CN208352641U - 一种智能插座及智能插座系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种智能插座及智能插座系统，所述智能插座包括电源电路、信号采集电路、信号处理电路；所述电源电路分别连接信号采集电路、信号处理电路；所述信号处理电路连接信号采集电路；所述信号采集电路用以采集电路的电压及电流，并将采集数据发送至所述信号处理电路；所述信号处理电路用以根据所述信号采集电路发送的电压及电流判断是否需要切断对应线路。本实用新型提出的智能插座及智能插座系统，可在意外发生时自动切断电源，有效避免意外故障导致的危害蔓延。

Description

一种智能插座及智能插座系统

技术领域

本实用新型属于电子信息技术领域，涉及一种智能插座，尤其涉及一种智能插座系统。

背景技术

插座，又称电源插座、开关插座。插座是指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；这样便于与其他电路接通。通过线路与铜件之间的连接与断开，来达到最终达到该部分电路的接通与断开。

现有的插座的开关都是通过人为控制的，在出现电力意外时无法主动断开，这样会威胁人们的生命及财产安全。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的插座，以便克服现有插座存在的上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智能插座，可在意外发生时自动切断电源，有效避免意外故障导致的危害蔓延。

此外，本实用新型还提供一种智能插座系统，可在意外发生时自动切断电源，有效避免意外故障导致的危害蔓延。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能插座，所述智能插座包括：电源电路、信号采集电路、信号处理电路；

所述电源电路分别连接信号采集电路、信号处理电路；所述信号处理电路连接信号采集电路；

所述信号采集电路用以采集各插头的电压及电流，并将采集数据发送至所述信号处理电路；

所述信号处理电路用以根据所述信号采集电路发送的电压及电流提取频谱，根据电流大小和电流/电压的频谱确定是否需要切断对应线路。

作为本实用新型的一种优选方案，所述信号采集电路包括：直接采集电路、电压采集电路、带通电路、负载检测电路。

作为本实用新型的一种优选方案，所述信号采集电路包括：第一芯片U1、第一二极管D1、第三ESD二极管Z3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9、第二一电容C21、第二二电容C22、第八旦电容C8、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一一电阻R11、第一二电阻R12、第一三电阻R13、第一四电阻R14、第一五电阻R15、第一六电阻R16、第四五电阻R45；

所述第一芯片U1包括信号放大器U1A、参考电源放大器U1B、带通放大器U1C、低频放大负载检测放大器U1D；

所述第四电阻R4的第一端连接IN信号，第四电阻R4的第二端分别连接第一一电阻R11的第一端、第一电容C1的第二端、第四电容C4的第一端；第一一电阻R11的第二端接地，第一电容C1的第一端分别连接第三电阻R3的第一端、第一芯片U1的第八管脚即带通放大器U1C的输出管脚、第五电容C5的第一端；第四电容C4的第二端分别连接第三电阻R3的第二端、第一芯片U1的第九管脚即带通放大器U1C的负极信号输入管脚；第一芯片U1的第一一管脚接地，第一芯片U1的第四管脚连接第八旦电容C8的第二端、VCC_33_S信号，第八旦电容C8的第一端接地；

所述第五电容C5的第二端分别连接第一二电阻R12的第一端、第一芯片U1的第三管脚即信号放大器U1A的正极输入管脚，第一二电阻R12的第二端接地；第一芯片U1的第二管脚即信号放大器U1A的负极输入管脚分别连接第一三电阻R13的第一端、第九电阻R9的第一端；第一三电阻R13的第二端接地，第一芯片U1的第一管脚即信号放大器U1A的输出管脚分别连接第九电阻R9的第二端、第一二极管D1的正极；第一二极管D1的负极连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第七电阻R7的第一端、OUT信号，第三电容C3的第二端、第七电阻R7的第二端分别接地；

所述第一电阻R1的第一端连接VCC_33_S信号，第一电阻R1的第二端分别连接第五电阻R5的第一端、第六电容C6的第一端、第一芯片U1的第五管脚即参考电源放大器U1B的正极输入管脚；第五电阻R5的第二端、第六电容C6的第二端接地；第一芯片U1的第七管脚即参考电源放大器U1B的输出管脚分别连接第一四电阻R14的第一端、第一芯片U1的第六管脚即参考电源放大器U1B的负极输入管脚；第一四电阻R14的第二端分别连接第一五电阻R15的第二端、第九电容C9的第一端、VCC/2信号；第一五电阻R15的第一端连接VCC/2_TEST信号，第九电容C9的第二端接地；

所述第八电阻R8的第一端连接VCC/2信号，第八电阻R8的第二端分别连接第二电容C2的第一端、第六电阻R6的第一端、第一芯片U1的第一三管脚即带通放大器U1C的负极输入管脚；第一芯片U1的第一四管脚即带通放大器U1C的输出管脚分别连接第二电容C2的第二端、第六电阻R6的第二端、第十电阻R10的第一端，第十电阻R10的第二端连接WAK1信号；第一六电阻R16的第一端连接IN信号，第一六电阻R16的第二端分别连接第七电容C7的第一端、第一芯片U1的第一二管脚即带通放大器U1C的正极输入管脚，第七电容C7的第二端接地；

所述第二一电容C21的第一端接地，第二一电容C21的第二端分别连接IN信号、第四五电阻R45的第一端，第四五电阻R45的第二端分别连接第三ESD二极管Z3的负极、第二二电容C22的第一端、TST信号；第三ESD二极管Z3的正极、第二二电容C22的第二端接地。

作为本实用新型的一种优选方案，所述信号处理电路包括第五芯片U5、第一晶振OSC1、第二晶振OSC2，第五芯片U5分别连接第一晶振OSC1、第二晶振OSC2；

所述第五芯片U5的部分管脚作为信息采集管脚，第五芯片U5的部分管脚作为信息输出管脚。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电源电路包括第六芯片U6、第七芯片U7、整流桥D4、第一电感L1、第二电感L2、第三二极管D3、第八二极管D8、第九二极管D9、第一一二极管D11、第七ESD二极管Z7、第一焊盘PAD1、第一压敏电阻VCR1、第四四电容C44、第四五电容C45、第四六电容C46、第四七电容C47、第四九电容C49、第五零电容C50,第五一电容C51、第五二电容C52、第X一电容CX1、第五七电阻R57、第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62、第六三电阻R63、第六六电阻R66、第六七电阻R67、第六八电阻R68、第六九电阻R69、第七零电阻R70、第七一电阻R71、第七三电阻R73、第七四电阻R74、第七五电阻R75；

所述第一压敏电阻VCR1的第一端分别连接第X一电容CX1的第二端、第六七电阻R67的第一端、第一焊盘PAD1，第一压敏电阻VCR1的第二端分别连接第X一电容CX1的第一端、第五七电阻R57的第一端；

第五七电阻R57的第二端连接整流桥D4的第一端，第六七电阻R67的第二端连接整流桥D4的第三端；整流桥D4的第二端分别连接第三二极管D3的负极、第五九电阻R59的第一端、第八二极管D8的正极；整流桥D4的第四端、第三二极管D3的正极接地；

第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62依次串联；第六二电阻R62的第二端分别连接第六六电阻R66的第一端、第六三电阻R63的第一端、第四四电容C44的第一端，第六六电阻R66的第二端、第四四电容C44的第二端分别接地，第六三电阻R63的第二端连接VTEST信号；

所述第八二极管D8连接第二电感L2的第一端，第二电感L2的第二端分别连接第六芯片U6的第四管脚、第六八电阻R68的第一端、第四六电容C46的第一端；第六八电阻R68的第二端连接第七零电阻R70的第一端，第七零电阻R70的第二端分别连接第七三电阻R73的第一端、第四六电容C46的第二端、第五一电容C51的第一端；第七三电阻R73的第二端连接第七四电阻R74的第一端，第七四电阻R74的第二端接地，第五一电容C51的第二端接地；

所述第六芯片U6的第二管脚分别连接第六九电阻R69的第二端、第七一电阻R71的第一端；所述第六芯片U6的第一管脚连接第五零电容C50的第一端；第五零电容C50的第二端分别连接第六芯片U6的第五管脚、第六管脚、第七管脚、第八管脚，以及第一一二极管D11的负极、第七一电阻R71的第二端、第四七电容C47的第二端、第一电感L1的第一端；

第六九电阻R69的第一端分别连接第九二极管D9的负极、第四七电容C47的第一端；第九二极管D9的正极分别连接第七芯片U7的第二管脚、第一电感L1的第二端、第七五电阻R75的第一端、第七ESD二极管Z7的负极、第五二电容C52的第一端、VCC12信号；第七五电阻R75的第二端、第七ESD二极管Z7的正极、第五二电容C52的第二端接地；

所述第七芯片U7的第一管脚接地，第七芯片U7的第三管脚分别连接第四九电容C49的第一端、第四五电容C45的第一端、VCC_33信号；第四九电容C49的第二端、第四五电容C45的第二端接地。

作为本实用新型的一种优选方案，所述智能插座还包括与信号处理电路连接的功率切换电路，用以切换插座的功率。

作为本实用新型的一种优选方案，所述功率切换电路包括第一电流传感器B1、第一继电器J1、第二MOS管V2、第一五二极管D15、第二焊盘PAD2、第三焊盘PAD3、第六零电容C60、第六一电容C61、第九三电阻R93、第九四电阻R94；

所述第一电流传感器B1的第一端连接IN信号，第一电流传感器B1的第三端连接VCC/2信号，第一电流传感器B1的第八端连接第一继电器J1的第四端，第一电流传感器B1的第七端连接第三焊盘PAD3；第一继电器J1的第三端连接第二焊盘PAD2；

第一继电器J1的第一端分别连接第六零电容C60的第二端、第一五二极管D15的负极、VCC12信号；第六零电容C60的第一端接地，第一五二极管D15的正极连接第一继电器J1的第二端、第二MOS管V2的漏极；

第二MOS管V2的栅极分别连接第九三电阻R93的第二端、第九四电阻R94的第一端、第六一电容C61的第一端；第九三电阻R93的第一端连接SCR_OUT信号，第九四电阻R94的第二端、第六一电容C61的第二端、第二MOS管V2的源极接地。

作为本实用新型的一种优选方案，所述智能插座还包括信号采集同步电路；

所述信号采集同步电路包括第三芯片U3、第一ESD二极管Z1、第二ESD二极管Z2、第一九电容C19、第二三电容C23、第二四电容C24、第三四电阻R34、第三五电阻R35、第四零电阻R40、第四一电阻R41、第四四电阻R44、第四七电阻R47、第四八电阻R48；

所述第三芯片U3的第一端即正极输入端连接第四一电阻R41的第二端、第二ESD二极管Z2的负极、第二四电容C24的第一端、第四八电阻R48的第一端；第四一电阻R41的第一端连接第三五电阻R35，第二ESD二极管Z2的正极、第二四电容C24的第二端、第四八电阻R48的第二端分别接地；

所述第三芯片U3的第三端即负极输入端连接第四零电阻R40的第二端、第一ESD二极管Z1的负极、第二三电容C23的第一端、第四七电阻R47的第一端；第四零电阻R40的第一端连接第三四电阻R34，第一ESD二极管Z1的正极、第二三电容C23的第二端、第四七电阻R47的第二端分别接地。

作为本实用新型的一种优选方案，所述智能插座还包括人机交互电路、蓝牙通讯电路，人机交互电路、蓝牙通讯电路分别连接信号处理电路。

作为本实用新型的一种优选方案，所述信号采集电路包括电压采集电路、电流采集电路，电压采集电路用以实时采集电路的电压数据，电流采集电路用以实时检测电路的电流数据；

所述信号处理电路包括过压检测电路、过流检测电路，过压检测电路用以对电压采集电路采集的电压数据进行过压检测，过流检测电路用以对电流采集电路采集的电流数据进行过流检测。

一种的智能插座系统，所述智能插座系统包括至少一智能插座、至少一移动终端；所述智能插座为上述的智能插座；

所述移动终端、智能插座均包括无线通讯单元，移动终端通过无线通讯单元能与智能插座无线通讯，向对应智能插座发送控制命令。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的智能插座及智能插座系统，可在意外发生时自动切断电源，有效避免意外故障导致的危害蔓延。

附图说明

图1为本实用新型智能插座的组成示意图。

图2为本实用新型智能插座中电源电路的电路示意图。

图3为本实用新型智能插座中信号处理电路的电路示意图。

图4为本实用新型智能插座中信号采集电路的电路示意图。

图5为本实用新型智能插座中信号采集同步电路的电路示意图。

图6为本实用新型智能插座中功率切换电路的电路示意图。

图7为本实用新型智能插座中人机交互电路的电路示意图。

图8为本实用新型智能插座中蓝牙通讯电路的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本实用新型揭示了一种智能插座，所述智能插座包括：电源电路7、信号采集电路2、信号处理电路1、功率切换电路4、信号采集同步电路3、人机交互电路5、蓝牙通讯电路6。所述电源电路7分别连接信号采集电路2、信号处理电路1、功率切换电路4、信号采集同步电路3、人机交互电路5、蓝牙通讯电路6；所述信号处理电路1分别连接信号采集电路2、功率切换电路4、信号采集同步电路3、人机交互电路5、蓝牙通讯电路6。

所述信号采集电路用以采集各插头的电压及电流，并将采集数据发送至所述信号处理电路。所述信号处理电路用以根据所述信号采集电路发送的电压及电流提取频谱，根据电流大小和电流/电压的频谱确定是否需要切断对应线路。当然，信号处理电路还用以控制功率切换电路、信号采集同步电路、人机交互电路、蓝牙通讯电路的工作。

所述功率切换电路，用以切换插座的功率。所述信号采集同步电路主要实现采集数据的严格对齐，方便后面计算以及判决。

所述智能插座还包括人机交互电路、蓝牙通讯电路，人机交互电路、蓝牙通讯电路分别连接信号处理电路。

【电源电路】

请参阅图2，所述电源电路包括第六芯片U6、第七芯片U7、整流桥D4、第一电感L1、第二电感L2、第三二极管D3、第八二极管D8、第九二极管D9、第一一二极管D11、第七ESD二极管Z7、第一焊盘PAD1、第一压敏电阻VCR1、第四四电容C44、第四五电容C45、第四六电容C46、第四七电容C47、第四九电容C49、第五零电容C50,第五一电容C51、第五二电容C52、第X一电容CX1、第五七电阻R57、第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62、第六三电阻R63、第六六电阻R66、第六七电阻R67、第六八电阻R68、第六九电阻R69、第七零电阻R70、第七一电阻R71、第七三电阻R73、第七四电阻R74、第七五电阻R75。

所述第一压敏电阻VCR1的第一端分别连接第X一电容CX1的第二端、第六七电阻R67的第一端、第一焊盘PAD1，第一压敏电阻VCR1的第二端分别连接第X一电容CX1的第一端、第五七电阻R57的第一端。

第五七电阻R57的第二端连接整流桥D4的第一端，第六七电阻R67的第二端连接整流桥D4的第三端；整流桥D4的第二端分别连接第三二极管D3的负极、第五九电阻R59的第一端、第八二极管D8的正极；整流桥D4的第四端、第三二极管D3的正极接地。

第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62依次串联；第六二电阻R62的第二端分别连接第六六电阻R66的第一端、第六三电阻R63的第一端、第四四电容C44的第一端，第六六电阻R66的第二端、第四四电容C44的第二端分别接地，第六三电阻R63的第二端连接VTEST信号。

所述第八二极管D8连接第二电感L2的第一端，第二电感L2的第二端分别连接第六芯片U6的第四管脚、第六八电阻R68的第一端、第四六电容C46的第一端；第六八电阻R68的第二端连接第七零电阻R70的第一端，第七零电阻R70的第二端分别连接第七三电阻R73的第一端、第四六电容C46的第二端、第五一电容C51的第一端；第七三电阻R73的第二端连接第七四电阻R74的第一端，第七四电阻R74的第二端接地，第五一电容C51的第二端接地。

所述第六芯片U6的第二管脚分别连接第六九电阻R69的第二端、第七一电阻R71的第一端；所述第六芯片U6的第一管脚连接第五零电容C50的第一端；第五零电容C50的第二端分别连接第六芯片U6的第五管脚、第六管脚、第七管脚、第八管脚，以及第一一二极管D11的负极、第七一电阻R71的第二端、第四七电容C47的第二端、第一电感L1的第一端。

第六九电阻R69的第一端分别连接第九二极管D9的负极、第四七电容C47的第一端；第九二极管D9的正极分别连接第七芯片U7的第二管脚、第一电感L1的第二端、第七五电阻R75的第一端、第七ESD二极管Z7的负极、第五二电容C52的第一端、VCC12信号；第七五电阻R75的第二端、第七ESD二极管Z7的正极、第五二电容C52的第二端接地。

所述第七芯片U7的第一管脚接地，第七芯片U7的第三管脚分别连接第四九电容C49的第一端、第四五电容C45的第一端、VCC_33信号；第四九电容C49的第二端、第四五电容C45的第二端接地。电源电路的具体组成可参考图2及表1。

表1电源电路元件组成表

【信号处理电路】

请参阅图3，所述信号处理电路包括第五芯片U5、第一晶振OSC1、第二晶振OSC2，第五芯片U5分别连接第一晶振OSC1、第二晶振OSC2。所述第五芯片U5的部分管脚作为信息采集管脚，第五芯片U5的部分管脚作为信息输出管脚。信号处理电路的具体组成可参考图3及表2。

表2信号处理电路元件组成表

【信号采集电路】

请参阅图4(结合图2)，所述信号采集电路包括了C21、R45、Z3、C22的直接采集部分，R59、R61、R62、R66、R63、C44的电压采集部分，由R4、R11、C1、C4、R3、C8、U1C、C5、R12、R13、R9、U1A、D1、R2、C3、R7组成的带通部分，R15链接的VCC/2_TEST,以及R8、R16、C7、C2、R6、R10、U1D组成的负载检测部分。

所述信号采集电路包括：第一芯片U1、第一二极管D1、第三ESD二极管Z3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9、第二一电容C21、第二二电容C22、第八旦电容C8、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一一电阻R11、第一二电阻R12、第一三电阻R13、第一四电阻R14、第一五电阻R15、第一六电阻R16、第四五电阻R45。

所述第一芯片U1包括信号放大器U1A、参考电源放大器U1B、带通放大器U1C、低频放大负载检测放大器U1D。

所述第四电阻R4的第一端连接IN信号，第四电阻R4的第二端分别连接第一一电阻R11的第一端、第一电容C1的第二端、第四电容C4的第一端；第一一电阻R11的第二端接地，第一电容C1的第一端分别连接第三电阻R3的第一端、第一芯片U1的第八管脚即带通放大器U1C的输出管脚、第五电容C5的第一端；第四电容C4的第二端分别连接第三电阻R3的第二端、第一芯片U1的第九管脚即带通放大器U1C的负极信号输入管脚；第一芯片U1的第一一管脚接地，第一芯片U1的第四管脚连接第八旦电容C8的第二端、VCC_33_S信号，第八旦电容C8的第一端接地。

所述第五电容C5的第二端分别连接第一二电阻R12的第一端、第一芯片U1的第三管脚即信号放大器U1A的正极输入管脚，第一二电阻R12的第二端接地；第一芯片U1的第二管脚即信号放大器U1A的负极输入管脚分别连接第一三电阻R13的第一端、第九电阻R9的第一端；第一三电阻R13的第二端接地，第一芯片U1的第一管脚即信号放大器U1A的输出管脚分别连接第九电阻R9的第二端、第一二极管D1的正极；第一二极管D1的负极连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第七电阻R7的第一端、OUT信号，第三电容C3的第二端、第七电阻R7的第二端分别接地。

所述第一电阻R1的第一端连接VCC_33_S信号，第一电阻R1的第二端分别连接第五电阻R5的第一端、第六电容C6的第一端、第一芯片U1的第五管脚即参考电源放大器U1B的正极输入管脚；第五电阻R5的第二端、第六电容C6的第二端接地；第一芯片U1的第七管脚即参考电源放大器U1B的输出管脚分别连接第一四电阻R14的第一端、第一芯片U1的第六管脚即参考电源放大器U1B的负极输入管脚；第一四电阻R14的第二端分别连接第一五电阻R15的第二端、第九电容C9的第一端、VCC/2信号；第一五电阻R15的第一端连接VCC/2_TEST信号，第九电容C9的第二端接地。

所述第八电阻R8的第一端连接VCC/2信号，第八电阻R8的第二端分别连接第二电容C2的第一端、第六电阻R6的第一端、第一芯片U1的第一三管脚即带通放大器U1C的负极输入管脚；第一芯片U1的第一四管脚即带通放大器U1C的输出管脚分别连接第二电容C2的第二端、第六电阻R6的第二端、第十电阻R10的第一端，第十电阻R10的第二端连接WAK1信号；第一六电阻R16的第一端连接IN信号，第一六电阻R16的第二端分别连接第七电容C7的第一端、第一芯片U1的第一二管脚即带通放大器U1C的正极输入管脚，第七电容C7的第二端接地。

所述第二一电容C21的第一端接地，第二一电容C21的第二端分别连接IN信号、第四五电阻R45的第一端，第四五电阻R45的第二端分别连接第三ESD二极管Z3的负极、第二二电容C22的第一端、TST信号；第三ESD二极管Z3的正极、第二二电容C22的第二端接地。信号采集电路的具体组成可参考图4及表3。

表3信号采集电路元件组成表

【信号采集同步电路】

请参阅图5，所述信号采集同步电路包括第三芯片U3、第一ESD二极管Z1、第二ESD二极管Z2、第一九电容C19、第二三电容C23、第二四电容C24、第三四电阻R34、第三五电阻R35、第四零电阻R40、第四一电阻R41、第四四电阻R44、第四七电阻R47、第四八电阻R48。

所述第三芯片U3的第一端即正极输入端连接第四一电阻R41的第二端、第二ESD二极管Z2的负极、第二四电容C24的第一端、第四八电阻R48的第一端；第四一电阻R41的第一端连接第三五电阻R35，第二ESD二极管Z2的正极、第二四电容C24的第二端、第四八电阻R48的第二端分别接地。

所述第三芯片U3的第三端即负极输入端连接第四零电阻R40的第二端、第一ESD二极管Z1的负极、第二三电容C23的第一端、第四七电阻R47的第一端；第四零电阻R40的第一端连接第三四电阻R34，第一ESD二极管Z1的正极、第二三电容C23的第二端、第四七电阻R47的第二端分别接地。信号采集同步电路的具体组成可参考图5及表4。

为了对信号的精确采集，本实用新型智能插座的电路包含了一个相位同步电路，主要实现采集数据的严格对齐，方便进行后续处理。

表4信号采集同步电路元件组成表

【功率切换电路】

请参阅图6，所述功率切换电路包括第一电流传感器B1、第一继电器J1、第二MOS管V2、第一五二极管D15、第二焊盘PAD2、第三焊盘PAD3、第六零电容C60、第六一电容C61、第九三电阻R93、第九四电阻R94；

所述第一电流传感器B1的第一端连接IN信号，第一电流传感器B1的第三端连接VCC/2信号，第一电流传感器B1的第八端连接第一继电器J1的第四端，第一电流传感器B1的第七端连接第三焊盘PAD3；第一继电器J1的第三端连接第二焊盘PAD2；

第一继电器J1的第一端分别连接第六零电容C60的第二端、第一五二极管D15的负极、VCC12信号；第六零电容C60的第一端接地，第一五二极管D15的正极连接第一继电器J1的第二端、第二MOS管V2的漏极；

第二MOS管V2的栅极分别连接第九三电阻R93的第二端、第九四电阻R94的第一端、第六一电容C61的第一端；第九三电阻R93的第一端连接SCR_OUT信号，第九四电阻R94的第二端、第六一电容C61的第二端、第二MOS管V2的源极接地。功率切换电路的具体组成可参考图6及表5。

表5功率切换电路元件组成表

【人机交互电路】

人机交互电路包括按键、若干LED灯，用以将用户对按键的操作信号发送至信号处理电路，并将对应的设定信息通过各个LED灯显示。

所述按钮开关可供用户操作，用来实现简单的参数设定(如设定工作时间)。如，可以设定：指示灯LED从全部熄灭到点亮一个、点亮2个、点亮3个和点亮4个。分别表示一个小时、2个小时、三个小时后断电，或者一直供电。

请参阅图7，简单的人机交互电路如图7所示，人机交互电路的具体元件组成及连接关系可参考图7及表6。

表6人机交互电路元件组成表

【蓝牙通讯电路】

为了适应当前日益普及的物联网概念，本实用新型包含一个独立的低功耗的蓝牙模块(图8)。主要用来和手机以及电脑互联，实现参数的无线设置以及运行状态的读取。对产品供电时间，保护电流设置、保护电压设置以及电器打火阀值设置；并且可以读回设置参数以及上一次切断的原因和切断时的负载参数。

蓝牙通讯电路作为无线通讯的一种方式，可以让智能插座与手机等移动终端无线连接。当然，也可以采用其他无线通讯方式，如红外通讯模块、Wifi通讯模块等等。

请参阅图8，本实施例中，蓝牙通讯电路的组成可参照图8所示，当然也可以采用其他电路结构。

本实用新型智能插座的特点时带了一个特别设计的信号检出电路，用来识别负载情况(负载断开还是负载接入)，以及检测出负载或者电力线是否存在电器打火的情况。同时强大的32位单片机还负责采集电流(图5中的第一电流传感器B1)，采集电源电压(图2中的VTEST),通过算法对电压和电流进行FFT转换，转换后的数据再加上信号检出电路的数据汇总后，根据负载健康状态进行综合控制。

工作原理：

把产品插入常规插座，要要使用的电器插入产品插座。手动按面板按钮，指示灯LED从全部熄灭到点亮一个、点亮2个、点亮3个和点亮4个。分别表示一个小时、2个小时、三个小时后断电，或者一直供电。或者用户可以使用手机APP来控制或者设置插座的工作模式和时间。

智能插座在几种条件下会自动切断电源，1：当设置的时间到达时。2：当供电电压过高是。3当负载电流超过设计值时。4当负载异常，回路有打火，存在电器火灾风险时。

实施例二

一种的智能插座系统，所述智能插座系统包括至少一智能插座、至少一移动终端；所述智能插座为实施例一种描述的智能插座。

所述移动终端、智能插座均包括无线通讯单元，移动终端通过无线通讯单元能与智能插座无线通讯，向对应智能插座发送控制命令。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述信号采集电路包括电压采集电路、电流采集电路，电压采集电路用以实时采集电路的电压数据，电流采集电路用以实时检测电路的电流数据。

所述信号处理电路包括过压检测电路、过流检测电路，过压检测电路用以对电压采集电路采集的电压数据进行过压检测，过流检测电路用以对电流采集电路采集的电流数据进行过流检测。过压检测电路、过流检测电路通过确定电路回路出现打火起电弧，通过频谱和判决条件判断电压、电流是否有异常。

实施例四

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，本实用新型智能插座包含了电器起火风险检测断电功能能，按键设置工作时间，LED显示工作状态，以及蓝牙参数设定与参数读取，以及最后一次断电时的参数保存与读取功能。

本实用新型的智能插座带有电器起火检测以及电器打火自动切断功能，同时还包含了过压检测断电功能，过流检测断电功能，并且参数点可以在一定范围用户自己设定。

综上所述，本实用新型提出的智能插座及智能插座系统，可在意外发生时自动切断电源，有效避免意外故障导致的危害蔓延。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种智能插座，其特征在于，所述智能插座包括：电源电路、信号采集电路、信号处理电路；

所述电源电路分别连接信号采集电路、信号处理电路；所述信号处理电路连接信号采集电路；

所述信号采集电路用以采集各插头的电压及电流，并将采集数据发送至所述信号处理电路；

所述信号处理电路用以根据所述信号采集电路发送的电压及电流提取频谱，根据电流大小和电流/电压的频谱确定是否需要切断对应线路。

2.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于：

所述信号采集电路包括：直接采集电路、电压采集电路、带通电路、负载检测电路。

3.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于：

所述信号采集电路包括：第一芯片U1、第一二极管D1、第三ESD二极管Z3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9、第二一电容C21、第二二电容C22、第八旦电容C8、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一一电阻R11、第一二电阻R12、第一三电阻R13、第一四电阻R14、第一五电阻R15、第一六电阻R16、第四五电阻R45；

所述第一芯片U1包括信号放大器U1A、参考电源放大器U1B、带通放大器U1C、低频放大负载检测放大器U1D；

所述第四电阻R4的第一端连接IN信号，第四电阻R4的第二端分别连接第一一电阻R11的第一端、第一电容C1的第二端、第四电容C4的第一端；第一一电阻R11的第二端接地，第一电容C1的第一端分别连接第三电阻R3的第一端、第一芯片U1的第八管脚即带通放大器U1C的输出管脚、第五电容C5的第一端；第四电容C4的第二端分别连接第三电阻R3的第二端、第一芯片U1的第九管脚即带通放大器U1C的负极信号输入管脚；第一芯片U1的第一一管脚接地，第一芯片U1的第四管脚连接第八旦电容C8的第二端、VCC_33_S信号，第八旦电容C8的第一端接地；

所述第五电容C5的第二端分别连接第一二电阻R12的第一端、第一芯片U1的第三管脚即信号放大器U1A的正极输入管脚，第一二电阻R12的第二端接地；第一芯片U1的第二管脚即信号放大器U1A的负极输入管脚分别连接第一三电阻R13的第一端、第九电阻R9的第一端；第一三电阻R13的第二端接地，第一芯片U1的第一管脚即信号放大器U1A的输出管脚分别连接第九电阻R9的第二端、第一二极管D1的正极；第一二极管D1的负极连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第七电阻R7的第一端、OUT信号，第三电容C3的第二端、第七电阻R7的第二端分别接地；

所述第一电阻R1的第一端连接VCC_33_S信号，第一电阻R1的第二端分别连接第五电阻R5的第一端、第六电容C6的第一端、第一芯片U1的第五管脚即参考电源放大器U1B的正极输入管脚；第五电阻R5的第二端、第六电容C6的第二端接地；第一芯片U1的第七管脚即参考电源放大器U1B的输出管脚分别连接第一四电阻R14的第一端、第一芯片U1的第六管脚即参考电源放大器U1B的负极输入管脚；第一四电阻R14的第二端分别连接第一五电阻R15的第二端、第九电容C9的第一端、VCC/2信号；第一五电阻R15的第一端连接VCC/2_TEST信号，第九电容C9的第二端接地；

所述第八电阻R8的第一端连接VCC/2信号，第八电阻R8的第二端分别连接第二电容C2的第一端、第六电阻R6的第一端、第一芯片U1的第一三管脚即带通放大器U1C的负极输入管脚；第一芯片U1的第一四管脚即带通放大器U1C的输出管脚分别连接第二电容C2的第二端、第六电阻R6的第二端、第十电阻R10的第一端，第十电阻R10的第二端连接WAK1信号；第一六电阻R16的第一端连接IN信号，第一六电阻R16的第二端分别连接第七电容C7的第一端、第一芯片U1的第一二管脚即带通放大器U1C的正极输入管脚，第七电容C7的第二端接地；

所述第二一电容C21的第一端接地，第二一电容C21的第二端分别连接IN信号、第四五电阻R45的第一端，第四五电阻R45的第二端分别连接第三ESD二极管Z3的负极、第二二电容C22的第一端、TST信号；第三ESD二极管Z3的正极、第二二电容C22的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于：

所述信号处理电路包括第五芯片U5、第一晶振OSC1、第二晶振OSC2，第五芯片U5分别连接第一晶振OSC1、第二晶振OSC2；

所述第五芯片U5的部分管脚作为信息采集管脚，第五芯片U5的部分管脚作为信息输出管脚。

5.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于：

所述电源电路包括第六芯片U6、第七芯片U7、整流桥D4、第一电感L1、第二电感L2、第三二极管D3、第八二极管D8、第九二极管D9、第一一二极管D11、第七ESD二极管Z7、第一焊盘PAD1、第一压敏电阻VCR1、第四四电容C44、第四五电容C45、第四六电容C46、第四七电容C47、第四九电容C49、第五零电容C50,第五一电容C51、第五二电容C52、第X一电容CX1、第五七电阻R57、第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62、第六三电阻R63、第六六电阻R66、第六七电阻R67、第六八电阻R68、第六九电阻R69、第七零电阻R70、第七一电阻R71、第七三电阻R73、第七四电阻R74、第七五电阻R75；

所述第一压敏电阻VCR1的第一端分别连接第X一电容CX1的第二端、第六七电阻R67的第一端、第一焊盘PAD1，第一压敏电阻VCR1的第二端分别连接第X一电容CX1的第一端、第五七电阻R57的第一端；

第五七电阻R57的第二端连接整流桥D4的第一端，第六七电阻R67的第二端连接整流桥D4的第三端；整流桥D4的第二端分别连接第三二极管D3的负极、第五九电阻R59的第一端、第八二极管D8的正极；整流桥D4的第四端、第三二极管D3的正极接地；

第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62依次串联；第六二电阻R62的第二端分别连接第六六电阻R66的第一端、第六三电阻R63的第一端、第四四电容C44的第一端，第六六电阻R66的第二端、第四四电容C44的第二端分别接地，第六三电阻R63的第二端连接VTEST信号；

所述第八二极管D8连接第二电感L2的第一端，第二电感L2的第二端分别连接第六芯片U6的第四管脚、第六八电阻R68的第一端、第四六电容C46的第一端；第六八电阻R68的第二端连接第七零电阻R70的第一端，第七零电阻R70的第二端分别连接第七三电阻R73的第一端、第四六电容C46的第二端、第五一电容C51的第一端；第七三电阻R73的第二端连接第七四电阻R74的第一端，第七四电阻R74的第二端接地，第五一电容C51的第二端接地；

所述第六芯片U6的第二管脚分别连接第六九电阻R69的第二端、第七一电阻R71的第一端；所述第六芯片U6的第一管脚连接第五零电容C50的第一端；第五零电容C50的第二端分别连接第六芯片U6的第五管脚、第六管脚、第七管脚、第八管脚，以及第一一二极管D11的负极、第七一电阻R71的第二端、第四七电容C47的第二端、第一电感L1的第一端；

第六九电阻R69的第一端分别连接第九二极管D9的负极、第四七电容C47的第一端；第九二极管D9的正极分别连接第七芯片U7的第二管脚、第一电感L1的第二端、第七五电阻R75的第一端、第七ESD二极管Z7的负极、第五二电容C52的第一端、VCC12信号；第七五电阻R75的第二端、第七ESD二极管Z7的正极、第五二电容C52的第二端接地；

所述第七芯片U7的第一管脚接地，第七芯片U7的第三管脚分别连接第四九电容C49的第一端、第四五电容C45的第一端、VCC_33信号；第四九电容C49的第二端、第四五电容C45的第二端接地。

6.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于：

所述智能插座还包括与信号处理电路连接的功率切换电路，用以切换插座的功率；

所述功率切换电路包括第一电流传感器B1、第一继电器J1、第二MOS管V2、第一五二极管D15、第二焊盘PAD2、第三焊盘PAD3、第六零电容C60、第六一电容C61、第九三电阻R93、第九四电阻R94；

所述第一电流传感器B1的第一端连接IN信号，第一电流传感器B1的第三端连接VCC/2信号，第一电流传感器B1的第八端连接第一继电器J1的第四端，第一电流传感器B1的第七端连接第三焊盘PAD3；第一继电器J1的第三端连接第二焊盘PAD2；

第一继电器J1的第一端分别连接第六零电容C60的第二端、第一五二极管D15的负极、VCC12信号；第六零电容C60的第一端接地，第一五二极管D15的正极连接第一继电器J1的第二端、第二MOS管V2的漏极；

第二MOS管V2的栅极分别连接第九三电阻R93的第二端、第九四电阻R94的第一端、第六一电容C61的第一端；第九三电阻R93的第一端连接SCR_OUT信号，第九四电阻R94的第二端、第六一电容C61的第二端、第二MOS管V2的源极接地。

7.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于：

所述智能插座还包括信号采集同步电路；

所述信号采集同步电路包括第三芯片U3、第一ESD二极管Z1、第二ESD二极管Z2、第一九电容C19、第二三电容C23、第二四电容C24、第三四电阻R34、第三五电阻R35、第四零电阻R40、第四一电阻R41、第四四电阻R44、第四七电阻R47、第四八电阻R48；

所述第三芯片U3的第一端即正极输入端连接第四一电阻R41的第二端、第二ESD二极管Z2的负极、第二四电容C24的第一端、第四八电阻R48的第一端；第四一电阻R41的第一端连接第三五电阻R35，第二ESD二极管Z2的正极、第二四电容C24的第二端、第四八电阻R48的第二端分别接地；

所述第三芯片U3的第三端即负极输入端连接第四零电阻R40的第二端、第一ESD二极管Z1的负极、第二三电容C23的第一端、第四七电阻R47的第一端；第四零电阻R40的第一端连接第三四电阻R34，第一ESD二极管Z1的正极、第二三电容C23的第二端、第四七电阻R47的第二端分别接地。

8.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于：

所述智能插座还包括人机交互电路、蓝牙通讯电路，人机交互电路、蓝牙通讯电路分别连接信号处理电路。

9.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于：

所述信号采集电路包括电压采集电路、电流采集电路，电压采集电路用以实时采集电路的电压数据，电流采集电路用以实时检测电路的电流数据；

所述信号处理电路包括过压检测电路、过流检测电路，过压检测电路用以对电压采集电路采集的电压数据进行过压检测，过流检测电路用以对电流采集电路采集的电流数据进行过流检测。

10.一种的智能插座系统，其特征在于：所述智能插座系统包括至少一智能插座、至少一移动终端；

所述智能插座为权利要求1至9之一所述的智能插座；

所述移动终端、智能插座均包括无线通讯单元，移动终端通过无线通讯单元能与智能插座无线通讯，向对应智能插座发送控制命令。