CN112615213A - 一种智能插座 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能插座，包括插座本体及设于插座本体内的电路模块，电路模块包括：供电模块、主控模块和采集模块；采集模块，用于采集智能插座所处的环境信息，环境信息包括以下一种或多种：智能插座所处的温度信息、智能插座所处的湿度信息和智能插座所处的烟雾信息；主控模块，用于根据环境信息输出控制信号，控制信号用于指示接通或断开电源；供电模块，用于根据控制信号向主控模块供电或断电。本发明实施例公开的智能插座，可以根据环境的具体状态适时断开，确保使用的安全性，以及供电多样性。

Description

一种智能插座

技术领域

本发明涉及但不仅限于电子技术，尤指一种智能插座。

背景技术

日常工作及学习中，大多时电器设备都需要将其插入插座中进行使用。目前的插座功能有限，一是当环境具有不安全因素时，无法实现自动断开，使用的安全性有待提高。二是目前的插座多与市电连接，利用市电进行供电，然而由于插座受市电直接控制，如停电则无法使用，用户体验较差。

发明内容

本申请实施例提供了一种智能插座，包括插座本体及设于插座本体内的电路模块，所述电路模块包括：供电模块、主控模块和采集模块；

所述采集模块，用于采集智能插座所处的环境信息，所述环境信息包括以下一种或多种：智能插座所处的温度信息、智能插座所处的湿度信息和智能插座所处的烟雾信息；

所述主控模块，用于根据所述环境信息输出控制信号，所述控制信号用于指示接通或断开电源；

所述供电模块，用于根据所述控制信号向所述主控模块供电或断电。

本申请至少一个实施例提供的智能插座，与现有技术相比，具有以下效果：通过智能插座内部设置供电模块和主控模块，主控模块可根据智能插座所处的环境信息断开供电模块或断开连接的市电，以使智能插座在存在安全隐患的环境中使用时，可以根据环境的具体状态适时断开，确保使用的安全性。另外，智能插座的供电渠道不唯一，既可以市电供电，也可以在无市电的时候(比如停电时)采用自带的供电模块进行供电，可解决现有方案中智能插座多与市电连接，受市电直接控制，如停电则无法使用的问题，提高用户体验。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本发明一示例实施例提供的智能插座中电路模块的结构框图；

图2为本发明一示例实施例提供的智能插座中电路模块的结构框图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

本发明实施例提供一种智能插座，智能插座可以包括：插座本体及设于插座本体内的电路模块。图1为本发明一示例实施例提供的智能插座中电路模块的结构框图，如图1所示，电路模块可以包括：供电模块11、主控模块12和采集模块13。

本实施例中，通过在智能插座中设置供电模块，可使智能插座的供电渠道不唯一，既可以市电供电，也可以在无市电的时候(比如停电时)采用自带的供电模块进行供电，可解决现有方案中智能插座多与市电连接，受市电直接控制，如停电则无法使用的问题，提高用户体验。

采集模块，用于采集智能插座所处的环境信息，环境信息包括以下一种或多种：智能插座所处的温度信息、智能插座所处的湿度信息和智能插座所处的烟雾信息。主控模块，用于根据环境信息输出控制信号，控制信号用于指示接通或断开电源。供电模块，用于根据控制信号向主控模块供电或断电。

在实际应用中，插座在存在安全隐患的环境中使用时，无法根据环境状态适时断开，使用的安全性有待提高。

本实施例中，通过设置采集模块，可通过采集模块获取智能插座所处的环境信息，比如智能插座所处的温度信息、智能插座所处的湿度信息和智能插座所处的烟雾信息中的至少一个。通过主控模块与采集模块连接，比如主控模块的采集端口连接至采集模块的输出端，以获取采集模块采集的智能插座所处的环境信息，并根据智能插座所处的环境信息断开供电模块或断开连接的市电，以使智能插座在存在安全隐患的环境中使用时，可以根据环境的具体状态适时断开，确保使用的安全性。

本实施例中，采集模块可以为传感器模块，用于采集智能插座所处环境的湿度、温度和烟雾等数据，并将上述数据传输给主控模块。主控模块分析上述数据并输出接通或断开供电模块和市电的控制信号或控制指令，以接通或断开供电模块和市电。

本实施例中，智能插座具有两种供电方式，一种是通过市电向主控模块供电，此种供电方式仅可以在接通市电情况下进行使用。另一种是通过智能插座内部的供电模块直接供电，此种供电方式可以在各种情况下进行使用。

其中，供电模块可以但不仅限于包括电池组件或可充电电池等，各类可反复充电的电源均可。

本发明实施例提供的智能插座，通过智能插座内部设置供电模块和主控模块，主控模块可根据智能插座所处的环境信息断开供电模块或断开连接的市电，以使智能插座在存在安全隐患的环境中使用时，可以根据环境的具体状态适时断开，确保使用的安全性。另外，智能插座的供电渠道不唯一，既可以市电供电，也可以在无市电的时候(比如停电时)采用自带的供电模块进行供电，可解决现有方案中智能插座多与市电连接，受市电直接控制，如停电则无法使用的问题，提高用户体验。

在本发明一示例实施例中，图2为本发明一示例实施例提供的智能插座中电路模块的结构框图，如图2所示，电路模块还可以包括继电器14，继电器的输入端和输出端分别与主控模块和供电模块连接。主控模块向继电器输出控制信号，以通过继电器控制供电模块的接通或断开。

本实施例中，可在主控模块的输入/输出(Input/Output，简称IO)端口与供电模块之间设置开关模块，通过开关模块的导通或断开实现供电模块和市电的导通或断开。

本实施例中，开关模块可以为继电器，通过主控模块的IO端口输出不同的控制信号，即可实现继电器的导通或断开，进而实现供电模块和市电的导通或断开。其中，控制信号可以包括第一电平(比如高电平)和第二电平(比如低电平)，主控模块的IO端口输出第一电平时，继电器的导通；主控模块的IO端口输出第二电平时，继电器的断开。

在一可替代实施例中，可用功率开关管或二极管替代继电器，其导通或断开的实现原理与继电器相同，本实施例不再赘述和限定。

在本发明一示例实施例中，插座本体上设有用于连接市电的通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)插孔。如图2所示，电路模块还可以包括：电源转换模块15，电源转换模块与供电模块并联，供电模块和电源转化模块其中一个向主控模块供电；电源转换模块，用于将市电转换为预设电压。

本实施例中，智能插座具有两种供电方式，一种是通过电源转换模块将市电(比如220V)转化为预设电压(比如DV5V)，以用于向主控模块和下述实施例所示的通信模块、计量检测模块、显示模块和存储模块供电，另一种是通过智能插座内部的供电模块直接供电。

本实施例中，采集模块可以采集智能插座所处环境的湿度、温度和烟雾等数据，并将上述数据传输给主控模块。主控模块分析上述数据并输出接通或断开供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器接通或断开供电模块和电源转换模块，以实现智能插座接通或断开供电模块和市电。

本实施例中，多个同电压模块可以并联使用，比如，供电模块和电源转换模块并联使用，以满足小空间大电流的需求。

在本发明一示例实施例中，采集模块可以包括以下一种或多种：温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。本实施例中，采集模块可以为温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器中的至少一个。

在一示例中，如图2所示，采集模块13可以包括：温度传感器131。温度传感器，用于采集智能插座所处的温度信息，并将温度信息发送给主控模块。

相应地，主控模块根据环境信息输出控制信号，可以包括：将温度信息与预设温度阈值进行比较，在温度信息大于预设温度阈值时，主控模块输出用于指示断开电源的控制信号。在温度信息小于或等于预设温度阈值时，主控模块输出用于指示接通电源的控制信号。

本实施例中，智能插座可以自适应所处环境的湿度情况，并根据所处温度信息作出应对措施，如温度采样值超过主控模块中预先存储的预设温度阈值，则主控模块输出断开供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器断开供电模块和电源转换模块。如温度采样值在主控模块中预先存储的预设温度阈值范围内，则主控模块输出接通供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器接通供电模块和电源转换模块。

在一示例中，如图2所示，采集模块13可以包括：湿度传感器132。湿度传感器，用于采集智能插座所处的湿度信息，并将湿度信息发送给主控模块。

相应地，主控模块根据环境信息输出控制信号，可以包括：将湿度信息与预设湿度阈值进行比较，在湿度信息大于预设湿度阈值时，主控模块输出用于指示断开电源的控制信号。

本实施例中，智能插座可以自适应所处环境的湿度情况，并根据所处湿度信息作出应对措施，如湿度采样值超过主控模块中预先存储的预设湿度阈值，则主控模块输出断开供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器断开供电模块和电源转换模块。如湿度采样值在主控模块中预先存储的预设湿度阈值范围内，则主控模块输出接通供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器接通供电模块和电源转换模块。

在一示例中，如图2所示，采集模块13可以包括：烟雾传感器133。烟雾传感器，用于采集智能插座所处的烟雾信息，并将烟雾信息发送给主控模块。

相应地，主控模块根据环境信息输出控制信号，可以包括：将烟雾信息与预设烟雾阈值进行比较，在烟雾信息大于预设烟雾阈值时，主控模块输出用于指示断开电源的控制信号。

本实施例中，智能插座可以自适应所处环境的烟雾情况，并根据所处烟雾信息作出应对措施，如烟雾采样值超过主控模块中预先存储的预设烟雾阈值，则主控模块输出断开供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器断开供电模块和电源转换模块。如烟雾采样值在主控模块中预先存储的预设烟雾阈值范围内，则主控模块输出接通供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器接通供电模块和电源转换模块。

在一示例中，智能插座可以自适应所处环境的湿度、温度及烟雾情况，并根据如上情况作出应对措施，如湿度、温度及烟雾任一个采样值超过主控模块中相应的预设值，则主控模块输出断开供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器断开供电模块和电源转换模块。如湿度、温度及烟雾任一个采样值在主控模块中相应的预设值范围内，则主控模块输出接通供电模块和电源转换模块的控制信号或控制指令，并将该控制信号或控制指令发送给继电器，继电器接通供电模块和电源转换模块。

在一实施例中，如图2所示，电路模块还可以包括存储模块19，存储模块可以为EEPROM。本实施例中，上述实施例所示的预设温度阈值、预设湿度阈值和预设烟雾阈值等预设值可预先存储在存储模块中。主控模块与存储模块连接，主控模块可实时调用存储模块，以获取存储模块中存储的预设温度阈值、预设湿度阈值和预设烟雾阈值等信息。

在本发明一示例实施例中，智能插座可以为具有电量计量的插座。如图2所示，电路模块还可以包括：计量检测模块16和通信模块17。计量检测模块，用于检测流经智能插座的电量信息，电量信号包括以下一种或多种：电压参数、电流参数、有功功率、视在功率、功率因数、频率和电能参数；主控模块，还用于获取电量信息并发送给通信模块；通信模块，用于与智能插座连接的终端进行通信，以将电量信息发送给终端。

在实际应用中，在日常生活及工业生产中，电费占了不小的比例，由于每个独立住所都只有一个点表，只能知道所用整个独立住所所用电量的总数，但并不能知道每个插座上设备具体的用电量和用电情况。

本实施例中，可在智能插座上设置计量检测模块，通过计量检测模块检测流经智能插座的电量信息，从而可确定智能插座上设备的用电量和用电情况，提高用户体验。

本实施例中，智能插座可以与终端通信连接，可通过通信模块将获取的流经智能插座的电量信息实时上报给终端，可使用户及时获取所用电量，且可避免用户要看所用电量需到插座所在地方，提高用户体验。其中，终端可以包括：电脑、智能手机、可穿戴设备和云平台等。

在一示例中，计量检测模块上可以设有串口，主控模块通过计量检测模块上的串口读取电量信息。

本实施例中，主控模块可通过计量检测模块上的串口读取电压参数、电流参数、有功功率、视在功率、功率因数、频率和电能参数等电量信息，并将这些实时信息通过通信模块实时上报给终端。

在一示例中，主控模块可通过计量检测模块上的串口读取电压参数、电流参数、有功功率、视在功率、功率因数、频率和电能参数等电量信息，并将这些实时信息通过显示模块进行显示、通过存储模块进行存储、通过通信模块实时上报给智能终端。

在一示例中，如图2所示，电路模块还可以包括：显示模块18，主控模块可通过计量检测模块上的串口读取电压参数、电流参数、有功功率、视在功率、功率因数、频率和电能参数等电量信息，并将这些实时信息通过显示模块进行显示。

在本发明一示例实施例中，如图2所示，通信模块17包括以下两个或多个：WiFi通信模块171、LoRa通信模块172、LTE通信模块173和蓝牙通信模块174；主控模块，还用于检测智能插座所处环境的网络状态，根据网络状态进行两个或多个通信模块的切换，以选择网络状态最佳的通信模块与终端通信。

本实施例中，为了保证网络信号的畅通，确保通信质量良好，通信模块可以包括至少两种类型的通信模块，主控模块能自动检测所处环境的网络状态，根据网络连接质量切换WiFi通信模块、LoRa通信模块、蓝牙通信模块及LTE通信模块与智能终端的通信。

本实施例中，WiFi通信模块、LoRa通信模块、蓝牙通信模块及LTE通信模块的结构和实现原理与现有技术相同，本实施例在此不进行限定和赘述。

在一示例中，WiFi通信模块可以采用ESP8266系列模组，基于ESP8266的超低功耗的UART-WiFi模块的模组，可以方便地进行二次开发，接入云端服务，实现手机3/4G全球随时随地的控制，加速产品原型设计。ESP8266是高性能无线SOC，以最低成本提供最大实用性，为WiFi功能嵌入其他系统提供无限可能。

核心处理器ESP8266在较小尺寸封装中集成了Tensilica L106超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS，集成Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA，板载天线。支持标准的IEEE802.11b/g/n协议，内置完整的TCP/IP协议栈。用户可以使用UART-WiFi模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。

本发明实施例提供的智能插座，通信方式多样，可以根据环境的网络自适应进行调整，通信质量良好。

在本发明一示例实施例中，计量检测模块可以包括：电压采样单元、电流采样单元和计量单元，计量单元分别与电压采样单元及电流采样单元连接；计量单元，用于对测得的电压和电流进行放大和滤波，并计算电量信息。

本实施例中，计量检测模块可以包括电压采样单元、电流采样单元、计量单元，计量单元与电压采样单元及电流采样单元分别连接，用于对测得的电压和电流进行放大和滤波，并计算电压参数、电流参数、有功功率、视在功率、功率因数、频率和电能参数。

本实施例中，计量检测模块的结构及计算电压参数、电流参数、有功功率、视在功率、功率因数、频率和电能参数可采用现有技术，本实施例在此不进行限定和赘述。

在一示例中，计量检测模块可采用功率计量芯片HLW8032，以测量有功功率、电压和电流等。功率计量芯片HLW8032是一款高精度的电能计量集成电路(IntegratedCircuit，简称IC)，其采用CMOS制造工艺，主要用于单相应用。功率计量芯片HLW8032能够测量线电压和电流，并能计算有功功率，视在功率和功率因数。功率计量芯片HLW8032器件内部集成了两个∑-Δ型ADC和一个高精度的电能计量内核。HLW8032可以通过串口UART口进行数据通讯。HLW8032可采用5V供电，内置3.579M晶振，8PIN的SOP封装。HLW8032具有精度高、功耗小、可靠性高、适用环境能力强等优点，适用于单相两线制电力用户的电能计量。

在本发明一示例实施例中，插座本体上设有用于控制供电模块接通或断开的开关按钮。

本实施例中，为了能够手动的控制插座上电源的接通、断开状态，插座本体上设有控制供电模块接通、断开的开关按钮，通过用户手动旋转该开关按钮可控制供电模块的接通、断开。

本实施例中，开关按钮也可以控制电源转换模块的接通、断开，通过用户手动旋转该开关按钮，可控制供电模块和电源转换模块的接通、断开，可实现手动的控制插座上电源的接通、断开状态。

本发明实施例提供的智能插座可适用于智能家电产品、计量插座、智能WiFi插座、电动车充电桩、电源分配单元(Power Distribution Unit，简称PDU)设备、LED照明和路灯控制等。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种智能插座，包括插座本体及设于插座本体内的电路模块，其特征在于，所述电路模块包括：供电模块、主控模块和采集模块；

所述采集模块，用于采集智能插座所处的环境信息，所述环境信息包括以下一种或多种：智能插座所处的温度信息、智能插座所处的湿度信息和智能插座所处的烟雾信息；

所述主控模块，用于根据所述环境信息输出控制信号，所述控制信号用于指示接通或断开电源；

所述供电模块，用于根据所述控制信号向所述主控模块供电或断电。

2.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于，所述电路模块还包括继电器，所述继电器的输入端和输出端分别与所述主控模块和所述供电模块连接；

所述主控模块向所述继电器输出所述控制信号，以通过所述继电器控制所述供电模块的接通或断开。

3.根据权利要求1或2所述的智能插座，其特征在于，所述采集模块包括以下一种或多种：温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器；

所述温度传感器，用于采集智能插座所处的温度信息，并将所述温度信息发送给所述主控模块；

所述湿度传感器，用于采集智能插座所处的湿度信息，并将所述湿度信息发送给所述主控模块；

所述烟雾传感器，用于采集智能插座所处的烟雾信息，并将所述烟雾信息发送给所述主控模块。

4.根据权利要求3所述的智能插座，其特征在于，主控模块根据所述环境信息输出控制信号，包括以下一种或多种：

将所述温度信息与预设温度阈值进行比较，在所述温度信息大于预设温度阈值时，主控模块输出用于指示断开电源的控制信号；

将所述湿度信息与预设湿度阈值进行比较，在所述湿度信息大于预设湿度阈值时，主控模块输出用于指示断开电源的控制信号；

将所述烟雾信息与预设烟雾阈值进行比较，在所述烟雾信息大于预设烟雾阈值时，主控模块输出用于指示断开电源的控制信号。

5.根据权利要求1或2所述的智能插座，其特征在于，插座本体上设有用于连接市电的通用串行总线USB插孔，所述电路模块还包括：电源转换模块，所述电源转换模块与所述供电模块并联，所述供电模块和所述电源转化模块其中一个向所述主控模块供电；

所述电源转换模块，用于将市电转换为预设电压。

6.根据权利要求1或2所述的智能插座，其特征在于，所述电路模块还包括计量检测模块和通信模块；

所述计量检测模块，用于检测流经所述智能插座的电量信息，所述电量信号包括以下一种或多种：电压参数、电流参数、有功功率、视在功率、功率因数、频率和电能参数；

所述主控模块，还用于获取所述电量信息并发送给所述通信模块；

所述通信模块，用于与所述智能插座连接的终端进行通信，以将所述电量信息发送给所述终端。

7.根据权利要求6所述的智能插座，其特征在于，所述通信模块包括以下两个或多个：WiFi通信模块、LoRa通信模块、LTE通信模块和蓝牙通信模块；

所述主控模块，还用于检测所述智能插座所处环境的网络状态，根据所述网络状态进行两个或多个通信模块的切换，以选择网络状态最佳的通信模块与所述终端通信。

8.根据权利要求6所述的智能插座，其特征在于，所述计量检测模块上设有串口，所述主控模块通过所述计量检测模块上的串口读取所述电量信息。

9.根据权利要求6所述的智能插座，其特征在于，所述计量检测模块包括：电压采样单元、电流采样单元和计量单元，所述计量单元分别与所述电压采样单元及所述电流采样单元连接；

所述计量单元，用于对测得的电压和电流进行放大和滤波，并计算所述电量信息。

10.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于，所述插座本体上设有用于控制所述供电模块接通或断开的开关按钮。

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