CN202259973U

CN202259973U - 一种智能无线插座连接装置

Info

Publication number: CN202259973U
Application number: CN2011203060913U
Authority: CN
Inventors: 朱剑; 赵海
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Northeastern University China
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-08-22

Abstract

一种智能无线插座连接装置，属于无线通信技术领域，包括天线、天线开关、无线收发器、单片机、时钟模块、LED显示模块、程序下载调试模块，此外，还包括匹配电路、继电器、变压器、稳压器和插座，本装置通过无线进行控制家用电器的供电，对每一智能无线插座连接装置的节点都分配了固定地址，可以有针对性地控制每一个智能无线插座连接装置，每一个新增的节点都可以自动加入无线网络中，所有节点通过握手和更新机制建立多个树形路由结构；使单片机和无线收发芯片工作在同一稳定电压下，直接取用的电压比较小，起到很好的节能作用；且使发射的无线信号功率尽可能的大。

Description

一种智能无线插座连接装置

技术领域

本实用新型属于无线通信技术领域，特别涉及一种智能无线插座连接装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，大功率家用电器越来越多，而人们的生活节奏也越来越快，出门时难免忘记拔掉用电器插头，从而造成一定的危险，所以对一种能够远程控制家用电器的插座接口器的需求逐渐增加。目前这类的远程控制家用电器插座接口的装置还处于起步阶段，存在耗电量大，信号的发射功率低等问题，无法解决人们的日常生活所需。

发明内容

针对现有装置存在的不足，本实用新型提出一种智能无线插座连接装置，以达到自动组建网络、自动发现、自动删除节点，无需配置路由，通信速度快，维护简单的目的。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种智能无线插座连接装置，包括天线、天线开关、无线收发器、单片机、时钟模块、LED显示模块、程序下载调试模块，此外，还包括匹配电路、继电器、变压器、稳压器和插座，其连接关系如下：天线的输入输出端连接天线开关的第一输入输出端，天线开关的第二输入输出端连接匹配电路的第一输入输出端，匹配电路的第二输入输出端连接天线收发器的第一输入输出端，天线收发器的第二输入输出端连接单片机的第一输入输出端，天线收发器的输入端连接稳压器的第一输出端，稳压器的第二输出端连接单片机的第二输入端，稳压器的第一输入端连接变压器的输出端，时钟模块的输出端连接单片机的第一输入端，单片机的第二输入输出端连接程序下载调试接口，单片机的第一输出端连接LED显示模块，单片机的第三输入输出端连接继电器的输入输出端，继电器的输出端连接插座的输入端，插座的输出端连接变压器的输入端，变压器的输出端连接稳压器的输入端；

所述的匹配电路包括电感和电容，所述电感包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感和第五电感，所述电容包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和第七电容，其连接关系如下：第一电感的一端连接电源和匹配电路的第一输出端，第一电感的另一端连接第一电容的一端、第二电容的一端和匹配电路的第二输出端，第一电容的另一端接地，第二电容的另一端连接第二电感的一端，第二电感的另一端连接第三电感的一端和第三电容的一端，第三电容的另一端接地，第三电感的另一端连接第四电容的一端和第四电感的一端，第四电容的另一端接地，第四电感的另一端连接第五电容的一端和匹配电路的第一输入端，第五电容的另一端接地；匹配电路的第二输入端连接第六电容的一端，第六电容的另一端连接第五电感的一端和匹配电路的第三输出端，第五电感的另一端连接第七电容的一端和匹配电路的第四输出端，第七电容的另一端接地；

所述的稳压器，将单片机和无线收发器的电压稳定在3.3V；

本发明优点：包括以下几方面：(1)本装置通过无线进行控制家用电器的供电，对每一智能无线插座连接装置的节点都分配了固定地址，可以有针对性地控制每一个智能无线插座连接装置，每一个新增的节点都可以自动加入无线网络中，所有节点通过握手和更新机制建立多个树形路由结构；(2)直接取用从电表中输出的5v供电，再通过AMS1117-3.3稳压到3.3v，使单片机和无线收发芯片工作在同一稳定电压下，直接取用的电压比较小，起到了很好的节能作用；(3)无线收发部分的匹配电路使用了微带线，减少了电容电感的使用量的同时，起到更好的阻抗匹配功能，使发射出去的无线信号功率尽可能的大。

附图说明

图1为智能无线插座连接装置结构框图；

图2为智能无线插座连接装置天线、天线开关、匹配电路及射频芯片连接的电路原理图；

图3为智能无线插座连接装置单片机电路原理图；

图4为智能无线插座连接装置继电器电路原理图；

图5为智能无线插座连接装置程序下载调试接口JTAG电路原理图；

图6为智能无线插座连接装置变压器与稳压器连接的电路原理图；

图中，1、天线；2、天线开关；3、匹配电路；4、无线收发器；5、单片机；6、时钟模块；7、LED显示模块；8、继电器；9、插座；10、程序下载调试模块；11、变压器；12、稳压器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实施例一种智能无线插座连接装置，如图1所示，包括天线1、天线开关2、无线收发器4、单片机5、时钟模块6、LED显示模块7、程序下载调试模块10，此外，还包括匹配电路3、继电器8、变压器11和稳压器12，其连接关系如下：天线1的输入输出端连接天线开关2的第一输入输出端，天线开关2的第二输入输出端连接匹配电路3的第一输入输出端，匹配电路3的第二输入输出端连接天线收发器4的第一输入输出端，天线收发器4的第二输入输出端连接单片机5的第一输入输出端，天线收发器4的输入端连接稳压器12的第一输出端，稳压器12的第二输出端连接单片机5的第二输入端，稳压器12的第一输入端连接变压器11的输出端，时钟模块6的输出端连接单片机5的第一输入端，单片机5的第二输入输出端连接程序下载调试接口10，单片机5的第一输出端连接LED显示模块，单片机5的第三输入输出端连接继电器8的输入输出端，继电器8的输出端连接插座9的输入端，插座9的输出端连接变压器11的输入端，变压器11的输出端连接稳压器12的输入端；

所述的匹配电路包括电感和电容，所述电感包括第一电感L1、第二电感L4、第三电感L3、第四电感L2和第五电感L5，所述电容由第一电容C11、第二电容C9、第三电容C14、第四电容C13、第五电容C12、第六电容C19和第七电容C20组成，其连接关系如下：第一电感L1的一端连接电源和匹配电路的第一输出端，第一电感L1的另一端连接第一电容C11的一端、第二电容C9的一端和匹配电路的第二输出端，第一电容C11的另一端接地，第二电容C9的另一端连接第二电感L4的一端，第二电感L4的另一端连接第三电感L3的一端和第三电容C14的一端，第三电容C14的另一端接地，第三电感L3的另一端连接第四电容C13的一端和第四电感L2的一端，第四电容C13的另一端接地，第四电感L2的另一端连接第五电容C12的一端和匹配电路的第一输入端，第五电容C12的另一端接地；匹配电路的第二输入端连接第六电容C20的一端，第六电容C19的另一端连接第五电感L5的一端和匹配电路的第三输出端，第五电感L5的另一端连接第七电容C20的一端和匹配电路的第四输出端，第七电容C20的另一端接地；

本实施例中天线采用433M棒状天线ANT，天线开关芯片型号为UPG2214，无线收发器型号为Si4432、单片机型号为ATmega32L-8AC、稳压器有第一稳压器和第二稳压器组成，第一稳压器的型号为LM7805CT、第二稳压器的型号为AMS1117，继电器型号为JDQ；

图2为天线、天线开关、匹配电路及射频芯片连接的电路原理图，天线ANT的输出端连接UPG2214端口INPUT脚，UPG2214端口3脚连接匹配电路的第一输入端，UPG2214端口1脚接地，UPG2214的端口1脚连接匹配电路的输入端，匹配电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端依次连接Si4432的VDD RF脚、TX脚、RX_P脚和RX_n脚，Si4432射频芯片的I/O端口GPIO1、GPIO2接UPG2214端口Vcont1、Vcont2脚；

图3为单片机电路原理图，ATmega32L-8AC单片机端口PB5、PB6脚连接Si4432射频芯片的数据口SDI、SDO脚；ATmega32L-8AC单片机端口PB7脚连接Si4432射频芯片的串行时钟输入引脚SCLK；ATmega32L-8AC单片机端口PB4脚连接Si4432射频芯片的串行接口输入引脚nSEL；ATmega32L-8AC单片机端口PD3脚连接Si4432射频芯片的中断状态输出引脚nIRQ；

图4为继电器JDQ电路原理图，继电器的2号脚连接NPN三极管Q1的集电极，三极管的基极通过电阻R5连接ATmega32L-8AC单片机的PB1脚；继电器JDQ的4号脚连接插座的插头MHDR1X3的3号脚；

图5为程序下载调试接口JTAG电路原理图，其与ATmega32L-8AC单片机的连接关系如下：JTAG的测试时钟输入脚TCK、测试模式选择脚TMS、测试数据输入脚TDI、测试数据输出脚TDO、复位脚RESET分别接AVR单片机端口PC2、PC3、PC5、PC4、RESET脚；

图6为变压器与稳压器连接的电路原理图，所述的变压器，它的主线圈的两个输入端分别连接插座的插头MHDR1X3的3号脚和2号脚；其中，第一稳压器LM7805CT的OUT脚连接第二稳压器的IN脚，稳压器与变压器的连接关系如下：变压器的次级线圈一端连接第一稳压器LM7805CT的IN脚，变压器的次级线圈的另一端连接第一稳压器LM7805CT的OUT脚；

所述的第二稳压器AMS1117的OUT端连接电源，再同时连接ATmega32L-8AC单片机的AVCC电源端和Si4432射频芯片的VCC电源端，本实施例的供电是通过市电220v交流电经变压器降低至12v直流，再通过LM7805将输出电压降压稳压至5V，作为驱动继电器的三极管集电极的电源，ATmega32L-8AC单片机需要使用普通I/O口模拟SPI对Si4432射频芯片的寄存器进行设置，Si4432射频芯片的工作电压上限是3.6V，所以ATmega32L-8AC单片机的供电应小于该上限，通过使用AMS1117-3.3将5V降低至3.3V，为ATmega32L-8AC单片机和Si4432射频芯片提供稳定供电。

本实施例通过ATmega32L-8AC单片机和Si4432射频芯片搭建硬件平台，做成体积微小的无线节点，进而对大量的无线节点进行组网，便于对每一个节点进行各种操作，将本装置连接到插座与插头之间，通过远端的无线节点向网络中发送控制信号，经转发到本装置上，本装置收到无线信号后，会触发单片机的中断，继而控制具有隔离强电与弱电作用的继电器，完成对家用电器供电的控制，强电和弱电通过继电器做到了很好的隔离，能够很好地保证使用者的安全问题。

Claims

1.一种智能无线插座连接装置，其特征在于：包括天线、天线开关、无线收发器、单片机、时钟模块、LED显示模块、程序下载调试模块，匹配电路、继电器、变压器、稳压器和插座，其连接关系如下：天线的输入输出端连接天线开关的第一输入输出端，天线开关的第二输入输出端连接匹配电路的第一输入输出端，匹配电路的第二输入输出端连接天线收发器的第一输入输出端，天线收发器的第二输入输出端连接单片机的第一输入输出端，天线收发器的输入端连接稳压器的第一输出端，稳压器的第二输出端连接单片机的第二输入端，稳压器的第一输入端连接变压器的输出端，时钟模块的输出端连接单片机的第一输入端，单片机的第二输入输出端连接程序下载调试接口，单片机的第一输出端连接LED显示模块，单片机的第三输入输出端连接继电器的输入输出端，继电器的输出端连接插座的输入端，插座的输出端连接变压器的输入端，变压器的输出端连接稳压器的输入端。

2.根据权利要求1所述的智能无线插座连接装置，其特征在于：所述的匹配电路包括电感和电容，所述电感包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感和第五电感，所述电容包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和第七电容，其连接关系如下：第一电感的一端连接电源和匹配电路的第一输出端，第一电感的另一端连接第一电容的一端、第二电容的一端和匹配电路的第二输出端，第一电容的另一端接地，第二电容的另一端连接第二电感的一端，第二电感的另一端连接第三电感的一端和第三电容的一端，第三电容的另一端接地，第三电感的另一端连接第四电容的一端和第四电感的一端，第四电容的另一端接地，第四电感的另一端连接第五电容的一端和匹配电路的第一输入端，第五电容的另一端接地；匹配电路的第二输入端连接第六电容的一端，第六电容的另一端连接第五电感的一端和匹配电路的第三输出端，第五电感的另一端连接第七电容的一端和匹配电路的第四输出端，第七电容的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的智能无线插座连接装置，其特征在于：所述的稳压器，将单片机和无线收发器的电压稳定在3.3V。