CN206640060U - 能进行远程控制的智能计量插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能进行远程控制的智能计量插座，包括主控电路板、插座结构件和电源电路板，插座结构件与市电网连接的电路上设有继电开关，电源电路板和主控电路板通过铜柱连接，电源电路板上设有取电模块和DC‑DC隔离模块，取电模块分别与市电网和DC‑DC隔离模块相连，DC‑DC隔离模块的输出端与主控电路板相连，主控电路板上包括单片机、zigbee模块和继电模块，单片机与zigbee模块相互连接，继电模块的输入端和输出端分别与单片机的输出端和继电开关相连，单片机的输入端和输出端分别连有触控模块和显示模块，zigbee模块与网关相互连接，网关与移动终端设备相互连接。解决现有的智能插座采用非隔离电源供电以及不能进行远程控制的问题。

Description

能进行远程控制的智能计量插座

技术领域

本实用新型涉及智能插座领域，具体涉及一种能进行远程控制的智能计量插座。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，人们的生活已经变得越来越智能化了，为了满足人们的需求，插座也变成了智能插座，有的智能插座能清除电力垃圾，有的智能插座能防雷击、防短路、防过载、防漏电、还能自动断电，还有的智能插座具有童锁功能以及实时显示电流的功能，到目前为止智能插座已经发展的比较广泛，但是技术上还有待于进步。

现有的智能插座普遍采用非隔离电源供电，缺点为非隔离电源是强电和弱电共地，存在潜在危险，即使采用了隔离电源供电也是采用的线性变压，线性变压效率低，体积大，不适合较小的插座来使用，而且现有的智能插座通常都不能进行远程控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能进行远程控制的智能计量插座，解决现有的智能插座采用非隔离电源供电的问题，同时解决现有的智能插座不能进行远程控制的问题。

一种能进行远程控制的智能计量插座，包括从上到下依次设置的主控电路板、插座结构件和电源电路板，上述插座结构件与市电网连接，插座结构件与市电网连接的电路上设有继电开关，电源电路板和主控电路板通过铜柱连接，电源电路板上设有取电模块和DC-DC隔离模块，取电模块的输入端与市电网相连，取电模块的输出端与DC-DC隔离模块的输入端相连，DC-DC隔离模块的输出端与主控电路板相连，主控电路板上包括单片机、zigbee模块和继电模块，单片机与zigbee模块相互连接，单片机的输出端与继电模块的输入端相连，继电模块的输出端与继电开关相连，上述单片机的输入端和输出端还分别连有触控模块和显示模块，zigbee模块与网关相互连接，网关与移动终端设备相互连接。

取电模块从市电网进行取电，并通过 DC-DC隔离模块进行变压和对电路进行隔离，然后作为电源给主控电路板上的单片机及各个模块进行供电，通过对触控模块进行触控，能对插座的通断电进行控制，触控模块将触控信息传递给单片机，单片机接收到触控模块传来的信息后进行处理，然后发出控制信号，将控制信号传递给继电模块，继电模块在接收到控制信号后控制继电开关通断，从而实现插座的通断电，在单片机将控制信号传递给继电模块的同时，单片机还将信号传递给显示模块，显示模块能对插座的通电情况进行显示，zigbee模块则负责数据的传送与接收，zigbee模块接收单片机传送过来的信息后，将接收到的信息传递给网关，通过网关实时的将信息发送到移动终端设备，同时可以通过移动终端设备发出控制指令，从移动终端设备发出的控制指令经网关传递给zigbee模块，由zigbee模块将控制指令传递给单片机，单片机在接收到控制指令后进行处理，然后向相关的模块发出控制信号，对插座进行控制，这就实现了对插座的远程控制，而且通过移动终端设备还能使插座的童锁功能使能。

作为本实用新型的进一步优选，上述电源电路板上还设有电能计量模块，电能计量模块的输入端与DC-DC隔离模块的输出端相连，电能计量模块的输出端与单片机的输入端相连。

电能计量模块能对电路进行检测，检测后将检测的数据传送给单片机，然后由单片机对得到的电压、电流和电量等数据进行处理，处理后将电压、电流和电量的信息传递zigbee模块，由zigbee模块将信息发送至网关，再由网关发送到移动终端设备。

作为本实用新型的进一步优选，上述触控模块为SW-SPST按键开关，显示模块为LED灯。

作为本实用新型的进一步优选，上述取电模块的主控芯片为LNK306芯片，LNK306芯片的输入端与市电网相连，LNK306芯片的输出端与DC-DC隔离模块的输入端相连，DC-DC隔离模块包括B1205XT-2WR2芯片和HT7233芯片，B1205XT-2WR2芯片的输入端与LNK306芯片的输出端相连，B1205XT-2WR2芯片的输出端与HT7233芯片的输入端相连，HT7233芯片的输出端与主控电路板相连，上述单片机的主控芯片为STM32F103C8T6芯片，zigbee模块的主控芯片为zigbee芯片，继电模块的主控芯片为L9110S芯片，STM32F103C8T6芯片与zigbee芯片相互连接，STM32F103C8T6芯片的输出端与L9110S芯片的输入端相连，L9110S芯片的输出端与继电开关的输入端相连，上述继电开关的型号为ADW1205HLW。

LNK306芯片通过标准电路，配合外围的电容、电阻以及二极管将市电网的电压从220V降低到12V，使其转变为12V的直流电源，R1相当于保险丝，D1进行半波整流，C5和C6为滤波电容；12V的直流电源经过B1205XT-2WR2芯片转换以后得到隔离的5V电源，再经过HT7233芯片得到隔离的3.3V电源，主控电路板由隔离的3.3V电源进行供电，STM32F103C8T6芯片的PA11引脚和PA12引脚分别与L9110S芯片的IA引脚和IB引脚相连，STM32F103C8T6芯片接收到触控信号后进行处理，然后通过PA11引脚和PA12引脚向L9110S芯片的IA引脚和IB引脚发出控制信号，L9110S芯片接收到控制信号后，控制继电开关进行开闭，从而控制插座的通断，STM32F103C8T6芯片的RX引脚和TX引脚则分别与zigbee芯片的TX1和RX1引脚相连，STM32F103C8T6芯片的TX引脚用于向zigbee芯片的RX1引脚发射信息，STM32F103C8T6芯片的RX引脚则用于接收zigbee芯片的TX1引脚发出的反馈的信息。

作为本实用新型的进一步优选，上述LNK306芯片的输出端与B1205XT-2WR2芯片的输入端相连的电路上还连有78L05/SOT-89芯片。

设置78L05/SOT-89芯片具有稳压的作用，能使内部电路实现限流和热保护，同时可以消除噪声影响，消除和单点调节相关的分散问题。

作为本实用新型的进一步优选，上述电能计量模块的主控芯片为HLW8012芯片，HLW8012芯片的输入端与DC-DC隔离模块的输出端相连，HLW8012芯片的输出端与单片机的输入端相连。

由R10的锰铜电阻进行电流信号的采集，并通过HLW8012芯片进行电流计算；由R12-R15和R18的分压电路进行电压采集，并通过HLW8012芯片进行电压计算，HLW8012芯片的CF1和CF引脚可以输出电量脉冲、电压或者电流脉冲。

作为本实用新型的进一步优选，上述HLW8012芯片的输出端与单片机的输入端相连的电路上还连有PS2811-1芯片。

PS2811-1芯片具有隔离光耦的作用，采集到电路的相关信息后，在将信息传递给单片机的过程中经过隔离光耦，能避免信号的干扰。

作为本实用新型的进一步优选，上述主控电路板、插座结构件和电源电路板组装后固定在插座底壳内，插座底壳壳盖的表面设有突起的夜间指示灯罩，夜间指示灯罩内设有荧光指示灯，夜间指示灯罩的顶部和底部分别设有进风口和出风口，夜间指示灯罩的进风口通过风管与微型风机相连。

设置荧光指示灯能让人们在夜里很容易就找到插座，而在夜间指示灯罩的顶部和底部分别设置进风口和出风口，这样通过启动风机就能对插座底壳壳盖表面的灰尘进行清理，这样清理起来方便快捷。

与现有技术相比，本实用新型至少能达到以下有益效果中的一项：

1.通过DC-DC隔离模块对电能计量模块和主控电路板的供电电源进行隔离，提高了计量的精确性和主控电路板的稳定性。

2.减小了电网的波动对计量插座的影响。

3.可以通过按键手动本地控制插座通断电，也可通过移动终端设备上的APP经过网关远程控制插座通断电。

4.通过移动终端设备上的APP经网关控制插座的按键是否起作用，即可以通过APP控制插座的童锁功能是否使能，如果插座的童锁功能使能，则按键手动本地控制插座的通断电不能使用，如果童锁功能没有使能，按键手动本地操作正常。

5.如果市电断电后又来电，有些设备是需要立即工作的如冰箱，是需要插座通电后保持原来状态的，另外一些设备是不需要立即工作的如空调等，本智能计量插座可以通过移动终端设备上的APP设置是否使能通电保持状态。

6.单片机可以定时的读取插座计量的电量、瞬时电压、瞬时电流等用电参数并把信息推送到移动终端设备上的APP，并对设备的用电量进行统计分析。

附图说明

图1为本实用新型主控电路板、插座结构件和电源电路板的结构示意图。

图2为本实用新型主控电路板和电源电路板上各模块的连接结构示意图。

图3为本实用新型取电模块的电路图。

图4为本实用新型DC-DC隔离模块的电路图。

图5为本实用新型电能计量模块的电路图。

图6为本实用新型单片机的电路图。

图7为本实用新型zigbee模块的电路图。

图8为本实用新型继电模块的电路图。

图9为本实用新型触控模块的电路图。

图10为本实用新型显示模块的电路图。

图11为本实用新型插座底壳壳盖、夜间指示灯罩以及微型风机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

具体实施例1：

图1和图2示出了 一种能进行远程控制的智能计量插座，包括从上到下依次设置的主控电路板1、插座结构件2和电源电路板3，上述插座结构件2与市电网连接，插座结构件2与市电网连接的电路上设有继电开关，电源电路板3和主控电路板1通过铜柱连接，电源电路板3上设有取电模块31和DC-DC隔离模块32，取电模块31的输入端与市电网相连，取电模块31的输出端与DC-DC隔离模块32的输入端相连，DC-DC隔离模块32的输出端与主控电路板1相连，主控电路板1上包括单片机11、zigbee模块12和继电模块13，单片机11与zigbee模块12相互连接，单片机11的输出端与继电模块13的输入端相连，继电模块13的输出端与继电开关相连，上述单片机11的输入端和输出端还分别连有触控模块14和显示模块15，zigbee模块12与网关相互连接，网关与移动终端设备相互连接。

取电模块从市电网进行取电，并通过 DC-DC隔离模块进行变压和对电路进行隔离，然后作为电源给主控电路板上的单片机及各个模块进行供电，通过对触控模块进行触控，能对插座的通断电进行控制，触控模块将触控信息传递给单片机，单片机接收到触控模块传来的信息后进行处理，然后发出控制信号，将控制信号传递给继电模块，继电模块在接收到控制信号后控制继电开关通断，从而实现插座的通断电，在单片机将控制信号传递给继电模块的同时，单片机还将信号传递给显示模块，显示模块能对插座的通电情况进行显示，zigbee模块则负责数据的传送与接收，zigbee模块接收单片机传送过来的信息后，将接收到的信息传递给网关，通过网关实时的将信息发送到移动终端设备，同时可以通过移动终端设备发出控制指令，从移动终端设备发出的控制指令经网关传递给zigbee模块，由zigbee模块将控制指令传递给单片机，单片机在接收到控制指令后进行处理，然后向相关的模块发出控制信号，对插座进行控制，这就实现了对插座的远程控制，而且通过移动终端设备还能使插座的童锁功能使能。

具体实施例2：

本实施例是在具体实施例1的基础上增设了电能计量模块，上述电源电路板3上还设有电能计量模块33，电能计量模块33的输入端与DC-DC隔离模块32的输出端相连，电能计量模块33的输出端与单片机11的输入端相连。

电能计量模块能对电路进行检测，检测后将检测的数据传送给单片机，然后由单片机对得到的电压、电流和电量等数据进行处理，处理后将电压、电流和电量的信息传递zigbee模块，由zigbee模块将信息发送至网关，再由网关发送到移动终端设备。

具体实施例3：

如图9和图10所示，本实施例是在具体实施例1的基础上对触控模块和显示模块进行了进一步的说明，上述触控模块14为SW-SPST按键开关，显示模块15为LED灯。

具体实施例4：

如图3、图4、图6、图7、图8所示，本实施例是在具体实施例1的基础上对主控电路板上各个模块进行了进一步的说明，上述取电模块31的主控芯片为LNK306芯片，LNK306芯片的输入端与市电网相连，LNK306芯片的输出端与DC-DC隔离模块32的输入端相连，DC-DC隔离模块32包括B1205XT-2WR2芯片和HT7233芯片，B1205XT-2WR2芯片的输入端与LNK306芯片的输出端相连，B1205XT-2WR2芯片的输出端与HT7233芯片的输入端相连，HT7233芯片的输出端与主控电路板1相连，上述单片机11的主控芯片为STM32F103C8T6芯片，zigbee模块12的主控芯片为zigbee芯片，继电模块13的主控芯片为L9110S芯片，STM32F103C8T6芯片与zigbee芯片相互连接，STM32F103C8T6芯片的输出端与L9110S芯片的输入端相连，L9110S芯片的输出端与继电开关的输入端相连，上述继电开关的型号为ADW1205HLW。

LNK306芯片通过标准电路，配合外围的电容、电阻以及二极管将市电网的电压从220V降低到12V，使其转变为12V的直流电源，R1相当于保险丝，D1进行半波整流，C5和C6为滤波电容；12V的直流电源经过B1205XT-2WR2芯片转换以后得到隔离的5V电源，再经过HT7233芯片得到隔离的3.3V电源，主控电路板由隔离的3.3V电源进行供电，STM32F103C8T6芯片的PA11引脚和PA12引脚分别与L9110S芯片的IA引脚和IB引脚相连，STM32F103C8T6芯片接收到触控信号后进行处理，然后通过PA11引脚和PA12引脚向L9110S芯片的IA引脚和IB引脚发出控制信号，L9110S芯片接收到控制信号后，控制继电开关进行开闭，从而控制插座的通断，STM32F103C8T6芯片的RX引脚和TX引脚则分别与zigbee芯片的TX1和RX1引脚相连，STM32F103C8T6芯片的TX引脚用于向zigbee芯片的RX1引脚发射信息，STM32F103C8T6芯片的RX引脚则用于接收zigbee芯片的TX1引脚发出的反馈的信息。

具体实施例5：

本实施例是在具体实施例4的基础上增设了78L05/SOT-89芯片，上述LNK306芯片的输出端与B1205XT-2WR2芯片的输入端相连的电路上还连有78L05/SOT-89芯片。

设置78L05/SOT-89芯片具有稳压的作用，能使内部电路实现限流和热保护，同时可以消除噪声影响，消除和单点调节相关的分散问题。

具体实施例6：

如图5所示，本实施例是在具体实施例2的基础上对电能计量模块进行了进一步的说明，上述电能计量模块33的主控芯片为HLW8012芯片，HLW8012芯片的输入端与DC-DC隔离模块32的输出端相连，HLW8012芯片的输出端与单片机11的输入端相连。

由R10的锰铜电阻进行电流信号的采集，并通过HLW8012芯片进行电流计算；由R12-R15和R18的分压电路进行电压采集，并通过HLW8012芯片进行电压计算，HLW8012芯片的CF1和CF引脚可以输出电量脉冲、电压或者电流脉冲。

具体实施例7：

本实施例是在具体实施例6的基础上增设了PS2811-1芯片，上述HLW8012芯片的输出端与单片机11的输入端相连的电路上还连有PS2811-1芯片。

PS2811-1芯片具有隔离光耦的作用，采集到电路的相关信息后，在将信息传递给单片机的过程中经过隔离光耦，能避免信号的干扰。

具体实施例8：

如图11所示，本实施例是在具体实施例1的基础上增设了夜间指示灯罩，上述主控电路板1、插座结构件2和电源电路板3组装后固定在插座底壳内，插座底壳壳盖4的表面设有突起的夜间指示灯罩5，夜间指示灯罩内设有荧光指示灯，夜间指示灯罩5的顶部和底部分别设有进风口和出风口，夜间指示灯罩的进风口通过风管6与微型风机7相连。

设置荧光指示灯能让人们在夜里很容易就找到插座，而在夜间指示灯罩的顶部和底部分别设置进风口和出风口，这样通过启动风机就能对插座底壳壳盖表面的灰尘进行清理，这样清理起来方便快捷。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种能进行远程控制的智能计量插座，包括从上到下依次设置的主控电路板（1）、插座结构件（2）和电源电路板（3），其特征在于：所述插座结构件（2）与市电网连接，插座结构件（2）与市电网连接的电路上设有继电开关，电源电路板（3）和主控电路板（1）通过铜柱连接，电源电路板（3）上设有取电模块（31）和DC-DC隔离模块（32），取电模块（31）的输入端与市电网相连，取电模块（31）的输出端与DC-DC隔离模块（32）的输入端相连，DC-DC隔离模块（32）的输出端与主控电路板（1）相连，主控电路板（1）上包括单片机（11）、zigbee模块（12）和继电模块（13），单片机（11）与zigbee模块（12）相互连接，单片机（11）的输出端与继电模块（13）的输入端相连，继电模块（13）的输出端与继电开关相连，所述单片机（11）的输入端和输出端还分别连有触控模块（14）和显示模块（15），zigbee模块（12）与网关相互连接，网关与移动终端设备相互连接。

2.根据权利要求1所述的能进行远程控制的智能计量插座，其特征在于：所述电源电路板（3）上还设有电能计量模块（33），电能计量模块（33）的输入端与DC-DC隔离模块（32）的输出端相连，电能计量模块（33）的输出端与单片机（11）的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的能进行远程控制的智能计量插座，其特征在于：所述触控模块（14）为SW-SPST按键开关，显示模块（15）为LED灯。

4.根据权利要求1所述的能进行远程控制的智能计量插座，其特征在于：所述取电模块（31）的主控芯片为LNK306芯片，LNK306芯片的输入端与市电网相连，LNK306芯片的输出端与DC-DC隔离模块（32）的输入端相连，DC-DC隔离模块（32）包括B1205XT-2WR2芯片和HT7233芯片，B1205XT-2WR2芯片的输入端与LNK306芯片的输出端相连，B1205XT-2WR2芯片的输出端与HT7233芯片的输入端相连，HT7233芯片的输出端与主控电路板（1）相连，所述单片机（11）的主控芯片为STM32F103C8T6芯片，zigbee模块（12）的主控芯片为zigbee芯片，继电模块（13）的主控芯片为L9110S芯片，STM32F103C8T6芯片与zigbee芯片相互连接，STM32F103C8T6芯片的输出端与L9110S芯片的输入端相连，L9110S芯片的输出端与继电开关的输入端相连，所述继电开关的型号为ADW1205HLW。

5.根据权利要求4所述的能进行远程控制的智能计量插座，其特征在于：所述LNK306芯片的输出端与B1205XT-2WR2芯片的输入端相连的电路上还连有78L05/SOT-89芯片。

6.根据权利要求2所述的能进行远程控制的智能计量插座，其特征在于：所述电能计量模块（33）的主控芯片为HLW8012芯片，HLW8012芯片的输入端与DC-DC隔离模块（32）的输出端相连，HLW8012芯片的输出端与单片机（11）的输入端相连。

7.根据权利要求6所述的能进行远程控制的智能计量插座，其特征在于：所述HLW8012芯片的输出端与单片机（11）的输入端相连的电路上还连有PS2811-1芯片。

8.根据权利要求1所述的能进行远程控制的智能计量插座，其特征在于：所述主控电路板（1）、插座结构件（2）和电源电路板（3）组装后固定在插座底壳内，插座底壳壳盖（4）的表面设有突起的夜间指示灯罩（5），夜间指示灯罩内设有荧光指示灯，夜间指示灯罩（5）的顶部和底部分别设有进风口和出风口，夜间指示灯罩的进风口通过风管（6）与微型风机（7）相连。