[发明专利]一种智能用电插座

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网、嵌入式技术领域，特别涉及一种智能用电插座。

背景技术

目前用电插座的功能单一，普遍使用的用电插座只能提供二线与三线插孔来充当用电器与电网的电气连接接口，除此之外没有任何其它的功能；更进一步，有的用电插座内部虽然集成电量测量功能模块并且提供LCD液晶显示屏用来显示本地用电数据。但是它不能将本地数据上传至类似PC机等设备，因而无法将用电数据进一步处理、统计等一系列处理。进而用电插座也不能响应用户命令，没有方便的类似人机交互的平台。一切与用电插座相关的基本操作都必须要求用户的手动操作才能完成，灵活性差。智能用电插座基本功能的实现依赖各功能部分间的结构设计，根据对智能用电插座的需求，目前尚无实现电能测量、自动开关控制和实时通信功能的插座设计方案。

发明内容

针对现有装置存在的不足，本发明提供一种智能用电插座。本发明的技术方案是这样实现的：一种智能用电插座，包括电源转换模块、可控开关模块、电量测量模块、处理器模块和网络通信模块；其中，所述的电源转换模块，用于产生不同幅值的直流电压，为电量测量模块、可控开关模块和处理器模块提供所需的直流电压；所述的电量测量模块用于测量用电设备的电压、电流、功率和电能；所述的可控开关模块用于根据处理器模块的指令控制智能用电插座的通断；所述的网络通信模块用于智能用电插座与智能用电插座之间，智能用电插座和Internet网络之间的信息交互；

其连接关系为：所述处理器模块通过外部接口与电量测量模块连接，可控开关模块的输入端连接处理器模块的输出端，网络通信模块的信号收发端连接处理器模块的天线信号收发端；

所述的电源转换模块、可控开关模块、电量测量模块、处理器模块和网络通信模块均集成在一个电路板上；

所述的电源转换模块直接连接火线和零线，与可控开关和用电设备线路独立；

所述的电量测量模块与处理器模块的输出电平值应在相同取值范围内，若不同，则在两者之间增加时钟电平转换模块来调整电平信号，实现电量测量模块与处理器模块的通信。

本发明优点：本发明支持电量测量、自动开关控制和通信三大功能。它具有体积小、功耗低、成本低等优点。从电量测量模块能够获得实时电压、电流有效值和瞬时值、瞬时和有功功率值，而且在校准后其测量结果精度达1％；自动开关控制模块采用大功率电磁继电器，支持高达4000W的负载接入；由于采用集成Zigbee RF收发机的处理器，容易组成快速、廉价的Zigbee网络。不需要为通信模块增加额外的布线。

附图说明

图1为本发明智能用电插座结构框图；

图2为本发明智能用电插座电源转换模块电路原理图；

图3为本发明智能用电插座可控开关模块电路原理图；

图4为本发明智能用电插座电量测量模块电路原理图；

图5为本发明智能用电插座处理器模块电路原理图；

图6为本发明智能用电插座网络通信模块的电路原理图；

图7为本发明智能用电插座时钟电平转换模块电路原理图；

图8为本发明智能用电插座内部接线示意图；

图9为本发明智能用电插座处理器芯片与电量测量芯片间通信流程图；

图10为本发明智能用电插座的智能用电系统图；

其中，1、电压采集电路 2、电流采集电路 3、电量测量芯片 4、处理器芯片 5、复位电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本实施例的一种智能用电插座，其电路原理图如图1所示，包括电源转换模块、可控开关模块、电量测量模块、处理器模块和网络通信模块；所述的电源转换模块直接连接火线和零线，与可控开关和用电设备线路独立，不受可控开关状态影响。本实施例中各模块型号如下：

可控开关模块采用电磁继电器Q90F，电量测量模块采用CS5460芯片，处理器模块采用集成MCU和ZigBee RF功能CC2530芯片，网络通信模块包括集成巴伦2450BM15A0002和倒F型PCB天线；