CN214428861U - 智能插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能插座，包括插座板，插座板上具有插孔，还包括：控制模块，其设置在插座板上；NFC有源模块，其设置在插座板上，与控制模块连接；隔离开关，其设置在插座板上，接收控制模块发送的控制信号，用于控制智能插座的火线端与火线的通断状态；控制按键，其包括：NFC标签，其包括NFC芯片和线圈；按键开关，其连接在NFC芯片和线圈之间，用于控制NFC芯片和线圈的电路通断状态，开关闭合时，NFC标签能够与NFC有源模块通过NFC通信。本实用新型的智能插座，控制按键可以与被控电器主体分离，独立设置，两者采用NFC无线通信，可以解决传统按键存在触电风险的技术问题。

Description

智能插座

技术领域

本实用新型涉及一种智能插座。

背景技术

目前具有通断电功能的插座主要包括两种控制方式,一种是接触式的按键开关,另一种是非接触式的智能开关。

对于接触式的按键开关，其按键一般设置在插座本体上，若用户手部潮湿或者有水的情况下操作按键开关，存在触电的风险，安全性能低。

对于非接触式的智能开关，随着网络和WiFi的普及和应用，传统的插座通过增加继电器和WIFI模块实现与网络的连接和手机远程控制插座的接通和关断。

具体地说，用户需要操作移动终端的APP来控制开关的通断状态，虽然不需要用手直接接触开关，用户需要开启智能终端-打开应用程序-找到控制通断状态的对话框，操作起来十分繁琐，给使用带来极大的不便。

此外，由于插座插接的负载设备是各种各样，而继电器开通和关断时间是随机的，并非刚好在交流电过零点开通或关断。尤其是大功率感性负载接通和关断的瞬间，会产生强烈的感应电动势，同时剧烈变化的电压干扰按键检测电路，引起误判反复开通和关断，影响设备工作的可靠性。

发明内容

本实用新型针对现有插座开关按键安全性能低的技术问题，提出了一种智能插座，可以解决上述问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种智能插座，包括插座板，所述插座板上具有插孔，还包括：

控制模块，其设置在所述插座板上；

NFC有源模块，其设置在所述插座板上，与所述控制模块连接；

隔离开关，其设置在所述插座板上，接收所述控制模块发送的控制信号，用于控制所述智能插座的火线端与火线的通断状态；

控制按键，其包括：

NFC标签，其包括NFC芯片和线圈；

按键开关，其连接在所述NFC芯片和线圈之间，用于控制所述NFC芯片和线圈的电路通断状态，所述开关闭合时，所述NFC标签能够与所述NFC有源模块通过NFC通信。

进一步的，所述隔离开关为继电器，所述继电器的触点开关连接在所述智能插座的火线端与火线之间，继电器线圈通过开关电路与所述控制模块连接。

进一步的，所述开关电路包括NPN三极管，所述NPN三极管的基极与所述控制模块连接，所述NPN三极管的集电极与所述继电器线圈连接。

进一步的，所述控制按键还包括：

按键贴，所述NFC标签和按键开关设置在所述按键贴中，所述按键开关的应力面朝向所述按键贴的上表面。

进一步的，所述按键贴为柔性板状结构，包括位于上层的防水层和位于下层的基层，所述NFC标签设置在所述防水层和基层之间。

进一步的，所述基层的下表面还设置有胶粘层。

进一步的，所述NFC有源模块包括：

NFC有源电路，其用于连接控制模块；

匹配电路；

滤波电路；

天线，其依次通过所述匹配电路和滤波电路与所述NFC有源电路连接。

进一步的，所述匹配电路和滤波电路具有两路，分别与所述NFC有源电路的接收端和发设端对应连接。

进一步的，所述匹配电路包括第一电阻、第一电容以及第二电容，所述第一电阻的一端与所述天线的第一端连接，所述第一电阻的另外一端其中一路与所述第一电容连接，另外一路与所述第二电容连接，所述第一电容与所述滤波电路连接，所述第二电容与所述NFC有源电路的瞬态浪涌抑制端连接。

进一步的，所述滤波电路包括第三电容和第一电感，所述第三电容和第一电感的其中一端分别与所述第一电容连接，所述第一电感的另外一端与所述NFC有源电路的接收端或者发设端对应连接，所述第三电容的另外一端与所述NFC有源电路的瞬态浪涌抑制端连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的智能插座，控制按键可以与被控电器主体分离，独立设置，两者采用NFC无线通信，可以解决传统按键存在触电风险的技术问题。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 是本实用新型提出的智能插座的一种实施例结构示意图；

图2是本实用新型提出的智能插座的一种实施例原理方框图；

图3是本实用新型提出的智能插座的一种实施例中NFC标签的电路连接示意图；

图4是本实用新型提出的智能插座的一种实施例中开关电路的原理图；

图5是本实用新型提出的智能插座的一种实施例中控制按键的内部结构示意图；

图6是本实用新型提出的智能插座的一种实施例中NFC有源模块的电路连接示意图；

图7是本实用新型提出的智能插座的一种实施例中按键开关的外形结构示意图；

图8是本实用新型提出的智能插座的再一种实施例结构示意图；

图9是本实用新型提出的智能插座的另外一种实施例结构示意图。

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，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

NFC（Near Field Communication）即近距离通信技术，为一种非接触式设备识别及互联技术，能够在数厘米内（通常是15厘米）距离之间于13.56MHz频率范围内运作，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关联数据，识别无需人工干预，满足两个设备之间的信息交换、内容访问等。基于此，本实用新型提出了一种采用NFC通信技术控制智能插座与电源的通断状态，可以提高智能插座的操作安全性，下面将以一具体实施例进行说明。

实施例一

本实施例提出了一种智能插座，如图1、图2所示，包括插座板11，插座板11上具有插孔12，插孔12分别对应有火线端、零线端以及地线端，还包括控制模块、NFC有源模块、隔离开关以及控制按键，其中，NFC有源模块与控制模块连接，NFC有源模块可以接收NFC标签发送的射频信号，并发送至控制模块，隔离开关设置在插座板11上，与控制模块连接，控制模块能够根据NFC标签信号控制隔离开关的通断状态，控制隔离开关连接在智能插座的火线端与火线之间，进而控制只能插座的火线端与火线的通断状态。

需要说明的是，插孔12可以是二孔、三孔、五孔等不同型号。

如图3所示，本实施例中的控制按键包括NFC标签131和按键开关132，NFC标签131包括NFC芯片1311和线圈1312。

按键开关132电连接在NFC芯片1311和线圈1312之间，用于控制NFC芯片1311和线圈1312的电路通断状态，按键开关132闭合时，NFC标签131能够与NFC有源模块通过NFC通信，否则，不能通信。

NFC有源模块设置在插座板11上，通过有线与控制模块连接，两者可进行双向通信。

NFC芯片1311中写入有用于控制隔离开关通断的控制命令，NFC芯片1311与NFC有源模块之间的距离位于通信范围中时，两者可建立特定射频信号通信连接。当NFC有源模块与NFC芯片1311建立连接时，NFC芯片1311中写入的控制命令将发送至NFC有源模块，由其发送至控制模块，控制模块并执行相应的控制，用于控制隔离开关通断。

NFC芯片1311能够与NFC有源模块通信的前提是NFC芯片1311与线圈1312构成完整的回路，本方案中通过在NFC芯片1311与线圈1312之间设置按键开关132，用户通过控制按键开关132的通断状态进而实现控制该NFC芯片中的控制命令是否被NFC有源模块接收，从而可以实现控制隔离开关是否能够执行该控制命令。

如图4所示，隔离开关可以采用继电器K3实现，其具有由弱电控制的控制回路和用于控制强电的执行回路，且控制回路和执行回路相隔离，继电器的触点开关连接在智能插座的火线端与火线之间，当继电器的触点开关吸合时，智能插座的火线端与火线导通，智能插座有电，否则智能插座无电。继电器线圈通过开关电路与控制模块连接。

作为一个优选的实施例，如图4所示，开关电路包括NPN三极管N1，NPN三极管N1的基极与控制模块连接，NPN三极管N1的集电极与继电器线圈连接，控制模块通过控制该NPN三极管N1的导通状态进而控制继电器线圈与电源的导通状态，从而控制继电器触点的吸合。

为了方便装配控制按键，如图5、图7所示，本实施例的控制按键还包括按键贴133，NFC标签131和按键开关132均设置在按键贴133中，按键开关132的应力面朝向按键贴133的上表面。

按键开关132可采用机械触发开关实现，通过按下按键贴133的上表面，按键贴133的上表面下行运动，可以触发按键开关132。再次按下时，可实现控制按键开关132的通断状态切换。

本实施例的控制按键，可以与被控电器主体分离，独立设置，尤其当应用在浴室的潮湿环境中时，用户手湿的状态下操作控制按键，可以降低触电的风险，安全性能高。

此外，本按键的主要结构设置在按键贴133中，体积小，方便转移设置位置，可以将其设置在任意方便操作的位置。

按键贴133优选采用柔性板状结构，可以根据其所贴附的贴合面的形状做相适应地改变，适应能力强。

如图5所示，按键贴133包括位于上层的防水层1331和位于下层的基层1332，NFC标签131设置在防水层1331和基层1332之间。

优选的，防水层1331和基层1332之间形成密闭的空间，NFC标签131设置在其内，可以起到与外部环境隔绝的作用，防止受外部灰尘等污染物的污染，延长其使用寿命。

当本实施例的控制按键设置在浴室中，用于控制电热水等电器时，周围环境潮湿，且用户可能会在手湿的状态下操作开关，防水层1331还起到保护内部NFC标签131，防止受到潮湿环境的腐蚀的作用，同样可以有利于延长NFC标签131的使用寿命。

为了方便固定本控制按键，基层1332的下表面还设置有胶粘层1333，通过胶粘层1333粘附在任意方便用户操作的位置。

作为一个优选的实施例，如图6所示，NFC有源接收模块包括NFC有源电路、匹配电路、滤波电路以及天线，NFC有源电路用于连接控制模块，匹配电路用于将收发的射频信号相匹配传输，滤波电路用于滤除电路中的干扰信号，提高信号的传输精度。

天线依次通过匹配电路和滤波电路与NFC有源电路连接，用于发射或者接收射频信号，实现NFC有源接收模块与NFC芯片1311的通信。

匹配电路和滤波电路具有两路，分别与NFC有源电路的接收端和发设端对应连接。分别用于对接收信号的匹配接收和对发射信号的匹配发射。

如图6所示，为本NFC有源接收模块的一种具体实现电路原理图，匹配电路的发射通路包括第一电阻R1、第一电容C1以及第二电容C2，第一电阻R1的一端与天线的第一端连接，第一电阻R1的另外一端其中一路与第一电容C1连接，另外一路与第二电容C2连接，第一电容C1与滤波电路连接，第二电容C2与NFC有源电路的瞬态浪涌抑制端TVSS连接。

通过为第一电容C1和第二电容C2设置合适的值，发射信号匹配至合适的频率，并通过天线发射。

匹配电路的接收通路的搭建方式与发射通路相类似，在此不做赘述。

如图6所示，以滤波电路的接收通路为例进行说明，该滤波电路包括第三电容C3和第一电感L1，第三电容C3和第一电感L1的其中一端分别与第一电容C1连接，第一电感L1的另外一端与NFC有源电路的接收端对应连接，第三电容的另外一端与NFC有源电路的瞬态浪涌抑制端连接。第三电容C3和第一电感L1搭建成EMC滤波电路，可以起到过滤到传输信号的噪声，抑制杂波的作用。

滤波电路的发射通路与接收通路相近似，在此不做赘述。

本实施例的智能插座，控制按键可以与被控智能插座的主体分离，独立设置，两者采用NFC无线通信，可以解决传统按键存在触电风险的技术问题。

实施例二

本实施例提出了另外一种结构的智能插座，如图8所示，包括插座板11，插座板11上具有插孔12，插孔12分别对应有火线端、零线端以及地线端，还包括控制模块、NFC有源模块、隔离开关以及控制按键，其中，NFC有源模块与控制模块连接，NFC有源模块可以接收NFC标签发送的射频信号，并发送至控制模块，隔离开关设置在插座板11上，与控制模块连接，控制模块能够根据NFC标签信号控制隔离开关的通断状态，控制隔离开关连接在智能插座的火线端与火线之间，进而控制只能插座的火线端与火线的通断状态。

控制模块、NFC有源模块、隔离开关等接够设置在插座板11上。

本实施例的控制按键同样设置在被控智能插座的插座板11上，本实施例中的控制按键包括如图3、图7所示的NFC标签131和按键开关132，NFC标签131包括NFC芯片1311、线圈1312以及按键贴133，其中，NFC标签131和按键开关132均设置在按键贴133中，按键开关132的应力面朝向按键贴133的上表面，按键贴133固定在插座板11上。

如图5所示，按键贴133包括位于上层的防水层1331和位于下层的基层1332，NFC标签131设置在防水层1331和基层1332之间。

为了方便固定本控制按键，基层1332的下表面还设置有胶粘层1333，通过胶粘层1333粘附在插座板11上。

按键开关132电连接在NFC芯片1311和线圈1312之间，用于控制NFC芯片1311和线圈1312的电路通断状态，按键开关132闭合时，NFC标签131能够与NFC有源模块通过NFC通信，否则，不能通信。

由以上可知，NFC有源模块设置在插座板11的背面，而线圈1312设置在插座板11的前面，通过合理设置NFC有源模块和线圈1312的位置，使得射频场是垂直于线圈平面，两者可保持畅通无误的通信。

实施例三

本实施例提出了再一种结构的智能插座，如图9所示，包括插座板11，插座板11上具有插孔12，插孔12分别对应有火线端、零线端以及地线端，还包括控制模块、NFC有源模块、隔离开关以及控制按键，其中，NFC有源模块与控制模块连接，NFC有源模块可以接收NFC标签发送的射频信号，并发送至控制模块，隔离开关设置在插座板11上，与控制模块连接，控制模块能够根据NFC标签信号控制隔离开关的通断状态，控制隔离开关连接在智能插座的火线端与火线之间，进而控制只能插座的火线端与火线的通断状态。

控制模块、NFC有源模块、隔离开关等接够设置在插座板11上。

本实施例的控制按键设置在被控智能插座的插座板11的一侧，本实施例中的控制按键包括如图3、图7所示的NFC标签131和按键开关132，NFC标签131包括NFC芯片1311、线圈1312以及按键贴133，其中，NFC标签131和按键开关132均设置在按键贴133中，按键开关132的应力面朝向按键贴133的上表面。

如图5所示，按键贴133包括位于上层的防水层1331和位于下层的基层1332，NFC标签131设置在防水层1331和基层1332之间。

为了方便固定本控制按键，基层1332的下表面还设置有胶粘层1333，通过胶粘层1333粘附在插座板11附近的任意位置，可以节约插座板11上的空间，同时可以避免对插孔12造成干涉。

按键开关132电连接在NFC芯片1311和线圈1312之间，用于控制NFC芯片1311和线圈1312的电路通断状态，按键开关132闭合时，NFC标签131能够与NFC有源模块通过NFC通信，否则，不能通信。

由以上可知，NFC有源模块设置在插座板11的背面，而线圈1312设置在插座板11的一侧，通过合理设置NFC有源模块和线圈1312的位置，使得射频场是垂直于线圈平面，两者可保持畅通无误的通信。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能插座，包括插座板，所述插座板上具有插孔，其特征在于，还包括：

控制模块，其设置在所述插座板上；

NFC有源模块，其设置在所述插座板上，与所述控制模块连接；

隔离开关，其设置在所述插座板上，接收所述控制模块发送的控制信号，用于控制所述智能插座的火线端与火线的通断状态；

控制按键，其包括：

NFC标签，其包括NFC芯片和线圈；

按键开关，其连接在所述NFC芯片和线圈之间，用于控制所述NFC芯片和线圈的电路通断状态，所述开关闭合时，所述NFC标签能够与所述NFC有源模块通过NFC通信。

2.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于，所述隔离开关为继电器，所述继电器的触点开关连接在所述智能插座的火线端与火线之间，继电器线圈通过开关电路与所述控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的智能插座，其特征在于，所述开关电路包括NPN三极管，所述NPN三极管的基极与所述控制模块连接，所述NPN三极管的集电极与所述继电器线圈连接。

4.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于，所述控制按键还包括：

按键贴，所述NFC标签和按键开关设置在所述按键贴中，所述按键开关的应力面朝向所述按键贴的上表面。

5.根据权利要求4所述的智能插座，其特征在于，所述按键贴为柔性板状结构，包括位于上层的防水层和位于下层的基层，所述NFC标签设置在所述防水层和基层之间。

6.根据权利要求5所述的智能插座，其特征在于，所述基层的下表面还设置有胶粘层。

7.根据权利要求1-6任一项所述的智能插座，其特征在于，所述NFC有源模块包括：

NFC有源电路，其用于连接控制模块；

匹配电路；

滤波电路；

天线，其依次通过所述匹配电路和滤波电路与所述NFC有源电路连接。

8.根据权利要求7所述的智能插座，其特征在于，所述匹配电路和滤波电路具有两路，分别与所述NFC有源电路的接收端和发设端对应连接。

9.根据权利要求8所述的智能插座，其特征在于，所述匹配电路包括第一电阻、第一电容以及第二电容，所述第一电阻的一端与所述天线的第一端连接，所述第一电阻的另外一端其中一路与所述第一电容连接，另外一路与所述第二电容连接，所述第一电容与所述滤波电路连接，所述第二电容与所述NFC有源电路的瞬态浪涌抑制端连接。

10.根据权利要求9所述的智能插座，其特征在于，所述滤波电路包括第三电容和第一电感，所述第三电容和第一电感的其中一端分别与所述第一电容连接，所述第一电感的另外一端与所述NFC有源电路的接收端或者发设端对应连接，所述第三电容的另外一端与所述NFC有源电路的瞬态浪涌抑制端连接。

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