合电路元器件，所述电子板体上设置所述耦合AC转DC单元、耦合电感。

9.如权利要求2所述一种智能插座，其特征在于，所述MCU控制计量单元采用了集成Cortex-M0 32位微控制器和电能计量单元的单片机。

10.如权利要求1所述一种智能插座，其特征在于，所述插座面板与86盒的开口面平行设置，所述插座内盒设置在86盒内；

所述插座内盒开设有通孔，所述通孔与86盒通孔位置相互对应。