CN112234395A - 一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，包括智能插座本体，所述智能插座本体包括预警系统，所述预警系统包括微控制单元模块以及分别与微控制单元模块信号连接的电源转化模块、负载检测模块、预警处置模块和无线通信模块，所述微控制单元模块内部设置有负载特征数据库以及电气火灾规则数据库。本发明设计合理，使用时能自动识别电器类型和切变时间，进而可以快速精准地判断隐患并启动预警和启停动作，无需人工干预，安全性高，有利于市场化推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及物联网智能硬件技术领域，具体涉及一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座。
背景技术
随着物联网技术的普及和人民生活水平的提高，智能插座作为智能家居的一种设备逐步走进千家万户。智能插座通常提供如下几种功能，1.定时开关功能，以便节约用电；2、电量统计功能，获知家庭用电情况；3、无线联网功能，接入家庭网关接受远程控制。现有的智能插座可以让用户对家用电器设备智能控制，实现节省电力开支。实用专利201721870654.5《智能插座和智能插座系统》提出了在智能插座上采集和统计负载电器的电量，此功能适用室外收费的电动车智能插座系统，在家用场景下并不常用。总之，在智能插座的使用过程中存在如下局限性，1、结构设计不合理。用户首先需要把智能插座插在86式插座上，然后再把家用电器插在智能插座上才能使用。如果某个插头接触松动反而会引发火灾隐患。2、缺乏电器火灾隐患预警功能。目前住宅类火灾中大约36％源自于电气火灾，而当前市面上的智能插座较少对负载电器异常状况进行自动预警和断电功能。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种设计合理，具有电器切变识别功能、隐患特征分析功能以及电气火灾自动预警功能的无线智能插座。
本发明采用如下技术方案：
一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，包括智能插座本体，所述智能插座本体包括预警系统，所述预警系统包括微控制单元模块以及分别与微控制单元模块信号连接的电源转化模块、负载检测模块、预警处置模块和无线通信模块，所述微控制单元模块内部设置有负载特征数据库以及电气火灾规则数据库；
其中，所述微控制单元模块用于接收负载检测模块输送的数据，并将接收的数据与负荷特征数据库、电气火灾规则数据库内部存储的数据进行对比分析，然后将的分析结果转换为控制信号输送至预警处置模块和无线通信模块；
所述电源转化模块用于将交流电转化为直流电以供预警系统使用；
所述负载检测模块用于采集用电负载的暂态和稳态特征数据，同时滤去所得数据中混合的噪声、处理所采集数据中的缺失值并进行有功功率的标量计算，得到用电负载的标识特征数据，并将该标识特征数据输送至微控制单元模块；
所述预警处置模块用于接收微控制单元模块的控制信号，并进行与控制信号对应的预警处理；
所述无线通信模块用于接收微控制单元模块的控制信号，并将该控制信号通过网关控制器发送至用户的移动终端；同时接收用户由移动终端输入的控制信号，并将该控制信号输送至微控制单元模块进行处理。
作为本发明的一种优选技术方案，所述微控制单元模块包括微控制处理芯片，所述微控制处理芯片采用MSP430FR5736芯片。
作为本发明的一种优选技术方案，所述负载检测模块包括依次连接的负载检测芯片、输入调节器、4阶调制器和数字滤波器，所述数字滤波器与微控制单元模块连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述负载检测芯片采用CS5490芯片。
作为本发明的一种优选技术方案，所述预警处置模块包括处置芯片，所述处置芯片采用JQC芯片。
作为本发明的一种优选技术方案，所述智能插座本体还包括继电器模块、LED指示灯、语音识别模块、红外感应模块以及若干个控制按钮，所述LED指示灯与预警处置模块连接，所述红外感应模块与微控制单元模块连接，语音识别模块和若干个控制按钮分别与继电器模块连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述语音识别模块采用WEGASUN-M6模块。
本发明的有益效果是：
本发明结构设计合理，通过在微控制单元模块内设置负荷特征数据库以及电气火灾规则数据库，在使用时能够将接收到的负载检测模块检测的数据进行对比分析，从而能够自动识别用电负载的类型和用电切变时间，进而可以快速精准地判断隐患，并将控制信号输送至预警处置模块，最终通过预警处置模块进行对应的预警操作，无需人工干预；同时设置的无线通讯模块、语音识别模块和若干个控制按钮能够实现智能插座本体的多种控制手段，从而实现电器火灾隐患的多种预警和控制。
附图说明
图1为本发明预警系统模块连接结构示意图；
具体实施方式
现在结合附图对本发明进行进一步详细说明。
一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，包括智能插座本体，所述智能插座本体包括预警系统，如图1所示，所述预警系统包括微控制单元模块以及分别与微控制单元模块信号连接的电源转化模块、负载检测模块、预警处置模块和无线通信模块，所述微控制单元模块内部设置有负载特征数据库以及电气火灾规则数据库；
其中，所述微控制单元模块用于接收负载检测模块输送的数据，并将接收的数据与负荷特征数据库、电气火灾规则数据库内部存储的数据进行对比分析，然后将的分析结果转换为控制信号输送至预警处置模块和无线通信模块；
所述电源转化模块用于将交流电转化为直流电以供预警系统使用；
所述负载检测模块用于采集用电负载的暂态和稳态特征数据，同时滤去所得数据中混合的噪声、处理所采集数据中的缺失值并进行有功功率的标量计算，得到用电负载的标识特征数据，并将该标识特征数据输送至微控制单元模块；
所述预警处置模块用于接收微控制单元模块的控制信号，并进行与控制信号对应的预警处理；
所述无线通信模块用于接收微控制单元模块的控制信号，并将该控制信号通过网关控制器发送至用户的移动终端；同时接收用户由移动终端输入的控制信号，并将该控制信号输送至微控制单元模块进行处理。
进一步的，在本实施例中，所述微控制单元模块包括微控制处理芯片，所述微控制处理芯片采用MSP430FR5736芯片；此芯片是一种在RISC之下的16位混合信号处理器，具有支持多种低能耗模式等功能，有助于快速存储和运算。
进一步的，在本实施例中，所述负载检测模块包括依次连接的负载检测芯片、输入调节器、4阶调制器和数字滤波器，所述数字滤波器与微控制单元模块连接；其中，所述负载检测芯片采用CS5490芯片；所述CS5490芯片的特点在于精度较高，内部含有电流通道、电压通道可以实时完成对电量的检测；工作时，所述CS5490芯片的双通道会对负载的用电信息进行采集，之后将信息以信号的方式传输至输入调节器，有输入调节器对信号进行处理，处理完毕之后会将信号传输到4阶调制器，由4阶调制器对信号进行转换，使其形成单比特数据流；接着单比特数据流会传输到数字滤波器当中，通过数字滤波器的滤波功能对单比特数据流进行过滤，提高数据的精度；并最终由数字滤波器将处理后的单比特数据流信号输送至微控制器单元模块进行对比分析。
进一步的，在本实施例中，所述预警处置模块包括处置芯片，所述处置芯片采用JQC芯片；所述JQC芯片具有高触电切换、高灵敏度的优点，并且其介质耐压性能良好，能够满足智能插座的硬件需求；此外，所述JQC芯片属于继电器芯片，具有控制和被控制两种模式，使用时用于接收微控制单元模块的控制信号，在接近阈值时控制LED指示灯闪亮进行预警；在超出阈值至设定时间后控制断路器切断智能插座本体电路，从而达到保护家电和人员的财产安全，值得注意的是，本领域的技术人员所熟知的是，在现有的公知常识中，所述智能插座本体内部还设有用于接通和断开主电路的断路器，本发明安装时，所述预警处置模块与断路器连接；
进一步的，在本实施例中，所述智能插座本体还包括继电器模块、LED指示灯、语音识别模块、红外感应模块以及若干个控制按钮，所述LED指示灯与预警处置模块连接，所述红外感应模块与微控制单元模块连接，语音识别模块和若干个控制按钮分别与继电器模块连接；所述语音识别模块采用WEGASUN-M6模块，使用时，所述继电器模块与智能插座本体内部断路器连接，所述WEGASUN-M6模块用于进行人工语音识别，将识别到的词转换成对应的十六进制码通过串口发送至继电器模块，继电器模块内部单片机判断串口数据并进行IO操作控制断路器的通/断电，进而实现语音启停智能插座的操作。
最后应说明的是：这些实施方式仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。此外，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，包括智能插座本体，所述智能插座本体包括预警系统，所述预警系统包括微控制单元模块以及分别与微控制单元模块信号连接的电源转化模块、负载检测模块、预警处置模块和无线通信模块，所述微控制单元模块内部设置有负载特征数据库以及电气火灾规则数据库；
其中，所述微控制单元模块用于接收负载检测模块输送的数据，并将接收的数据与负荷特征数据库、电气火灾规则数据库内部存储的数据进行对比分析，然后将的分析结果转换为控制信号输送至预警处置模块和无线通信模块；
所述电源转化模块用于将交流电转化为直流电以供预警系统使用；
所述负载检测模块用于采集用电负载的暂态和稳态特征数据，同时滤去所得数据中混合的噪声、处理所采集数据中的缺失值并进行有功功率的标量计算，得到用电负载的标识特征数据，并将该标识特征数据输送至微控制单元模块；
所述预警处置模块用于接收微控制单元模块的控制信号，并进行与控制信号对应的预警处理；
所述无线通信模块用于接收微控制单元模块的控制信号，并将该控制信号通过网关控制器发送至用户的移动终端；同时接收用户由移动终端输入的控制信号，并将该控制信号输送至微控制单元模块进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，其特征在于：所述微控制单元模块包括微控制处理芯片，所述微控制处理芯片采用MSP430FR5736芯片。
3.根据权利要求1所述的一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，其特征在于：所述负载检测模块包括依次连接的负载检测芯片、输入调节器、4阶调制器和数字滤波器，所述数字滤波器与微控制单元模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，其特征在于：所述负载检测芯片采用CS5490芯片。
5.根据权利要求1所述的一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，其特征在于：所述预警处置模块包括处置芯片，所述处置芯片采用JQC芯片。
6.根据权利要求1所述的一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，其特征在于：所述智能插座本体还包括继电器模块、LED指示灯、语音识别模块、红外感应模块以及若干个控制按钮，所述LED指示灯与预警处置模块连接，所述红外感应模块与微控制单元模块连接，语音识别模块和若干个控制按钮分别与继电器模块连接。
7.根据权利要求6所述的一种具有电气火灾自动预警功能的无线智能插座，其特征在于：所述语音识别模块采用WEGASUN-M6模块。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113422432A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-09-21 | 浙江中辰城市应急服务管理有限公司 | 一种基于非入侵式负荷监测的电气火灾防控系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107564232A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-09 | 山东建筑大学 | 一种基于物联网的电气火灾预警系统与方法 |
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2020
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| CN107564232A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-09 | 山东建筑大学 | 一种基于物联网的电气火灾预警系统与方法 |
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