CN204215228U - 即插即用型智能家居插座控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种即插即用型智能家居插座控制模块，包括控制部分、通信部分、供电部分、继电器以及插头插孔，插头与供电部分相连，供电部分与控制部分、通信部分相连用以给整个插座模块提供电能，控制部分与通信部分相连用以与家庭中控设备通信，同时控制部分与继电器相连，用以控制继电器的断开或闭合，继电器与插孔相连，继电器的断开或闭合可以实现插孔的通断电用以控制与插孔链接的用电器的通断电。本实用新型使用时：首先由本模块中的通信部分接收家庭中控设备转发的来自于用户手机的操作指令，指令接收后控制部分再进行识别处理，最后控制部分根据操作指令的要求控制继电器的断开或闭合，或者通过通信部分上传插孔通断电状态到家庭中控设备，再转发到用户手机客户端。

Description

即插即用型智能家居插座控制模块

技术领域

本实用新型涉及一种智能家居控制领域，尤其是一种即插即用型智能家居插座控制模块。

背景技术

目前市面上所生产的插座控制模块基本上采用以下技术实现：

（1）电源部分普遍采用阻容降压整流滤波的方式获取工作电流，即利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。再利用稳压芯片稳定工作电压。

（2）插座控制模块多为遥控器控制。它具有数据通信部分，该部分一般采用315/433M赫兹通信频率的嵌入式无线接收模块，也有的采用无线红外接收头。若使用315/433M无线接收模块，其地址码由芯片引脚的硬件连接决定，由于只有地址码相同的无线模块之间才能传输数据，所以无线遥控器内只有嵌入相同地址码的无线发射模块，才能控制对应的插座。若使用无线红外接收头接收红外信号，则遥控器采用是与普通电视遥控器相同的红外遥控器。

（3）当遥控器进行插座控制时，遥控器广播式发送数据，各个插座控制模块同时接收数据，每个模块所控制的插座的通断电动作由接收到的数据内容决定，遥控器上不同按键对应不同数据。

现有插座控制模块技术的缺点如下:

（1）电源采用阻容降压不能用于大功率、动态负载、容型和感性负载等条件，因为不安全。且输出电压不够稳定。

（2）若通信采用315/433M赫兹无线模块，遥控器只能广播式发送数据，功耗大；修改插座控制模块地址码由于涉及到硬件，灵活性差。若采用红外进行通信，则遥控器需靠近插座，且红外发射头需对准插座。

（3）无论是用315/433M无线模块还是红外线通信，都无法组网，插座控制模块只有接受数据功能，不能与家庭中控主机进行交互式通信，无法记录所控插座的开关状态。

（4）插座多数情况下会用来给大功率用电器供电，需要提供很大的电流，插座控制模块没有特殊的技术处理时间久了很容易老化烧毁。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无需布线连线的即插即用型智能家居插座控制模块。

为实现上述技术效果，本实用新型公开了一种即插即用型智能家居插座控制模块，包括一控制部分、一通信部分、一供电部分、继电器以及插头、插孔，所述插头与所述供电部分相连，所述供电部分与所述控制部分、所述通信部分相连用以给整个所述插座控制模块提供电能，所述控制部分与所述通信部分相连用以与家庭中控设备通信，同时所述控制部分与所述继电器相连，用以控制所述继电器的断开或闭合，所述继电器与所述插孔相连，所述继电器的断开或闭合实现所述插孔的通断电用以控制与所述插孔连接的用电器的通断电。

本实用新型进一步的改进在于，所述通信部分与所述家庭中控设备采用ZIGBEE嵌入式无线通信模块，所述ZIGBEE嵌入式无线通信模块内嵌有微处理器以及连接所述微处理器的射频收发器。

本实用新型进一步的改进在于，所述控制部分采用ATMEG88单片机，内含512字节EEPROM。

本实用新型进一步的改进在于，所述插座控制模块包括所述插头和所述插孔两个接插部分。

本实用新型进一步的改进在于，所述插头与所述插座控制模块的所述供电部分相连，连接处布线加宽并开窗。

本实用新型进一步的改进在于，所述插孔与所述继电器相连，由所述继电器控制所述插孔的通断电。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

对于插座控制模块的供电部分，采用一种更加稳定，安全，兼容型强的电源电路，使其能够满足插座控制模块电路所需的5V、3.3V电源需求；

各个插座控制模块由家庭中控设备统一控制，家庭中控设备和各个插座控制模块均通过ZIGBEE协议进行无线交互式通信，用户可以使用手机等移动设备通过家庭中控设备不仅可以控制插座的通断电还可以实时查询插座的通断电状态；

插座控制模块的安装要做到即插即用，无需布线连线；

对插座控制模块的电路板进行技术性处理，使其可以承受大电流流过；

软件方面改进算法，使插座控制模块地址完全由软件设置，取消硬件地址。

附图说明

图1是本实用新型插座控制模块在智能家居系统中的构架示意图。

图2是本实用新型插座控制模块与家庭中控设备的结构框图。

图3是本实用新型插座控制模块的供电部分电路原理图。

图4是本实用新型插座控制模块的通信部分电路原理图。

图5是本实用新型插座控制模块的控制部分电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参阅图1和图2所示，本实用新型的各个即插即用型智能家居插座控制模块10由一家庭中控设备20统一控制，其中，结合图2所示，插座控制模块10主要包括一控制部分11、一通信部分12、一供电部分13、继电器14以及插头、插孔（图中未显示插头、插孔）。插头与供电部分13相连，供电部分13与控制部分11、通信部分12相连用以给整个插座控制模块10提供电能，控制部分11与通信部分12相连用以与家庭中控设备20通信，同时控制部分11与继电器14相连，用以控制继电器14的断开或闭合，继电器14与插孔相连，继电器14的断开或闭合可以实现插孔的通断电用以控制与插孔连接的用电器的通断电。家庭中控设备20内包括一控制部分21、一通信部分22、一供电部分23，供电部分23与控制部分21和通信部分22相连用以给整个家庭中控设备20提供电能。所述通信部分与所述家庭中控设备采用ZIGBEE嵌入式无线通信模块，控制部分21与通信部分22相连用以与插座控制模块10通信。插座控制模块10的通信部分12与家庭中控设备20的通信部分22均采用ZIGBEE嵌入式无线通信模块，ZIGBEE嵌入式无线通信模块内嵌有微处理器以及连接所述微处理器的射频收发器，使得各个插座控制模块10和家庭中控设备20之间通过ZIGBEE协议进行无线交互式通信，家庭中控设备20内还可以设置一无线通信端口，用户可以使用手机30等移动设备通过家庭中控设备20的该无线通信端口交互连接，不仅可以控制插座的通断电还可以实时查询插座的通断电状态。

本实用新型的即插即用型智能家居插座控制模块11的具体功能如下：

（1）供电部分13

配合图3所示，插座控制模块10的供电部分13采用变压器变压，芯片整流，电容滤波，芯片稳压的方法将交流电最终转换成5V、3.3V的直流电。该部分基本工作原理如下：来自火线零线的电流经变压整流后，再由C2和C3滤波，滤波后的电流进入U1、U2稳压，最后经过多个电容滤波稳定后的电压供电路使用。

（2）通信部分12

结合图4所示，通信部分12采用自主研发的ZIGBEE嵌入式无线通信模块，它是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，集成了符合ZIGBEE协议标准的射频收发器和微处理器，具有通信距离远、抗干扰能力强、组网灵活、性能可靠稳定等优点和特性，可实现点对点，一点对多点，多点对多点设备间的数据透明传输，可组成星型、树型等网络结构。家庭中控设备12与各个插座控制模块10内分别嵌入此ZIGBEE嵌入式无线通信模块后，可以进行交互式通信，家庭中控设备12能有效控制插座控制模块10的插座的通断电，以及主动查询插座当前通断电状态。通信部分12的14脚为配置选择引脚，连接控制部分11MCU的IO口，拉低时可进行模块参数配置；15脚为复位引脚，拉低后模块硬件复位；20和21引脚为通信引脚，连接控制部分11MCU的通信端口，将接收到的数据通过这两根线传输给控制部分11MCU进行处理；第10引脚为通信部分12睡眠唤醒引脚；待机状态下该通信部分12自动休眠以降低功耗，当第10引脚拉高时通信部分12被唤醒；其他引脚主要用来供电，具体通信协议由软件完成。

（3）家庭中控设备20通过其上的一无线通信端口连入互联网，当手机等移动设备通过互联网与家庭中控设备20内的通信部分22通信时，家庭中控设备20内的控制部分21首先读取插座控制模块10的插座的通断状态，然后再反馈给手机。点击手机界面上的插座图标，手机通过互联网发信号给家庭中控设备20的控制部分21，控制部分21再通过ZIGBEE通信部分22发信号给各个插座控制模块10的控制部分11，让其执行对应操作。

（4）为了使本插座控制模块11实现零布线，即插即用。直接将插座控制模块11嵌入到自主研发的带插头的插座上，形成一个带控制电路的插座，用户使用时只需将该套带插头的插座插入原先墙壁上的插孔内即可，无需任何连线，方便快捷。

（5）为了使本插座控制模块11能承受大电流，在设计电路板时特地将零火线的布线加宽并开窗，在焊接时焊上焊锡，元器件选型时选择能承受大电流的继电器。

（6）为了方便修改插座控制模块11的终端节点地址，其控制部分11采用ATMEG88单片机，内含512字节EEPROM，如图5所示，EEPROM是带电可擦写可编程只读存储器，它是一种掉电后数据不丢失的存储芯片，是用户可更改的只读存储器（ROM），其可通过高于普通EEPROM电压的作用来擦除和重编程（重写）。将地址码直接写入EEPROM中，单片机14上电后首先读取自身地址码，再进行其他后续操作；当需要修改单片机终端节点地址时，直接重新写入EEPROM数据，无需修改任何硬件连接。

本实用新型的即插即用型智能家居插座控制模块改进了现有的智能家居插座控制模块中的部分技术问题：即电源不稳，无法查询插座通断状态，难以长期承受大电流控制，无法做到零布线、即插即用和地址任意修改等问题。达到了有效稳定的接收家庭中控设备20发来的信号，与家庭中控设备20进行交互式通信的效果，让智能家居在建筑行业的普及应用得以实现。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种即插即用型智能家居插座控制模块，其特征在于：所述插座控制模块包括一控制部分、一通信部分、一供电部分、继电器以及插头、插孔，所述插头与所述供电部分相连，所述供电部分与所述控制部分、所述通信部分相连用以给整个所述插座控制模块提供电能，所述控制部分与所述通信部分相连用以与家庭中控设备通信，同时所述控制部分与所述继电器相连，用以控制所述继电器的断开或闭合，所述继电器与所述插孔相连，所述继电器的断开或闭合实现所述插孔的通断电用以控制与所述插孔连接的用电器的通断电； 

其中，所述插头与所述插座控制模块的所述供电部分相连，连接处布线加宽并开窗，在焊接时焊上焊锡，元器件选型时选择能承受大电流的所述继电器。 

2.如权利要求1所述的插座控制模块，其特征在于：所述通信部分与所述家庭中控设备采用ZIGBEE嵌入式无线通信模块，所述ZIGBEE嵌入式无线通信模块内嵌有微处理器以及连接所述微处理器的射频收发器。 

3.如权利要求1所述的插座控制模块，其特征在于：所述控制部分采用ATMEG88单片机，内含512字节EEPROM。