CN205944638U

CN205944638U - 一种语音识别安全智能插座

Info

Publication number: CN205944638U
Application number: CN201620951670.6U
Authority: CN
Inventors: 李卫兵; 王伶伶; 裴红丽; 王迎; 何林; 魏晨雨
Original assignee: Beijing Polytechnic
Current assignee: Beijing Polytechnic
Priority date: 2016-08-27
Filing date: 2016-08-27
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2026-08-27

Abstract

本实用新型公开一种语音识别安全智能插座，包括：主控制器、电压检测模块、电流检测模块、电量测量模块、开关控制模块、继电器模组、语音识别模块、继电器语音控制模块、显示模块；电压检测模块、电流检测模块分别与电量测量模块连接，电量测量模块与主控制器连接，主控制器分别与开关控制模块、显示模块连接，开关控制模块与继电器模组连接，继电器模组与插座连接，继电器语音控制模块分别与语音识别模块、继电器模组连接。本实用新型当插座上的用电设备超过限定功率的时候能够报警并自动断电保护，能够语音控制插座中各个插孔电源的通断，提高生活、工作的便捷、安全。

Description

一种语音识别安全智能插座

技术领域

本实用新型涉及插座，具体涉及一种具有语音识别功能、且能自动断电保护的语音识别安全智能插座。

背景技术

市场现有插座功能单一，只是在输出功率方面进行了限制（一般以10A、15A为多），但是对于一般非专业人员来说，不了解使用时不能超过额定功率的限制，仅仅在需要用电器的时候就插入插座，若用电器功率超过插座的额定功率，将会引起插座及其电源线过热导致引起火灾。同时，由于工作的繁忙及情况的多样，需要关断插座电源时，若不能正确操作也会引起触电等不安全现象。

随着电子技术的飞速发展，语音识别技术逐渐走出了实验室，在人们的日常生活中得到了越来越多的应用。特别是语音识别专用芯片（ASIC）出现后，整个语音识别系统的价格大大的降低，使得其在消费类电子领域得到了重要的应用。随着科技的发展，安全、便捷成为人们工作生活的新需求，同时伴随着老龄化，行动不便，电气设备的非接触式控制也越来越呼唤一款能够跨越空间，人性化控制的智能安全插座。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种当插座上的用电设备超过限定功率的时候能够报警并自动断电保护，能够语音控制插座中各个插孔电源通断的语音识别安全智能插座。

本实用新型的技术方案是：一种语音识别安全智能插座，包括：主控制器、电压检测模块、电流检测模块、电量测量模块、开关控制模块、继电器模组、语音识别模块、继电器语音控制模块、显示模块；

所述电压检测模块、电流检测模块分别与电量测量模块连接，所述电量测量模块与主控制器连接，所述主控制器分别与开关控制模块、显示模块连接，所述开关控制模块与继电器模组连接，所述继电器模组与插座连接，所述继电器语音控制模块分别与语音识别模块、继电器模组连接。

进一步地，电压检测模块包括：电阻R1、电压互感器和信号调理电路；

电压互感器的输入端串接电阻R1后与插座的输入电压连接，电压互感器的输出端与信号调理电路连接。

进一步地，电流检测模块包括：电流互感器和信号调理电路；

电流互感器的输入端连接市电，电流互感器的输出端连接信号调理电路。

进一步地，信号调理电路包括电阻R2、R3、R4、R5、R6和电容C1、C2；

电阻R2并联在电压互感器或电流互感器的输出端，电阻R3的一端、电阻R4的一端分别连接在电阻R2的两端，电容C1与电容C2串联后连接在电阻R3的另一端与电阻R4的另一端之间，电容C1与电容C2之间的节点接地，电阻R5与电阻R6串联后与串联的电容C1、电容C2并联，电阻R5与电阻R6之间的节点以及电阻R5、电阻R6各自的另一端分别连接电量测量模块。

进一步地，开关控制模块包括：电阻R7、三极管Q1、继电器K0；

电阻R7一端与主控制器连接，电阻R7另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过继电器K0接电压源，三极管Q1的发射极接地。

进一步地，继电器语音控制模块包括：二极管D1、D2、D3，电阻R8、R9、R10，三极管Q2、光电耦合器U1、继电器K1；

二极管D1的负极与语音识别模块的输出端连接，二极管D1的正极与光电耦合器U1的2引脚连接，电阻R8一端接电压源，电阻R8另一端连接光电耦合器U1的1引脚，光电耦合器U1的4引脚接电压源，光电耦合器U1的3引脚与电阻R9一端连接，电阻R9的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接二极管D2的正极，二极管D2的负极接电压源，二极管D2与继电器K1并联；电阻R10一端接电压源，电阻R10另一端接二极管D3的正极，二极管D3的负极接地。

进一步地，所述电量测量模块采用ATT7022B芯片。

进一步地，主控制器采用STC12LE5A60S2单片机。

进一步地，语音识别模块采用LD3320芯片。

本实用新型提供的语音识别安全智能插座，通过电压检测模块、电流检测模块采集插座的电压、电流等用电信息，电量测量模块根据用电信息进行测量，实时计算插座的用电功率，并将插座的用电信息和用电功率发送给主控制器，主控制器控制显示模块显示插座的电压、电流、功率等参数，当插座用电功率超过保护功率时，主控制器通过开关控制模块和继电器对插座进行断电保护，并控制显示模块显示报警信息。另外，插座的每个插孔各连接一个继电器，每个插孔的通断均可由语音识别模块通过继电器语音控制模块控制来控制，实现插座各插孔的语音独立控制和非接触控制，安全可靠。本实用新型当插座上的用电设备超过限定功率的时候能够报警并自动断电保护，能够语音控制插座中各个插孔电源的通断，提高生活、工作的便捷、安全。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例整体原理示意图。

图2是电量测量模块内部结构示意图。

图3是电压检测模块电路示意图。

图4是电流检测模块电路示意图。

图5是开关控制模块电路示意图。

图6是继电器语音控制模块电路示意图。

图中，1电压检测模块，2电流检测模块，3电量测量模块，4显示模块，5主控制器，6开关控制模块，7继电器语音控制模块，8语音识别模块，9继电器模组，10插座，R1-R10电阻，C1-C2电容，Q1-Q2三极管，D1-D3二极管，TV电压互感器，TA电流互感器，U1光电耦合器，K0-K1继电器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行详细阐述，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施方式。

如图1所示，本实用新型提供的语音识别安全智能插座10，包括主控制器5、电压检测模块1、电流检测模块2、电量测量模块3、开关控制模块6、继电器模组9、语音识别模块8、继电器语音控制模块7、显示模块4。电压检测模块1、电流检测模块2分别与电量测量模块3连接，电量测量模块3与主控制器5连接，主控制器5分别与开关控制模块6、显示模块4连接，开关控制模块6与继电器模组9连接，继电器模组9与插座10连接，继电器语音控制模块7分别与语音识别模块8、继电器模组9连接。

本实施例中，显示模块4可采用2.4寸彩色触摸显示屏，触摸控制芯片使用ADS7843，电源采用3.3V。触摸显示屏可设定插座10的输出功率限值。

主控制器5采用STC12LE5A60S2单片机，该单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC），片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件，内置60K FLASH程序存储器、1280字节RAM。包含中央处理器(CPU)、程序存储器(Flash)、数据存储器(SRAM)、定时/计数器、UART串口、串口2、l/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路等模块。该单片机运算速度快。

电量测量模块3采用ATT7022B芯片，其电路图如图2所示，ATT7022B芯片内部的电压检测电路可以保证加电和断电时正常工作，CF1、CF2引脚分别为有功电能和无功电能的脉冲输出,其频率反映合相平均无功功率的大小,可以用作电能计量。

如图3、4所示，电压检测模块1包括电阻R1、电压互感器TV和信号调理电路，电压互感器TV的输入端串接电阻R1后与插座10的输入电压连接，电压互感器TV的输出端与信号调理电路连接。电流检测模块2包括电流互感器TA和信号调理电路，电流互感器TA的输入端连接市电，电流互感器TA的输出端连接信号调理电路。电压互感器TV、电流互感器TA分别用于采集插座10的用电电压和用电电流，因采集的用电电压和用电电流为大电压和大电流，不符合电量测量模块3的电压、电流输入，所以需要信号调理电路将高电压、大电流转换成低电压、小电流信号后送入电量测量模块3的输入端。

电压互感器TV可采用PT107型电压互感器TV，电流互感器TA可采用HCT256电流互感器TA。信号调理电路包括电阻R2、R3、R4、R5、R6和电容C1、C2，电阻R2并联在电压互感器TV或电流互感器TA的输出端，电阻R3的一端、电阻R4的一端分别连接在电阻R2的两端，电容C1与电容C2串联后连接在电阻R3的另一端与电阻R4的另一端之间，电容C1与电容C2之间的节点接地，电阻R5与电阻R6串联后与串联的电容C1、电容C2并联，电阻R5与电阻R6之间的节点以及电阻R5、电阻R6各自的另一端分别连接电量测量模块3。

图3中，U_AP、U_AN为输入电压UA经采样和信号调理后的差分输出端子；图4中，I_AP、I_AN为市电接入端、输入电流I_A经采样和信号调理后的差分输出端子；ACOM为直流偏置电压接ATT7022D芯片的REFOUT端，其作用是将信号调理后的信号抬高一个固定的电压值，使其能够还原输入信号交变的特点。

如图5所示，开关控制模块6包括电阻R7、三极管Q1、继电器K0。电阻R7一端与主控制器5连接，电阻R7另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过继电器K0接电压源，三极管Q1的发射极接地。电流互感器TA的输入端与继电器K0触头的一端连接，电压互感器TV的输入端与继电器K0触头的另一端连接。电压互感器电压U_A通过继电器K0取自电流互感器所接市电，插座10电压与电压互感器电压相连。即继电器K0与插座输入电压串接，插座输入220V、50Hz电压，穿过电流互感器TA后经继电器K0送电压互感器TV，同时也是输出电压端。继电器K0为总过载保护继电器，用于接收过载保护信号，若插座10的任一个插孔输出功率超过设定的功率，则主控制器5输出信号CR1为低电平，三极管Q1截止，继电器K0断开，切断输出电压，从而断开插座10，实现断电保护。

本实施例中，语音识别模块8采用LD3320芯片，LD3320芯片集成了语音识别处理器和外部电路，包括AD 和DA转换器、麦克风、声音输出等接口，且不需要外接任何的辅助芯片如Flash、RAM等,在现有的产品中直接集成即可实现语音识别/声控/人机对话功能，识别的关键词语列表是可以任意动态编辑的，因而满足了小体积、低功耗和可通用的要求。

语音识别模块8通过继电器语音控制模块7控制继电器模组9通断，进而控制插座10各个插孔的通断。插座10每个插孔的通断通过语音识别模块8的I/O口输出低电平给继电器语音控制模块7，由继电器语音控制模块7控制继电器模组9通断实现。需要说明的是，每个插孔需要一个继电器K1和一个继电器语音控制模块7，若有6个插孔，则需要6个继电器语音控制模块7和6个继电器K1，6个继电器K1组成继电器模组9。如图6所示，继电器语音控制模块7包括：二极管D1、D2、D3，电阻R8、R9、R10，三极管Q2和光电耦合器U1。二极管D1的负极与语音识别模块8的输出端连接，二极管D1的正极与光电耦合器U1的2引脚连接，电阻R8一端接电压源，电阻R8另一端连接光电耦合器U1的1引脚，光电耦合器U1的4引脚接电压源，光电耦合器U1的3引脚与电阻R9一端连接，电阻R9的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接二极管D2的正极，二极管D2的负极接电压源，二极管D2与继电器K1的线圈并联；电阻R10一端接电压源，电阻R10另一端接二极管D3的正极，二极管D3的负极接地。其中光电耦合器实现信号的隔离和减少干扰。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种语音识别安全智能插座，其特征在于，包括：主控制器、电压检测模块、电流检测模块、电量测量模块、开关控制模块、继电器模组、语音识别模块、继电器语音控制模块、显示模块；

2.根据权利要求1所述的语音识别安全智能插座，其特征在于，电压检测模块包括：电阻R1、电压互感器和信号调理电路；

3.根据权利要求2所述的语音识别安全智能插座，其特征在于，电流检测模块包括：电流互感器和信号调理电路；

4.根据权利要求3所述的语音识别安全智能插座，其特征在于，信号调理电路包括电阻R2、R3、R4、R5、R6和电容C1、C2；

5.根据权利要求1-4任一项所述的语音识别安全智能插座，其特征在于，开关控制模块包括：电阻R7、三极管Q1、继电器K0；

6.根据权利要求1-4任一项所述的语音识别安全智能插座，其特征在于，继电器语音控制模块包括：二极管D1、D2、D3，电阻R8、R9、R10，三极管Q2、光电耦合器U1、继电器K1；

7.根据权利要求1-4任一项所述的语音识别安全智能插座，其特征在于，所述电量测量模块采用ATT7022B芯片。

8.根据权利要求1-4任一项所述的语音识别安全智能插座，其特征在于，主控制器采用STC12LE5A60S2单片机。

9.根据权利要求1-4任一项所述的语音识别安全智能插座，其特征在于，语音识别模块采用LD3320芯片。