[实用新型]一种智能电源插头

说明书

技术领域

本实用新型属于单相插头插座技术领域，具体涉及一种具有计量和通信功能的智能电源插头。

背景技术

近年来，为应对气候变化、保障能源安全，促进经济可持续发展，加快了清洁能源、智能电网、物联网的发展进程，大量智能技术和成果在各行各业迅速得到推广和应用。然而，就目前大多数用电设备而言，我们还无法随时获知它们实际究竟消耗了多少电量，可测量与显示自身能耗的智能用电设备对于能耗管理具有巨大应用前景。

为解决能耗管理问题，现有技术提出了智能插座解决方案。如图1所示，该智能插座应用场景包括电能表、智能插座和家庭网关等主要设备，其中电能表用于计量用户的总体电能值；智能插座用于采集各个用电设备的电能值情况，采集各电器的用电数据和参数，并且可以通过WSN(Wireless Sensor Network，无线传感器网络)网络，将这些信息发送给家庭网关；家庭网关可以通过WSN网络和各个智能插座建立连接，各个智能插座将其用电数据和参数发送到家庭网关，家庭网关将用电数据处理转换后通过互联网发送到用电服务器。基于这些用电数据和参数，用电服务器可以通过网关实现对各电器的远程智能控制和管理，进而通过对各电器的能耗情况制定更有效的节能降耗措施。

虽然图1中基于智能插座的用电管理系统也能实现用户用电智能化管理，但还存在一些缺陷：(1)用电设备智能化没有真正实现智能化，用电设备本身不具备计量和通信功能，所以这种智能化对用电设备来说完全是被动的，完全是一种单向的接收控制功能，而且用电设备只能被动的连接到智能插座上。(2)智能插座一般体积较大，成本较高，并且智能插座通常是安装在已有的普通插座上，然后用电设备的插头再插在智能插座上，使用很不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有计量和通信功能的智能电源插头。该智能插头通过在传统插头和用电设备之间的电源线中接入了计量芯片和智能控制电路；并且在传统电源线中复合了发送数据线和接收数据线，使连接用电设备的电源线不仅包括火线、零线、地线，还包括了数据接收和发送线；该智能插头通过计量芯片实现了计量功能，通过接收线、发送线及控制电路的射频模块实现了用电设备和外部智能家庭网络的通信功能。

为此，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种智能电源插头，其包括与用电设备通过电源线相连接的插头以及与电源线相连接的智能单元，所述智能单元包括计量芯片；与计量芯片相连接的电压处理电路、电流处理电路和射频模块；以及为计量芯片和射频模块供电的电源电路，所述射频模块上具有与网关进行通信的天线以及与用电设备进行通信的通信接口。

其中，所述射频模块上连接有用于控制用电设备通断状态的继电器，该继电器位于电源线的火线上。

其中，所述射频模块包括相互连接的射频芯片和微控制单元，所述射频芯片连接有一天线，所述微控制单元上设有分别用于连接计量芯片和用电设备的通信接口。

其中，所述射频模块中包括用于检测插头温度的温度传感器，该温度传感器与射频模块中的微控制单元相连接。

其中，所述射频模块包括用于检测电源线中火线电流和零线电流的漏电保护电路，该漏电保护电路与射频模块中的微控制单元相连接。

其中，所述通信接口上连接有与用电设备进行串行通信的数据线，所述数据线复合于电源线中。

其中，所述通信接口采用RS-232接口或RS-485接口。

其中，所述计量芯片采用电能计量芯片。

其中，所述电源电路包括半波整流单元、分压单元、电容滤波单元、稳压单元，所述半波整流单元对从低压电力线获得的220V交流电压进行整流处理得到直流电压，该直流电压经过电容滤波单元、分压单元和稳压单元后得到稳定的电源，并将该电源输出至计量芯片和射频模块。

其中，所述电压处理电路包括分压电阻和滤波电容，该电压处理电路将从电源线上获取的电压信号依次经过分压电阻分压、滤波电容滤波后传至计量芯片中。

其中，所述电流处理电路包括分流电阻和滤波电容，该电流处理电路将从电源线的火线获取的电流信号依次经过分流电阻分流、滤波电容滤波后传至计量芯片中；且将从电源线的零线获取的电流信号依次经过分流电阻分流、滤波电容滤波后传至计量芯片中。

其中，所述网关与射频模块之间采用Zigbee、WIA或WIFI进行通信。

本实用新型的有益效果在于：