CN205319447U - 多功能智能插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多功能智能插座，它涉及插座技术领域；插座正面上半部分设置有电源输出端，插座正面下半部分设置有无线WiFi连接网络按键和复位按键，插座的背面设置有电源输入端，插座的侧面设置有USB电源输出端口。本实用新型有益效果为<b>：</b>它能够实现远程监控，可以通过智能终端和计算机在远程设置多功能智能插座输出状态、工作时间，并且可以通过图形界面查看多功能智能插座输出的电压、电流、功率、工作时间参数，它还提供了直流5V的电源输出功能。

Description

多功能智能插座

技术领域

本实用新型涉及插座技术领域，具体涉及多功能智能插座。

背景技术

插座有一个或一个以上电路接线可插入的座，通过它可插入各种接线，便于与其他电路接通。国内华南地区曼科电工最流行的电源插座是为家用电器提供电源接口的电气设备，也是住宅电气设计中使用较多的电气附件，它与人们生活有着十密切的关系。

目前使用的插座功能较为单一，只能为电器设备提供电源，满足不了人们对电器工作状态的监控及控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供多功能智能插座，它能够实现远程监控，可以通过智能终端和计算机在远程设置多功能智能插座输出状态、工作时间，并且可以通过图形界面查看多功能智能插座输出的电压、电流、功率、工作时间参数，它还提供了直流5V的电源输出功能。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包含电源输出端、电源输入端、无线WiFi连接网络按键、USB电源输出端口、复位按键；插座正面上半部分设置有电源输出端，插座正面下半部分设置有无线WiFi连接网络按键和复位按键，插座的背面设置有电源输入端，插座的侧面设置有USB电源输出端口。

所述的无线WiFi连接网络按键和复位按键的中间设置有状态指示灯。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：它能够实现远程监控，可以通过智能终端和计算机在远程设置多功能智能插座输出状态、工作时间，并且可以通过图形界面查看多功能智能插座输出的电压、电流、功率、工作时间参数，它还提供了直流5V的电源输出功能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为多功能智能插座实物图；

图3为智能电源插座框图；

图4为AC220V-DC5V电路；

图5为DC5V-3.3V电源电路；

图6为DC5V-USB5V电源电路；

图7为DC5V-USB3.3V电源电路；

图8为UART串口转换电路；

图9为按键及发光二极管电路；

图10为LPB100电路结构；

图11为继电器输出模块电路；

图12为RN8902电源参数监控电路；

图13为RECO智能插座架构图；

图14为RECO智能插座组件图；

图15为用户使用智能手机操作；

图16为RECO智能插座的时序图。

附图标记说明：

1-电源输出端；2-电源输入端；3-状态指示灯；4-无线WiFi连接网络按键；5-USB电源输出端口；6-复位按键；7-3.3V端口；8-USB5V输出端口；9-3.3V转5V的发送转接电路；10-3.3V转5V的接收转接电路；11-电源状态指示灯；12-WiFi连接指示灯；13-WPS准备指示灯；14-WiFi连接按键；15-重启按键；16-多功能智能插座的电源输出端口；17-控制多功能智能插座电源输出状态的继电器；18-驱动继电器的三极管；19-继电器驱动电路；20-多功能智能插座的电压检测电路；21-多功能智能插座电路检测电路；22-多功能智能插座的电源输入端；23-RN8902的电源电路；24-RN8902与LP100的SPI接口电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-16所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含电源输出端1、电源输入端2、无线WiFi连接网络按键4、USB电源输出端口5、复位按键6；插座正面上半部分设置有电源输出端1，插座正面下半部分设置有无线WiFi连接网络按键4和复位按键6，插座的背面设置有电源输入端2，插座的侧面设置有USB电源输出端口5。

所述的无线WiFi连接网络按键4和复位按键6的中间设置有状态指示灯3。

如图2所示，智能插座可以通过无线WiFi或RS-232、RS485连接到网络经路由器连接到智能终端，通过智能终端查看智能插座设备的工作参数、设置智能终端的工作状态。

智能插座的电源输入由底部输入，电源的输出由内部的5V继电器控制输入的交流电源是否输出到电源输出端1，外部用电设备的插头插在电源输出端1上，器件的工作由内部LPB100模块控制，LPB100经过WiFi信号或有线信号连接到智能终端，由智能终端控制LPB100是否使5V继电器动作，按下系统复位按键6，按下无线WiFi连接网络按键4系统自动连接WiFi信号，连接智能终端，状态指示灯3指示电源状态，WiFi连接状态，系统状态。USB电源输出端口为USB5V直流电源输出接口，可以为5VUSB供电设备提供充电端口。

如图3所示，智能插座中的电源模块为AC220V-DC5V，DC5V-3.3V，DC5V-USB3.3V,DC5V-USB5V，无线WIFI模块为LPB100，5V电压工作的继电器模块，电源监控模块RN8209，按键及指示灯电路。

如图4所示，电源模块为AC220V-DC5V，R1为压敏电阻对电路起到保护作用，R1一端接220V火线输入，另一端接零线输入，R2一端与火线相连，另一端与C2相连，C2另一端与零线相连，AC220V-DC5V模块1脚与火线相连，2脚与零线相连，3脚为DC5V的接地输出端，4脚为DC5V电压输出端。

如图5所示，DC5V-3.3V模块电路，C3的一端与C4一端、U1的三脚相连并连接到DC5V电压输出端，U1的1脚接地，C5一端与C6一端、U1的2脚相连为直流电压3.3V输出端，C5的另一端接地，C6另一端接地。

如图6所示，DC5V-USB3.3V模块电路，CT1的一端与U2的2脚相连并连接到DC5V电压输出端，U2的1脚接地，C7一端与R2一端、U2的4脚相连为USB5V电压输出端，U2的3脚为USB5V的接地端，C7另一端与R2另一端连接到USB5V电压的接地端。

如图7所示，USB5V-USB3.3V模块电路，U3的3脚连接USB5V，U3的2脚为USB3.3V输出，与C8的一端相连，U3的1脚为USB3.3V接地，与USB5V共地。

如图8所示，UART串口电路包含3.3V端口7、USB5V输出端口8、3.3V转5V的发送转接电路9、3.3V转5V的接收转接电路10；它们的工作方式为：J2的1脚接3.3V电源，J2的4脚接地，J2的2脚与U5的2脚相连并连接到图9中的MG1的39脚，J2的3脚与U6的4脚相连，U6的4脚与R9的一端相连并连接到图9中的MG1的41脚，R9的另一端与3.3V电源相连，U6的3脚接3.3V电源的接地，U6的1脚接R11的一端，R11另一端接USB3.3V，U6的2脚接J1的2脚，J1的1脚接USB5V电源，J1的4脚接USB5V接地端，J1的3脚接U5的4脚及R10的一端，R10的另一端接USB3.3V，U5的1脚接R8一端，R8的另一端接3.3V电源。

如图9所示，按键及发光二极管电路包含电源状态指示灯11、WiFi连接指示灯12、WPS准备指示灯13、WiFi连接按键14、重启按键15；它的电路工作方式为：D3的阳极接3.3V电压，D3阴极接电阻R31的一端，R31的另一端接图9中MG1的42脚，D4的阳极接3.3V电压，D4阴极接电阻R32的一端，R32的另一端接图9中MG1的43脚，D5的阳极接3.3V电压，D3阴极接电阻R33的一端，R33的另一端接图9中MG1的44脚；K1的一端与R4的一端、C9的一端相连，并连接到图9中MG1的40脚，R4的另一端连接到3.3V，K1的另一端连接到R5，R5的另一端与C9的另一端相连并连接到3.3V的接地端；K2的一端与R6的一端、C10的一端相连，并连接到图9中MG1的20脚，R6的另一端连接到3.3V，K2的另一端连接到R7，R7的另一端与C10的另一端相连并连接到3.3V的接地端。

如图10所示，无线WIFI模块电路结构，图中R17一端接3.3V电源，另一端与C22一端相连并连接到MG1的47脚，C22的另一端接3.3V接地；R18一端接3.3V电源，另一端与C23一端相连并连接到MG1的45脚，C23的另一端接3.3V接地；MG1的1脚接地；MG1的7脚连接到图11中R14的一端；MG1的8脚连接到图11中R16的一端及U7的1脚；MG1的12脚连接到图11中R15的一端及U7的3脚；MG1的9脚接3.3V电源；MG1的17脚接3.3V电源的接地端；MG1的20脚接图9中的K2、C10的一端相连；MG1的23脚与图12中的R36的一端、R37的一端相连；MG1的27脚与图12中的R28的一端相连；MG1的29脚与图12中的R29的一端、U8的16脚相连；MG1的30脚与图12中的R27的一端相连；MG1的31脚接3.3V；MG1的32脚接3.3V的接地端；MG1的34脚接3.3V；MG1的39脚接图8中的J2的2脚及U5的2脚；MG1的40脚连接图9中的K1、R4、C9的一端；MG1的41脚连接图8中的J2的3脚及U6的4脚及R9的一端；MG1的42脚连接图9的R31一端；MG1的43脚连接图9的R32一端；MG1的43脚连接图9的R33一端；MG1的45脚连接R18、C23的一端；MG1的47脚连接R17、C22的一端；MG1的48脚连接到3.3V的接地端。

如图11所示，继电器电路结构中包含多功能智能插座的电源输出端口16、控制多功能智能插座电源输出状态的继电器17、驱动继电器的三极管18、继电器驱动电路19；它的电路工作方式为：R14的一端连接到图10中MG1的7脚，R14的另一端与R15的一端、R13的一端相连，并连接到U7的4脚；R16的一端及U7的1脚相连并连接到图10中的MG1的8脚，R16的另一端连接到3.3V的接地端；R15的另一端与U7的3脚相连并连接到图10中的MG1的11脚；U7的2脚、6脚连接到3.3V的接地端；U7的5脚接3.3V电源；R13的另一端接R12、C11、C12的一端，C12另一端接5V电源接地端、C11的另一端接5V电源的接地端，R12的另一端接Q1的基极，Q1的发射极接地，Q1集电极接D2的阳极及继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端与D2阴极相连并连接到5V电源；继电器触点一端接J3输出插座的右端，继电器触点的另一端接图12中的R19、R21的一端；J3插座的左端接零线的输入端；J3的中间端子接安全接地端。

如图12所示，电源监控电路RN8902结构中包含多功能智能插座的电压检测电路20、多功能智能插座电路检测电路21、多功能智能插座的电源输入端22、RN8902的电源电路23、RN8902与LP100的SPI接口电路24；它的电路工作方式为：R29的一端连接到3.3V电源，另一端连接到U8的22脚，同时连接到图10中MG1的22脚；R26的一端与图10中MG1的28脚相连，R27的另一端连接到图10中MG1的30脚，R27的另一端连接到C20的一端及U8的14脚，C20的另一端连接到5V的接地端；R28的一端连接到图10中MG1的27脚，R28的另一端连接到C21的一端及U8的13脚，C21的另一端连接到5V的接地端；R36一端与R37一端相连，并连接到图10中MG1的23脚，R37另一端连接到5V的接地端，R36的另一端连接到U8的22脚；R38的一端连接到图10中MG1的12脚，另一端连接到R30的一端及U8的2脚，R30的另一端连接到5V电源；J5的2脚连接到5V电源，1脚连接到U8的23脚；U8的20脚接晶振Y1的一端与C29的一端，U8的19脚接晶振Y1的另一端及C28的一端，C29的另一端接5V电源接地端，C28的另一端接5V电源接地端；U8的17脚接5V电源的接地端；U8的11脚接C26的一端及C27的一端，C26的另一端接C27的另一端并连接到U8的11脚，同时连接到模拟信号接地端；U8的9脚接R35的一端及C25的一端，R35的另一端与C25的另一端相连并连接到模拟信号接地；U8的8脚连接到R34的一端、C24的一端、R20的一端，C24的另一端与R34的另一端相连并连接到模拟信号地，R20的另一端连接到零线输入端；U8的5脚连接到C15的一端及R22的一端，C15的另一端连接到模拟信号接地，R22的另一端连接到火线输入端；U8的4脚连接到R21的一端及C14的一端，C14的另一端连接到模拟信号接地端，R21的另一端连接到R19的一端，及火线的输出端，R19的另一端连接到火线输入端；火线输出端图10的继电器触电的一端；U8的12脚连接到5V电源；C17的一端与C18的一端及R23的一端相连，并连接到5V电源，C17，C18的另一端连接到5V的接地端；R23的另一端连接到C13的一端及C16的一端及U8的1脚；C13的另一端与C16的另一端相连，并连接到R24的一端，并连接到模拟信号接地；R24的另一端连接到5V电源的接地端。

如图13所示，多功能智能插座以保持长连接的接入方式，使用socket的连接与服务器终端保持通信。多功能智能插座实时向服务器终端汇报状态。服务器终端可以给多功能智能插座终端发送各种指令，多功能智能插座终端并将返回指令执行结果给服务器终端。在智能手机终端用户使用智能手机，连接到服务器终端，连接方式可以使用socket、http2种方式。socket连接可以使用长连接或短连接.根据客户端类型，请求被分配到netty或http的接口程序进行处理.接口程序负责处理各种客户端的请求，并返回处理结果。

如图14所示，服务器终端系统包括两个部分，第一个部分是接口程序，包括APP接口组件和微信接口组件，主要负责与智能手机终端的通讯功能。第二个部分是中转程序，主要负责与硬件设备终端的通讯功能。接口程序与中转程序维护一个socket长连接池接口程序，每当中转程序有数据请求时就从池中取一可用连接进行数据交互,使用完后归还。接口程序如有需要硬件设备处理的消息，将发至中转程序,并由中转程序转发至设备，RECO智能插座数据流程图如图15所示，图16为智能终端登陆界面。

本具体实施方式的工作原理为：以无线WiFi模块LPB100为控制核心，控制5V继电器的通断，实现控制多功能智能插座的输出，通过RN8209模块检测多功能智能插座输出的电压、电流、功率参数，智能终端和计算机通过网络经由多功能智能插座的无线WiFi连接功能或RS485有线连接功能连接到多功能智能插座，读取多功能智能插座的输出电压、电流、功率信号，并能够控制多功能智能插座的输出状态。多功能智能插座的电路工作电源，由内部的电源模块供电，电源由AC110/220V转DC5V电源,DC5V转DC3.3V电源，DC5V-DC5VUSB电源，DC5VUSB电源向外部提供电源，可供手机、智能终端充电。多功能智能插座的结构包括WiFi模块电路、电源工作参数计量电路、DC-5V继电器电路、按键控制电路、状态指示灯电路、RS-485通信接口电路，远程通信协议，智能终端操作构成。

多功能智能插座的电气参数为输入电压AC110/220V，具有过压保护电路，输出电压范围AC110/220V，继电器最大切换电流10A，温度范围-20℃-60℃，相对湿度%RH40%-90%。

多功能智能插座的AC110/220V-DC5V电源模块为隔离型工业级模块电源，具有温度保护、过流保护及短路全保护，AC85-265V宽电压输入，高低压隔离，431精准稳压DC5V输出，输入电压：AC85-265v50/60HZ，输出电压：DC5V（±0.2V），输出电流：600mA，功率：3W。

多功能智能插座的DC5V-3.3V电源模块，具有1％的精度,具有限流功能，过热切断，温度范围：-40°C-125°C，输出电压为DC3.3V，最大电流为1A。

多功能智能插座的DC5V-USBDC5V电源模块，输入电压为5V，输出电压为5.0V，为USB电路供电，最大电流为400mA，功率为2W，温度范围为-40过热切断，温度范围：-40°C-80°C。

多功能智能插座的DC5V-USBDC3.3V电源模块，输入电压为5V，输出电压为3.3V，为USB电路供电，最大电流为400mA，功率为2W，温度范围为-40过热切断，温度范围：-40°C-80°C。

多功能智能插座的LPB100无线模块，支持802.11b/g/n无线标准，集成串口转WiFi功能，支持UART/SPI/USB/GPIO/PWM数据接口，支持STA/SP/STA+SP/WIFI工作模式，支持WPS功能，可使用板载PCB天线或外置天线，3.3V供电，支持域名解析和域名打开网页，支持用户自定义Web网页上传功能，温度范围-40°C-80°C，工作电流最大为200mA,安全机制WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK/WPS,网络协议为IPv4，IPv6,TCP/UDP/FTP/HTTP，LPB100模块内部自带锁存功能，GPIO在上电复位后保持不变。

多功能智能插座的RN8902功率计量模块，提供三路Σ-△ADC,测量有功功率、无功功率、有功能量、无功能量,支持全数字的增益、相位和offset校正,提供两个串行接口SPI和RSIO，方便与外部MCU之间进行通信，5V供电。

多功能智能插座继电器输出控制模块，继电器采用宏发的5V继电器JQC-3FF-005，线圈动作电压为3.8V，释放电压0.5V。一组常开交流触点具有最大10A的切换能力。线圈功耗0.35W。

以上固化在多功能智能插座内部的系统软件程序为硬件设备终端，设备终端以保持长连接的接入方式，使用socket的连接与服务器终端保持通信。设备实时向服务器终端汇报状态。服务器终端可以给设备终端发送各种指令，设备终端并将返回指令执行结果给服务器终端。

在智能手机终端用户使用智能手机，连接到服务器终端，连接方式可以使用socket、http2种方式。socket连接可以使用长连接或短连接.根据客户端类型，请求被分配到netty或http的接口程序进行处理.接口程序负责处理各种客户端的请求，并返回处理结果。

服务器终端系统包括两个部分，第一个部分是接口程序，主要负责与智能手机终端的通讯功能。第二个部分是中转程序，主要负责与硬件设备终端的通讯功能。接口程序与中转程序维护一个socket长连接池接口程序，每当中转程序有数据请求时就从池中取一可用连接进行数据交互,使用完后归还。接口程序如有需要硬件设备处理的消息，将发至中转程序,并由中转程序转发至设备。

该多功能智能插座的控制采用智能终端的操作界面操作，智能终端通过命令读取智能插座的按键输入、读取电源工作参数，电压、电流、功率等参数，通过命令设定指示灯的状态，多功能智能插座的输出状态。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.多功能智能插座，其特征在于它包含电源输出端、电源输入端、无线WiFi连接网络按键、USB电源输出端口、复位按键；插座正面上半部分设置有电源输出端，插座正面下半部分设置有无线WiFi连接网络按键和复位按键，插座的背面设置有电源输入端，插座的侧面设置有USB电源输出端口。

2.根据权利要求1所述的多功能智能插座，其特征在于所述的无线WiFi连接网络按键和复位按键的中间设置有状态指示灯。