CN207337136U - 一种物联网交互式共享智能插排 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电插排技术领域，具体地说是一种物联网交互式共享智能插排。主要由可编程逻辑控制器‑继电器总模块，电源管理模块，485通信模块，WIFI总模块，灯光控制模块和电插排总模块组成。配合后台的APP，通过服务器与本实用新型进行通信联系。通过APP查询智能插排的位置；选择智能插排上的合适插孔，并将对应的编号输入APP中，并通过APP对用电时间、用电节奏等进行设定；APP将此信息发送到服务器，服务器下发指令，控制继电器打开，从而使得该插孔可用。本实用新型具有用电数据采集，检测充电进程、即时计量用电量并结算电费功能。定位查询，无线支付功能，极大地方便了用户用电、控电。

Description

一种物联网交互式共享智能插排

技术领域

本实用新型涉及充电插排技术领域，具体地说是一种物联网交互式共享智能插排。

背景技术

随着人们的生活水平的不断提升，家庭中的设备越来越多，因此充电设备相继增多，插排的使用范围相对比较广泛，但是一些插排就是手动断电，不能实现自动化的控制，当没有充电设备插在插排上时，插排还在通电状态，进而浪费资源，现在的插排中不能定时充电，因此现有的插排不能满足人们的工作和生活需求，不能与现提出的节约环保课题相呼应。

而随着家用电器的智能化人性化进程不断推进。而插排作为家庭中极为常见的电气设备，为各种家用电器提供了电源接口，插排的智能化将给人们生活带来极大的便利。

对于不方便拉线到充电点的居民来说，电动汽车、电动车等的充电也使得用电的便捷性矛盾进一步突出，甚至逐渐产生居民从高层住宅中飞线充电的问题。需要有这样的具有共享功能的插排，就近拉线，通过无线支付，解决充电网点少以及飞线充电问题。

目前现有技术中已有投币取点的装置，但是需要投币、验币，这样的话整个装置体积较为庞大，且内部电路结构较为简单，不能够适应多样化的充电对象对于电压、电流、无线定位、无线支付等个性化要求。存在现金交易不便，效率低，供电地点不可知的痛点。

现有技术中有基于GPRS技术的充电桩，实现了无线支付，但存在有时信号弱，影响通信效果的情况。

也有使用近距离无线通信(NFC)技术实现支付的。但存在需要增加充值设备，需要卡片支付等问题，对于未持卡片的潜在用户则会带来一定的使用壁垒。且不能够使客户及时获取附近充电点信息。

LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915MHz等。LoRa技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。

实用新型内容

针对现有技术中提到的技术问题和需求，本实用新型提供一种物联网交互式共享智能插排。

本发明主要由可编程逻辑控制器-继电器总模块，电源管理模块，485通信模块，WIFI总模块，灯光控制模块和电插排总模块组成；电插排总模块包括若干组插排接电内芯(7)和与插排接电内芯(7)相对应的指示灯(8)。可编程逻辑控制器-继电器总模块主要包括MCU模块，485总线接口，继电器组及光耦隔离器件；插排接电内芯(7)的火线或零线与继电器的常开触点相串连，由继电器控制火线或零线的通断；可编程逻辑控制器-继电器总模块通过485总线接口、485通信模块与WIFI总模块实现通信；WIFI总模块包括WIFI通信模块，通过WIFI热点从而与服务器进行数据通信；WIFI总模块和灯光控制模块均是基于支持ARDUINO编程的ESP8266EX芯片；灯光控制模块通过其上的输出控制口，控制上述指示灯(8)。

本发明以线上平台作为基础，以线下可即时交易的供电产品作为媒介，是我们应对“互联网+用电”模式所提出的解决方案。在本发明系统下，线下产品可安置在住房中，用户可自由调剂各电器的电力配给、并即时结算电费。该产品也可置于室外，作为一个出行电力供应平台、提供开放式电力服务交易。

在本发明系统中，电力将成为一份可数控的个人资产，该平台所记录的电力消费数据对于电器市场竞争、地区电力消费管理以及倡导用户节电等方面具有不可估量的推动作用，该系统的完善与推广无疑勾勒出一张“电力无处不在”的世界电网蓝图。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型整体结构框图。

图2是本实用新型电插排总模块爆炸图。

图3是本实用新型APP的使用逻辑图。

图4是本实用新型光控开关的基本原理示意图。

其中：

1-上部外壳，2-电源线出线接口，3-内芯支架壳，4-下部外壳，5-出线口，6-墙面刮板，7-插排接电内芯，8-指示灯，9-平面凹槽。

其中，图4中的：

R表示电阻、Q表示三极管、LED表示发光LED灯、C表示电容、Rp表示光敏电阻。

具体实施方式

下面结合具体附图来说明本实用新型的典型实施方式。

如图1-4所示：

一种物联网交互式共享智能插排，主要由可编程逻辑控制器-继电器总模块，电源管理模块，485通信模块，WIFI总模块，灯光控制模块和电插排总模块组成。

电插排总模块包括若干组插排接电内芯(7)和与插排接电内芯(7)相对应的指示灯(8)；可编程逻辑控制器-继电器总模块主要包括MCU模块，485总线接口，继电器组及光耦隔离器件；插排接电内芯(7)的火线或零线与继电器的常开触点相串连，由继电器控制火线或零线的通断；可编程逻辑控制器-继电器总模块通过485总线接口、485通信模块与WIFI总模块实现通信；WIFI总模块包括WIFI通信模块，通过WIFI热点从而与服务器进行数据通信；WIFI总模块和灯光控制模块均是基于支持ARDUINO编程的ESP8266EX芯片；灯光控制模块通过其上的输出控制口，控制上述指示灯(8)。

作为可选的技术方案二：所述的电源管理模块中包括储电组件，从而使得整个系统在断电的情况下维持通信功能。

作为可选的技术方案三：电插排总模块上有插孔，其特征在于还包括USB插孔，USB直接与可编程逻辑控制器-继电器总模块上的继电器常开触点相串联。

作为可选的技术方案四：所属的指示灯为RGB LED，以通过灯的颜色来指示工作状态。

作为可选的技术方案五：所述的电插排总模块的内芯支架壳(3)表面上，与各个插排接电内芯和指示灯相对应地，标有唯一的夜光编号，该编号对应了插排接电内芯(7)和指示灯(8)的物理地址。

作为可选的技术方案六：所述的电插排总模块的内芯支架壳(3)具有平面凹槽(9)，插排接电内芯(7)沿平面凹槽(9)长度方向排列。

作为可选的技术方案七：其中的WIFI无线传输功能为具有自组网功能的LORA通信模块所替代。

作为可选的技术方案八：指示灯(8)中的一枚连接至光控开关电路中，光控开关电路用以控制在光强度低的情况下，该指示灯(8)可启动；该枚指示灯(8)为LED灯。

作为可选的技术方案九：如权利要求7所述的一种物联网交互式共享智能插排，其特征在于内芯支架壳(3)上，对应各个所述的插排接电内芯(7)，设置相互独立的防水密封盖；各个防水密封盖紧邻排列，与平面凹槽(9)凹凸相配。

对于实现上述技术方案的各个模块，功能描述如下：

1、可编程逻辑控制器-继电器总模块

具有8路输入8路输出的可编程逻辑控制器(继电器输出)，集成485总线。采用ATMEGA328P微控制器，这是一种高性能、低功耗AVR8位微控制器，采用先进的RISC体系结构。可以使用Arduino IDE进行编程。

具有8路光耦隔离IO输入，支持9-24V电源输入。带8路继电器输出，支持直流、交流。

本发明的继电器部分，采用集成的485总线进行通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来。RS-485总线采用半双工工作方式，支持多点数据通信，在地址位为8位的情况下，能够支持最多256个控制节点。从而使得本发明的可支持的插孔数量相对于电器的物理密度来说，可以说不受限制。

RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。因此对于一定物理范围内的布局来说，大大降低了硬件成本。

2、WIFI总模块、灯光控制模块

均采用ALPHAESP8266。

ALPHAESP8266是基于ESP8266EX芯片设计开发的物联网无线模组。集成了TCP/IP网络协议栈的32位低功耗MCU，带10比特精度ADC，并带有HSPI、UART、PWM、I2C和I2S等接口。

支持在Arduino环境下进行编程。

WIFI总模块印制天线，需要在周围有WIFI热点的情况下，通过WIFI热点，连接到服务其中。并与服务器完成信息交互。

灯光控制模块，集成陶瓷天线，使得其通信距离在2米左右。陶瓷天线因其读取距离较近故又叫近距离天线，天线增益为2dbi，为室内使用工业级产品，采用陶瓷外壳，具抗干扰、抗雷、防水防尘能力。实现灯光控制模块与WIFI总模块之间的无线通信。

3、电插排总模块

主要由上部外壳(1)，电源线出线接口(2)，内芯支架壳(3)，下部外壳(4)，出线口(5)，墙面刮板(6)，插排接电内芯(7)，指示灯(8)组成。

上部外壳(1)，内芯支架壳(3)，下部外壳(4)，墙面刮板(6)均为绝缘材料制成的注塑壳类零件。

若干个插排接电内芯(7)分别与可编程逻辑控制器-继电器总模块上的继电器相连接，连接至继电器的常开触点。由总模块上的控制信号控制其通断。

4、光控模块的基本原理

当有光照射到光敏电阻Rp时，其阻值减小，Q1基极电压被拉低而截止，Q2基极电压升高Q2截止，LED灯灭；反之光敏电阻没有光照时，其阻值增大，Q1基极电压升高并使其导通，Q2基极电压降低，Q2饱和导通，LED等得电发光。

配合后台的APP，通过服务器与本发明进行通信联系，具体的APP使用方式及流程见附图3。总体流程为：

1、通过APP查询智能插排的位置

2、选择智能插排上的合适插孔，并将对应的编号输入APP中；并通过APP对用电时间、用电节奏等进行设定

3、APP将此信息发送到服务器，服务器下发指令，控制继电器打开，从而使得该插孔可用。

本发明的实现的主要功能及有益效果有：

1、用电数据采集，检测充电进程。使得用户能够对用电情况进行清晰的把控。

2、定位查询，方便共享用户及时查询该设备的位置。

3、无线支付，只需要使用APP即可实现取电，克服了心有技术消费不方便的缺陷。

另外，本实用新型的实施方式是表示本实用新型的内容的一例，可以进一步与其它的公知技术组合，也可以在不脱离本实用新型的主旨的范围内省略一部分等进行变更来构成。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种物联网交互式共享智能插排，主要由可编程逻辑控制器-继电器总模块，电源管理模块，485通信模块，WIFI总模块，灯光控制模块和电插排总模块组成；其特征在于：

电插排总模块包括若干组插排接电内芯(7)和与插排接电内芯(7)相对应的指示灯(8)；

可编程逻辑控制器-继电器总模块主要包括MCU模块，485总线接口，继电器组及光耦隔离器件；插排接电内芯(7)的火线或零线与继电器的常开触点相串连，由继电器控制火线或零线的通断；

可编程逻辑控制器-继电器总模块通过485总线接口、485通信模块与WIFI总模块实现通信；

WIFI总模块包括WIFI通信模块，通过WIFI热点从而与服务器进行数据通信；

WIFI总模块和灯光控制模块均是基于支持ARDUINO编程的ESP8266EX芯片；

灯光控制模块通过其上的输出控制口，控制上述指示灯(8)。

2.如权利要求1所述的一种物联网交互式共享智能插排，其特征在于所述的电源管理模块中包括储电组件，从而使得整个系统在断电的情况下维持通信功能。

3.如权利要求2所述的一种物联网交互式共享智能插排，所述的电插排总模块上有插孔，其特征在于还包括USB插孔，USB直接与可编程逻辑控制器-继电器总模块上的继电器常开触点相串联。

4.如权利要求2所述的一种物联网交互式共享智能插排，其特征在于所属的指示灯为RGB LED，以通过灯的颜色来指示工作状态。

5.如权利要求4所述的一种物联网交互式共享智能插排，其特征在于所述的电插排总模块的内芯支架壳(3)表面上，与各个插排接电内芯和指示灯相对应地，标有唯一的夜光编号，该编号对应了插排接电内芯(7)和指示灯(8)的物理地址。

6.如权利要求4所述的一种物联网交互式共享智能插排，其特征在于指示灯(8)中的一枚连接至光控开关电路中，光控开关电路用以控制在光强度低的情况下，该指示灯(8)可启动；该枚指示灯(8)为LED灯。

7.如权利要求5所述的一种物联网交互式共享智能插排，其特征在于所述的电插排总模块的内芯支架壳(3)具有平面凹槽(9)，插排接电内芯(7)沿平面凹槽(9)长度方向排列。

8.如权利要求7所述的一种物联网交互式共享智能插排，其特征在于内芯支架壳(3)上，对应各个所述的插排接电内芯(7)，设置相互独立的防水密封盖；各个防水密封盖紧邻排列，与平面凹槽(9)凹凸相配。

9.如权利要求1所述的一种物联网交互式共享智能插排，其特征在于其中的WIFI无线传输功能为具有自组网功能的LORA通信模块所替代。