CN207676146U - 一种智能插座硬件系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能插座硬件系统，属于插座技术领域，包括MCU控制单元、控制继电器、计量模块、LCD数据显示器、WIFI模块、手机和显示器。本实用新型以智能插座为前端，结合Zigbee技术进行无线收发，具有定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，且用户可以通过计算机或者手持设备远程登录智能家居管理系统对家庭用电设备进行信息查询和控制，智能插座为家庭智能用电的节点，用于实现对家用电器的电量测量、状态监控、过压过流保护以及定时开、关控制，该节点通过Zigbee协议与家庭网关通信，实现家庭用电的智能化，方便智能产品的推广试用，其操作简单、成本低，具有很强的实用性和推广意义。

Description

一种智能插座硬件系统

技术领域

本实用新型涉及一种硬件系统，特别是涉及一种智能插座硬件系统，属于插座技术领域。

背景技术

近年来，智能化逐渐走进了我们的生活，智能家居颠覆了传统的家居生活理念，并带来了全新的生活方式，虽然电子产品已经渗透到了家居领域，但人们常用的电器插线板并不具备定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，即非智能化，或许正是由于这些原因给我们带来的很多不必要的损失和不便，如急急忙忙离家后，空空的家里还是灯火通明，电视机还在播放着节目；一些自制力较差的儿童等过分长时间沉迷于电视和网络；家中出现火灾报警，但是本人不会在家，其他电器依然会受损等。

在平常生活中，往往由于某些特殊原因给我们的生活或工作带来一些困扰和遗憾，如家中的水塔忘记抽水而造成生活的一时不便；学校的起床广播因为值班人员睡过头而推迟广播；家中的鱼缸因太久没有供氧造成鱼儿缺氧死亡；许多球迷或者新闻爱好者因为错过了开机时间而与精彩球赛或者新闻擦肩而过；一些小孩子过度沉迷于电视和网络；夏天里风扇的定时时间过短，不便于晚上分段定时使用等等。而上面的这些问题都可以通过智能插座得到解决。

随着电器产品待机能耗的迅速增长，家庭和社会付出了太多的代价，中国节能认证中心对家庭待机能耗做过的调查显示，待机能耗占到家庭电力消耗的10％左右。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是为了提供一种智能插座硬件系统，用于实现对家用电器的电量测量、状态监控、过压过流保护以及定时开、关控制。

本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种智能插座硬件系统，包括MCU控制单元、控制继电器、计量模块、LCD数据显示器、WIFI模块、手机和显示器，所述MCU控制单元分别与所述控制继电器、所述计量模块、所述LCD数据显示器、所述WIFI模块电连接，所述WIFI模块与所述手机无线通讯连接，所述手机与所述显示器电连接，所述MCU控制单元向所述LCD数据显示器实时发送电量数据，所述MCU控制单元通过所述手机的按键请求控制所述控制继电器来控制电源开关，所述MCU控制单元对所述计量模块进行配置，所述计量模块向所述MCU控制单元发送电量数据，所述WIFI模块向所述MCU控制单元请求发送数据及控制指令，所述MCU控制单元向所述WIFI模块发送电量数据，所述手机向所述WIFI模块发送指令，所述WIFI模块向所述手机发送电量数据。

优选的方案是，所述WIFI模块为基于ZigBee的无线收发芯片。

在上述任一方案中优选的是，所述无线收发芯片为CC2530芯片。

在上述任一方案中优选的是，所述MCU控制单元为具有ARM7Cortex-m3内核的STM32F103微控制器。

在上述任一方案中优选的是，所述计量模块为HLW8012芯片，所述HLW8012芯片集成内置振荡器和参考电源。

在上述任一方案中优选的是，所述计量模块还内置有寄存器。

在上述任一方案中优选的是，所述MCU控制单元对所述计量模块内的所述寄存器进行配置。

在上述任一方案中优选的是，所述LCD数据显示器用于显示插座当前的运行状态并作为人机交互的界面。

本实用新型的有益技术效果：按照本实用新型的智能插座硬件系统，本实用新型提供的智能插座硬件系统，针对现有技术存在的问题，以智能插座为前端，再结合Zigbee技术进行无线收发，具有定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，且用户可以通过计算机或者手持设备远程登录智能家居管理系统对家庭用电设备进行信息查询和控制，另一方面可以借以电力局等查询用电情况，其中智能插座为家庭智能用电的节点，用于实现对家用电器的电量测量、状态监控、过压过流保护以及定时开、关控制。该节点通过Zigbee协议与家庭网关通信，实现家庭用电的智能化，方便智能产品的推广试用，其操作简单、成本低，具有很强的实用性和推广意义。

附图说明

图1为按照本实用新型的智能插座硬件系统的一优选实施例的结构示意图；

图2为按照本实用新型的智能插座硬件系统的一优选实施例的单相电能计量芯片电路图，该实施例可以是与图1相同的实施例，也可以是与图1不同的实施例；

图3为按照本实用新型的智能插座硬件系统的一优选实施例的无线通讯模块电路图，该实施例可以是与图1或图2相同的实施例，也可以是与图1或图2不同的实施例。

图中：1-MCU控制单元，2-控制继电器，3-计量模块，4-LCD数据显示器，5-WIFI模块，6-手机，7-显示器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供的一种智能插座硬件系统，包括MCU控制单元1、控制继电器2、计量模块3、LCD数据显示器4、WIFI模块5、手机6和显示器7，所述MCU控制单元1分别与所述控制继电器2、所述计量模块3、所述LCD数据显示器4、所述WIFI模块5电连接，所述WIFI模块5与所述手机6无线通讯连接，所述手机6与所述显示器7电连接，所述MCU控制单元1向所述LCD数据显示器4实时发送电量数据，所述MCU控制单元1通过所述手机6的按键请求控制所述控制继电器2来控制电源开关，所述MCU控制单元1对所述计量模块3进行配置，所述计量模块3向所述MCU控制单元1发送电量数据，所述WIFI模块5向所述MCU控制单元1请求发送数据及控制指令，所述MCU控制单元1向所述WIFI模块5发送电量数据，所述手机6向所述WIFI模块5发送指令，所述WIFI模块5向所述手机6发送电量数据。

进一步的，在本实施例中，所述WIFI模块5为基于ZigBee的无线收发芯片，所述无线收发芯片为CC2530芯片。

进一步的，在本实施例中，所述MCU控制单元1为具有ARM7Cortex-m3内核的STM32F103微控制器。

进一步的，在本实施例中，所述计量模块3为HLW8012芯片，所述HLW8012芯片集成内置振荡器和参考电源，所述计量模块3还内置有寄存器，所述MCU控制单元1对所述计量模块3内的所述寄存器进行配置。

进一步的，在本实施例中，所述LCD数据显示器4用于显示插座当前的运行状态并作为人机交互的界面。

进一步的，在本实施例中，如图2所示，电能计量电路使用HLW8012实现，功率、电压、电流等数据通过CF、CF1引脚以脉冲的方式输出，CF脚输出的脉冲频率大小即表示有功功率值，CF输出的脉冲个数表示的是用电量的信息，当SEL为高电平时，CF1输出的脉冲频率表示电压有效值，当SEL为低电平时，CF1输出的是电流有效值，HLW8012集成内置振荡器、参考电源，外围简单，包括电流、电压的采样。

进一步的，在本实施例中，如图3所示，CC2530芯片釆用的是2.4GHz的SOC片上系统，建立在基于标准协议的IEEE802.15.4之上的ZigBee协议栈Z-Stack，Z-Stack采用模块化设计方法，是基于ZigBee规范中的协议栈结构进行设计的，这样防止用户对协议栈的关键部分误改的可能性，也避免了用户在开发过程中浪费大量时间去读一些与应用实现无关的代码，在一定程度上加速了应用程序的开发。它可以建立强大的网络节点，并且成本非常低，CC2530结合了RF收发器的许多优良性能，具有业界标准的增强型8051CPU，以及系统内可编程闪存，8kBRAM和许多其它强大的功能，因为CC2530共有四种不同的闪存版本，并具有不同的运行模式，所以它尤其适应超低功耗要求的系统，而且运行模式之间的转换时间短的特点进一步确保了非常的低能源消耗CC2530非常适用于智能窗帘控制系统，该微控制器模块是整个系统的核心部分，完成对各个模块的控制以及协调整个系统的正常运转，同时也是组建智能家居内部网络的关键。

综上所述，在本实施例中，按照本实施例的智能插座硬件系统，本实施例提供的智能插座硬件系统，以智能插座为前端，再结合Zigbee技术进行无线收发，具有定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，且用户可以通过计算机或者手持设备远程登录智能家居管理系统对家庭用电设备进行信息查询和控制，另一方面可以借以电力局等查询用电情况，其中智能插座为家庭智能用电的节点，用于实现对家用电器的电量测量、状态监控、过压过流保护以及定时开、关控制。该节点通过Zigbee协议与家庭网关通信，实现家庭用电的智能化，方便智能产品的推广试用，其操作简单、成本低，具有很强的实用性和推广意义。

以上所述，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能插座硬件系统，其特征在于：包括MCU控制单元(1)、控制继电器(2)、计量模块(3)、LCD数据显示器(4)、WIFI模块(5)、手机(6)和显示器(7)，所述MCU控制单元(1)分别与所述控制继电器(2)、所述计量模块(3)、所述LCD数据显示器(4)、所述WIFI模块(5)电连接，所述WIFI模块(5)与所述手机(6)无线通讯连接，所述手机(6)与所述显示器(7)电连接，所述MCU控制单元(1)向所述LCD数据显示器(4)实时发送电量数据，所述MCU控制单元(1)通过所述手机(6)的按键请求控制所述控制继电器(2)来控制电源开关，所述MCU控制单元(1)对所述计量模块(3)进行配置，所述计量模块(3)向所述MCU控制单元(1)发送电量数据，所述WIFI模块(5)向所述MCU控制单元(1)请求发送数据及控制指令，所述MCU控制单元(1)向所述WIFI模块(5)发送电量数据，所述手机(6)向所述WIFI模块(5)发送指令，所述WIFI模块(5)向所述手机(6)发送电量数据。

2.根据权利要求1所述的一种智能插座硬件系统，其特征在于：所述WIFI模块(5)为基于ZigBee的无线收发芯片。

3.根据权利要求2所述的一种智能插座硬件系统，其特征在于：所述无线收发芯片为CC2530芯片。

4.根据权利要求1所述的一种智能插座硬件系统，其特征在于：所述MCU控制单元(1)为具有ARM7Cortex-m3内核的STM32F103微控制器。

5.根据权利要求1所述的一种智能插座硬件系统，其特征在于：所述计量模块(3)为HLW8012芯片，所述HLW8012芯片集成内置振荡器和参考电源。

6.根据权利要求5所述的一种智能插座硬件系统，其特征在于：所述计量模块(3)还内置有寄存器。

7.根据权利要求6所述的一种智能插座硬件系统，其特征在于：所述MCU控制单元(1)对所述计量模块(3)内的所述寄存器进行配置。

8.根据权利要求1所述的一种智能插座硬件系统，其特征在于：所述LCD数据显示器(4)用于显示插座当前的运行状态并作为人机交互的界面。