CN108365481A - 一种多功能智能插线板及其控制方法 - Google Patents

一种多功能智能插线板及其控制方法 Download PDF

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刘浩哲
赵琼
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Abstract

本发明提供一种多功能智能插线板及其控制方法：插线板包括插线板单元、主控电路、网络通信模块以及蓝牙模块，主控电路通过网络通信模块接收云端服务器发送的插座面板开关控制命令，或者，主控电路通过蓝牙模块接收用户通过监控终端发送的插座面板开关控制命令；主控电路根据插座面板开关控制命令控制对应插座面板的插座供电电路开闭。本发明采用多个插线板单元的集成设计，不仅可以提供多个插座接入位置，而且相邻插线板单元可相对滑移，有效的解决了集成多个插座的插线板在接入多个电器插头时在空间互相冲突的问题。本发明通过红外感应模块检测插线板的插头接入状态，有效降低安全隐患。

Description

一种多功能智能插线板及其控制方法
技术领域
本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种多功能智能插线板及其控制方法。
背景技术
随着现代科学技术迅猛发展及智能化设备不断普及，居民对生活水准的要求日益提高，使得智能家居领域得到空前的关注以及持续的发展。然而若采用全套智能化家具设备系统不仅费用高昂，而且技术更新换代快，产品容易过时，用户不易挑选到心仪的产品，对于已经入住的房屋来说，改造的成本会更大。作为一种融合科学技术、人文艺术、绿色环保等多领域的新兴产业，如何简单高效地实现对不同品牌任意新老程度的设备的智能控制成为了摆在工程师和用户面前的难题。插线板是居家必备的基础设施，有效地拓展了用电器的数量，而且也不会破坏家庭整体装修风格，不需要过多的操作就可以使传统的家用电器智能化，达到智能家居的便利。
目前，市面上常见的插线板只能通过按钮来简单控制设备的供电开关，其功能单一，且用电器长时间待机通电会造成资源浪费，无法满足对资源的合理运用要求。也有少量智能插线板投入市场，可实现定时开关、远程控制等基础功能。例如，中国专利CN107390565A公开了“一种智能插座远程控制系统及方法”，其系统具有红外人体感应模块、电流和电压检测模块、温湿度传感模块、光敏传感模块、多显示模式指示灯、声音采集模块、通信模块(包括WIFI、蓝牙、无线通信网络)以及云端语音识别服务器和手机APP等，可以实现对于用电器的远程开关控制、大功率保护以及状态监测和反馈等多种功能。
但目前，智能插线板在结构和功能方面仍有不完善之处，在插线板集成结构设计、安全防护和智能控制方面也有改善空间。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可云端实时检测控制的多功能智能插线板及其控制方法。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种多功能智能插线板，该插线板包括插线板单元、电缆线路、主控电路、电源线、总开关、网络通信模块以及蓝牙模块，所述插线板单元为多个，每个插线板单元包括插座面板以及与该插座面板相连的罩壳，各个插线板单元可通过设置于相邻插线板单元各自罩壳上的弧形导轨面相对滑动，电缆线路穿过各个弧形导轨面并分别与各个插线板单元的插座面板相连(可传递插座供电电路控制信号)，网络通信模块、蓝牙模块和主控电路设置于任意一个插线板单元的罩壳内，主控电路分别与电缆线路、网络通信模块及蓝牙模块相连，总开关设置于任意一个插线板单元的插座面板上，电源线通过总开关与主控电路相连。
优选的，所述弧形导轨面为相邻插线板单元各自罩壳相对的侧面，所述侧面为弧形并相互贴合。
优选的，所述插座面板选自三相插孔面板、两相插孔面板或USB插口面板中的一种或多种，插座面板上设置有插孔或插口保护门。
优选的，所述插线板还包括红外感应模块，红外感应模块设置于插座面板上，数量至少为两个，各红外感应模块分别与主控电路相连。
优选的，所述插线板还包括设置于插线板单元的罩壳上的插座状态指示灯组、插座软开关复位按钮以及设置于插线板单元的罩壳内的插座功率检测模块和指示及复位控制模块，所述复位按钮与指示灯组集成为一体，并均与指示及复位控制模块相连，插座功率检测模块与主控电路相连，指示及复位控制模块分别与主控电路、插座面板相连。
优选的，所述插线板还包括设置于插线板单元的插座面板上的LED照明灯和导光灯罩以及设置于插线板单元的罩壳内的声控电路，所述声控电路与主控电路相连，LED照明灯与声控电路相连。
优选的，所述插线板还包括设置于插线板单元的罩壳内的温湿度传感模块，所述温湿度传感模块与主控电路相连。
优选的，所述插线板还包括设置于插线板单元的插座面板上的显示装置，显示装置包括显示屏和控制按钮，显示装置与主控电路相连。
上述多功能智能插线板的控制方法，包括以下步骤：
1)将所述插线板的电源线连接至电源，闭合总开关，使插线板的主控电路通电，主控电路通过网络通信模块与云端服务器建立通信；
2)主控电路在通电后对插座面板的接入状态进行检测；若未检测到插头接入，则使对应插座面板的插座供电电路保持断开状态，若检测到插头接入，则使对应插座面板的插座供电电路接通，同时启动对该插座面板的插座功率监测和工作环境温湿度监测；
3)主控电路接收云端服务器发送的插座面板开关控制命令，或者，主控电路通过蓝牙模块与监控终端建立通信，接收用户通过监控终端发送的插座面板开关控制命令；同时，主控电路定时或根据请求(例如建立蓝牙连接时，或者用户通过监控终端主动发出状态更新请求时)将所述插线板的实时状态信息发送至云端服务器或监控终端；所述状态信息包括插座供电电路通断状态、插座工作环境温湿度及插座功率负荷；
4)主控电路根据插座面板开关控制命令控制对应插座面板的插座供电电路开闭。
优选的，主控电路根据插座工作环境温湿度监测结果控制插线板单元的罩壳上设置的指示灯组，可显示表征对应插座面板的插座工作环境温度和湿度超过限值的指示状态；主控电路根据插座功率监测结果控制所述指示灯组，显示对应于不同功率负荷的指示状态。
优选的，所述云端服务器根据用户请求或用户预设的开关控制参数发出插座面板开关控制命令，开关控制参数包括插座定时开关时间、插座功率负荷限值(根据额定功率)、插座工作环境温度限值和湿度限值及接入状态下用电设备待机时间限值。
优选的，所述状态信息可通过设置于插座面板上的显示装置实时显示。
优选的，所述主控电路根据插座面板上设置的多个红外感应模块对插座面板的接入状态进行检测，若所述多个红外感应模块同时产生信号，主控电路接收到信号后确定插座面板接入插头，若所述多个红外感应模块未全部产生信号或未同时产生信号，主控电路接收到信号后确定插座面板未接入插头；所述多个红外感应模块分布在插座面板可被接入的插头所覆盖区域内的多个位置处(例如按照插孔位置或插口形状排列)。
优选的，所述插座面板在接入插头时，通过相邻插线板单元之间沿弧形导轨面相对滑动，直至相邻插线板单元的插座面板可同时接入插头。
优选的，所述主控电路根据外界环境光照强度或时间控制设置于插线板单元的插座面板上的声控LED照明灯启动，声控LED照明灯响应外界声音信号自动实现黑暗环境下的照明。
优选的，所述用户利用设置于插线板单元的罩壳上的复位按钮，控制对应插座供电电路从断开状态恢复至接通状态。
优选的，所述监控终端选自可提供交互界面、具有通信功能的设备，例如智能手机等。
本发明的有益效果体现在：
本发明采用多个插线板单元的集成设计，不仅可以提供多个插座接入位置，而且相邻插线板单元的交接处都为弧形，并可相对滑移，实现了多方向可旋转，更有效的解决了集成多个插座的插线板在接入多个电器插头时在空间互相冲突的问题。本发明通过蓝牙模块、网络通信模块，可以灵活组建远程及本地控制架构，借助基于云端服务器的远程控制架构，降低用户端的硬件和控制算法复杂度，用户可在线实时查看插线板工作情况，并针对每一插座下达指令，提高控制速度和实时性，形成操作更简易化、界面更直观化、体验更人性化、功能更多样化的平台，以此提升用户体验；借助基于蓝牙模块的本地控制架构，可满足用户对于低能耗、低成本的要求。
进一步的，本发明通过红外感应模块检测插线板的插头接入状态，有效避免了非法插入(如单脚插入导电，误触事件等)的情况，降低安全隐患。
附图说明
图1是插线板的立体结构示意图；
图2是插线板主面板示意图；
图3是插线板电路控制原理示意图；
图4是用户控制端页面示意图；
图5是插线板整体外观示意图(水平旋转)；
图6是插线板旋转后主面板示意图；
图7是插线板模块结构示意图；
图中：电源线1；总开关2；插座面板3；指示灯组4；显示装置5；USB插口6；LED照明灯7；控制按钮8；主控电路9；声控传感器10；导光灯罩11；wifi模块12；蓝牙模块13；功率检测模块14；温湿度传感模块15；红外感应模块16；指示及复位控制模块17；导线18；罩壳19。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做详细说明。
参见图1、图2及图7，本发明所述多功能智能插线板包括以下几个部分：接入市电的电源线1、总开关2、多个插座面板3、复位按钮及指示灯组4、显示装置5、USB插口6、LED照明灯7、导光灯罩11、显示装置控制按钮8以及内部控制部分。所述插线板的内部控制部分用于对电路工作状态实时监测和控制。内部控制部分包括主控电路9、声控电路(声控传感器10)、wifi模块12、蓝牙模块13、功率检测模块14、温湿度传感模块15、红外感应模块16及指示及复位控制模块17。所述主控电路9分别与电源线1、各个插座面板3的供电电路(包括三相插孔、两相插孔或USB插口6)、显示装置5、声控电路(声控传感器10)、wifi模块12、蓝牙模块13、功率检测模块14、温湿度传感模块15、红外感应模块16、指示及复位控制模块17通过导线18相连。内部控制部分以及导线位于由各插座面板和独立罩壳19构成的间隔空间(插线板单元)内，其中，复位按钮及指示灯组4、功率检测模块14、温湿度传感模块15、红外感应模块16及指示及复位控制模块17可根据需要为各插座面板3单独配置，总开关2(用于控制连接电源线1与主控电路的导线的通断)、LED照明灯7、主控电路9、声控电路(声控传感器10)、wifi模块12、蓝牙模块13则根据需要布置在某一个罩壳或插座面板处。
所述插线板各插座面板3及罩壳采用了一种多方向可旋转式结构，相邻插线板单元的交接处都为弧形，并通过万向轴承或球关节相连(万向轴承或球关节位于相邻插线板单元各自罩壳相对的一侧，采用内嵌方式安装，确保相邻插线板单元可紧密贴合，结构紧凑、可靠)，不影响上述导线贯穿各个插线板单元，使得整个插线板的每一节(插线板单元)都可以扭曲，最大可动角度为60度，例如，于水面内左、右可各旋转30度(图5及图6)，这就解决了传统插线板在接入多个电器插头时空间互相冲突的问题。
所述插座面板3可提供三相插孔、两相插孔及USB插口6。在插孔及插口处设置了保护门，用于防止未成年人误触等情况。复位按钮位于插线板(罩壳)侧面，用于智能断电后重新为对应插孔或插口进行供电。将复位按钮及指示灯组对应集成，通过指示及复位控制模块17与主控电路连接。USB插口不单独配置指示灯组及复位按钮。用户可在手机上的控制端针对待机时长、智能供断电进行详细设定或选择开启或关闭智能断电功能。指示灯组4可根据当前插线板工作状态调整指示颜色及明亮程度。当插座输出电压
(功率检测获得)在正常范围内时，指示灯组呈现绿色(可在用户控制端选择正常工作时熄灭)。当输出电压异常时，指示灯组渐变为黄色并闪烁。当电路存在危险隐患时，
指示灯组呈现明亮的红色，用户可在手机控制端设置不同情况下指示灯组响应的状态，
同时若插座未接入，对应指示灯组可切换至熄灭状态，降低系统功耗，可有效辨别接入状态。
所述显示装置5包括设于某一个或多个插座面板上的显示屏以及位于显示屏下方的确认键、退出键、锁屏开关等显示装置控制按钮8；显示装置可以显示日期、时间、温度等，还可显示插座用电情况，wifi、蓝牙连接状态以及电路工作状态(通断、温湿度)。
显示装置例如采用三色墨水屏，可降低耗能，实用性强。
所述导光灯罩11设置于LED照明灯7外，声控电路(声控传感器10)设置于某一个插线板单元内并与主控电路9连接，插线板利用声控传感器10感知周围声音，进而控制LED照明灯7点亮，在夜间为用户指示插座位置，通过声控功能提高黑暗环境下插接电源的效率。
相比较于wifi模块12，蓝牙模块13能耗更低、成本更低。该模块可与手机直接连接，以便于用户直接登录控制端。在设置蓝牙模块13的同时，通过wifi模块12，可与家中的wifi相连，实现云端远程控制插线板的功能。
所述功率检测模块14，可检测插座用电情况。配合主控电路，当检测到用电器长时间待机时(如夜间)，可实现对该插座智能断电。用户可在控制端查看每个插座工作情况、用电量，亦可单独设置开启或关闭，及开关时间时长等。
通过增加温湿度传感模块15，用户可在控制端查询当前温湿度变化。同时，指示灯组4会在温湿度超过限定值时闪烁和进行控制端提示，提示用户以防漏电发生，降低了安全隐患。
通过加设红外感应模块16，与主控电路9相结合，用于检测插线板插口的接入状态(基于多点红外感应，确定插座接入，红外感应即目前感应式水龙头、干手机的红外感应方式)，有效避免了非法插入(单脚插入导电，误触事件等)的情况，并在未接入电器时对插孔或插口及时断电，同时对应指示灯组切换至熄灭状态，降低系统功耗。通过有效辨别接入状态，降低安全隐患。
本发明采用云服务器来实现人机交互。用户登陆控制端(手机APP，登录页面见图4)进行简单的绑定即可在线实时查看插线板工作情况并针对每一插座下达指令。打造出操作更简易化、界面更直观化、体验更人性化、功能更多样化的平台，以此提升用户体验。
上述多功能智能插线板的使用方法如下(图3)：
第一步：将电源线1连接至电源，打开总开关2，插线板通电。
当插线板处于通电状态时，电源指示灯(与总开关集成)处于点亮状态。指示灯组4可根据当前插线板工作状态调整指示灯组颜色及明亮程度。
第二步：用户登录控制端实现相关功能和控制
(1)用户可使用wifi连接或移动网络登录控制端，用户登陆控制端进行简单的绑定即可在线实时在控制端界面看到每一插孔工作状态、温湿度及使用功率等数值，也可设定其通断电及通断电时间。且可以针对每一插座下达指令。用户也可使用蓝牙连接建立与插线板的本地通讯，完成上述数值的更新以及进行设定操作。
(2)用户开启插线板上的显示屏，可看到联网时间、日期(当使用wifi模块连接云客户端时，系统将网络中的数据包传输到插线板中，以此来显示准确的时间。同时，时间日期也可由用户自己设定)以及显示插座用电情况，wifi或蓝牙连接状态以及电路工作状态，以便于用户有更好的使用体验。
(3)用户可在登录控制端后，针对个别插座进行通断电及时长的具体控制。当通电后，主控电路9通过云服务器将数据发送给用户，用户决定要不要选择关闭电源。
(4)特别地，当用户在控制端开启智能断电功能，且插座收到云端发出的断电指令并实行断电后，用户可直接选择摁下复位按钮4，重新对当前插座供电。此情况下，控制端可实时更新数据。
(5)当显示装置的时间为18:00--7:00或6:00PM--7:00AM时，利用声控传感器10感知周围声音，进而控制LED照明灯亮起，在夜间为用户指示插孔或插口位置，提高黑暗环境下插接电源的效率。
本发明的特点和优点：
(1)提供三相、两相及USB多种插接口，有效解决了用户的不同需求；
(2)用户控制端操作难度低，界面布局合理，用户容易熟练掌握使用技巧；
(3)实时更新数据，快速响应；
(4)具有多种安全保护设计，有效防止安全隐患的发生；
(5)具有智能供断电功能，提高了家居智能水平；
(6)小巧轻便，不易破坏家庭设计风格，以最小的代价实现家居智能化；
(7)结构独特，解决了传统插线板空间不足的问题。

Claims (10)

1.一种多功能智能插线板，其特征在于：该插线板包括插线板单元、电缆线路、主控电路(9)、电源线(1)、总开关(2)、网络通信模块以及蓝牙模块(13)，所述插线板单元为多个，每个插线板单元包括插座面板(3)以及与该插座面板相连的罩壳(19)，各个插线板单元可通过设置于相邻插线板单元各自罩壳(19)上的弧形导轨面相对滑动，电缆线路穿过各个弧形导轨面并分别与各个插线板单元的插座面板(3)相连，网络通信模块、蓝牙模块(13)和主控电路(9)设置于任意一个插线板单元的罩壳(19)内，主控电路(9)分别与电缆线路、网络通信模块及蓝牙模块(13)相连，总开关(2)设置于任意一个插线板单元的插座面板(3)上，电源线(1)通过总开关(2)与主控电路(9)相连。
2.根据权利要求1所述一种多功能智能插线板，其特征在于：所述弧形导轨面为相邻插线板单元各自罩壳(19)相对的侧面，所述侧面为弧形并相互贴合。
3.根据权利要求1所述一种多功能智能插线板，其特征在于：所述插线板还包括红外感应模块(16)，红外感应模块(16)设置于插座面板(3)上，数量至少为两个，各红外感应模块(16)分别与主控电路(9)相连。
4.根据权利要求1所述一种多功能智能插线板，其特征在于：所述插线板还包括设置于插线板单元的罩壳(19)上的插座状态指示灯组(4)以及设置于插线板单元的罩壳(19)内的插座功率检测模块(14)和温湿度传感模块(15)，所述插座状态指示灯组(4)、插座功率检测模块(14)及温湿度传感模块(15)分别与主控电路(9)相连。
5.根据权利要求1所述一种多功能智能插线板，其特征在于：所述插线板还包括设置于插座面板(3)上的显示装置(5)、LED照明灯(7)以及设置于插线板单元的罩壳(19)内的声控电路，所述声控电路及显示装置(5)分别与主控电路(9)相连，LED照明灯(7)与声控电路相连。
6.一种如权利要求1所述的多功能智能插线板的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将所述插线板的电源线(1)连接至电源，闭合总开关(2)，使插线板的主控电路(9)通电，主控电路(9)通过网络通信模块与云端服务器建立通信；
2)主控电路(9)在通电后对插座面板的接入状态进行检测；若未检测到插头接入，则使对应插座面板的插座供电电路保持断开状态，若检测到插头接入，则使对应插座面板的插座供电电路接通，同时启动对该插座面板的插座功率监测和工作环境温湿度监测；
3)主控电路(9)接收云端服务器发送的插座面板开关控制命令，或者，主控电路通过蓝牙连接与监控终端建立通信，接收用户通过监控终端发送的插座面板开关控制命令；同时，主控电路(9)定时或根据请求，将所述插线板的实时状态信息发送至云端服务器或监控终端；所述状态信息包括插座供电电路通断状态、插座工作环境温湿度及插座功率负荷；
4)主控电路(9)根据插座面板开关控制命令控制对应插座面板的插座供电电路开闭。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述主控电路(9)根据插座工作环境温湿度监测结果控制插线板单元的罩壳(19)上设置的指示灯组(4)，显示表征对应插座面板的插座工作环境温度和湿度超过限值的指示状态；主控电路(9)根据插座功率监测结果控制所述指示灯组(4)，显示对应于不同功率负荷的指示状态；所述状态信息通过设置于插座面板(3)上的显示装置(5)实时显示；主控电路(9)根据外界环境光照强度或时间控制设置于插座面板(3)上的声控LED照明灯(7)启动，声控LED照明灯(7)响应外界声音信号自动实现照明。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述云端服务器根据用户请求或用户预设的开关控制参数发出插座面板开关控制命令，开关控制参数包括插座定时开关时间、插座功率负荷限值、插座工作环境温度限值和湿度限值及接入状态下用电设备待机时间限值。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述主控电路(9)根据插座面板(3)上设置的多个红外感应模块(15)对插座面板的接入状态进行检测，若所述多个红外感应模块(15)同时产生信号，主控电路(9)接收到信号后确定插座面板(3)接入插头，若所述多个红外感应模块(15)未全部产生信号或未同时产生信号，主控电路(9)接收到信号后确定插座面板(3)未接入插头；所述多个红外感应模块(15)分布在插座面板(3)上被接入的插头所覆盖区域内的多个位置。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述插座面板(3)在接入插头时，
通过相邻插线板单元之间沿弧形导轨面相对滑动，直至相邻插线板单元的插座面板(3)同时接入插头。
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